中頻電爐25噸主板說(shuō)明書

1、MPU-3 型 12 脈波恒功率晶閘管中頻電源控制板說(shuō) 明 書小芯片十二脈波 1概述a. MPU-3 型 12 脈波晶閘管中頻電源控制板是一種新型控制觸發(fā)板。主要由電源、調(diào)節(jié)器、移相控制、保 護(hù)電路、相序自適應(yīng)電路、啟動(dòng)演算電路、逆變頻率跟蹤、逆變脈沖形成、脈沖放大及脈沖變壓器組成。 其核心部件采用的是高性能、高密度、大規(guī)模專用 MPU-3 集成電路，與我公司開發(fā)的高性能軟件相結(jié)合， 從而制成智能化控制芯片 -MPU ，使該板的控制電電路除調(diào)節(jié)器外，其余均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，整流觸發(fā)器局部 不需要任何調(diào)整，而且具有可靠性高、脈沖對(duì)稱度高、抗干擾能力強(qiáng)、反響速度快等特點(diǎn)，又由于有相序 自適應(yīng)電路，無(wú)需同

2、步變壓器，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中免去了調(diào)相序、對(duì)同步的工作， 僅需把兩個(gè)三相中各自 6 只晶閘管的門陰極線接入控制板相應(yīng)的接線端上，整流局部便能投入運(yùn)行 。b. 逆變采用掃頻式零壓軟啟動(dòng)方式， 啟動(dòng)性能優(yōu)于普通的零壓軟啟動(dòng)電路， 并設(shè)有自動(dòng)重復(fù)啟動(dòng)電路， 可防止中頻電源偶爾的啟動(dòng)失敗，使啟動(dòng)成功率到達(dá)100% 。頻率跟蹤電路采用的是平均值取樣方案，提高了逆變的抗干擾能力，而且僅需取樣中頻電壓信號(hào)，而無(wú)需槽路電容器的電流信號(hào)，免去了外接中頻電流 互感器、確定取樣電流相位的煩惱。因此，在調(diào)試和使用現(xiàn)場(chǎng)中，也不會(huì)由于中頻輸出線或取樣電流互感 器的相位接反，而產(chǎn)生中頻電源不能啟動(dòng)的問(wèn)題。c. 逆變電路中還加有

3、逆變角調(diào)節(jié)電路，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載阻抗的匹配，到達(dá)恒功率輸出，可以制成 “快 速熔煉 的中頻電源 , 到達(dá)省時(shí)、節(jié)電、提高網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的目的此功能也可被關(guān)掉。逆變局部的主 要電路均在 MPU 大規(guī)模集成電路的內(nèi)部，亦是數(shù)字電路。d. MPU-3 型 12 脈波晶閘管中頻電源控制板全板僅采用了有效措施， 使得調(diào)試極6 只電位器的參數(shù)設(shè)定，所 以核心局部是增加了電流平有 12 只集成電路、 7 只晶體管、 7 只微調(diào)電位器、 47 個(gè)引 出端子，安裝十分方便。電路的集成化程度很高，故障率極低。適用于各種晶閘管并聯(lián)諧振中頻電源。e. MPU-3 型 12 脈波晶閘管中頻電源控制板在設(shè)計(jì)中征求了多方面的

4、意見(jiàn)，為方便。在大多數(shù)參數(shù)的設(shè)定都由電路內(nèi)部自動(dòng)設(shè)定， 需要用戶調(diào)整的只有 具有極強(qiáng)的通用性和互換性。f. MPU-3 型 12 脈波晶閘管中頻電源控制板根本上是兩套單橋控制電路的合成， 衡電路，當(dāng)由于負(fù)載不平衡或進(jìn)線電壓不同造成兩橋電流不平衡時(shí)，它可以自動(dòng)調(diào)節(jié)兩橋的電流，使之趨 向一致。g. MPU-3 型 12 脈波恒功率控制板、主回路采用雙橋整流，可以大大減少電源運(yùn)行引起的電網(wǎng)諧波，提 高功率因數(shù)和運(yùn)行效率。2正常使用條件2.1 海拔不超過(guò) 2000 米。2.2 環(huán)境溫度不低于-10 C,不高于 +40 Co2.3 空氣最大相對(duì)濕度不超過(guò)90%20 C 士 5 C時(shí)2.4運(yùn)行地點(diǎn)無(wú)導(dǎo)電及

5、爆炸性塵埃，無(wú)腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽。2.5 無(wú)劇烈振動(dòng)和沖擊。3主要技術(shù)參數(shù)3.1 主電路進(jìn)線額定電壓： 100V660V50Hz 注意 R3、R7、 R11 的匹配 ；3.2 控制供電電源：?jiǎn)蜗?7V/2A；3.3 中頻電壓反響信號(hào)：AC 12V/15mA ；3.4 電流反響信號(hào)： AC 12V/5mA 三相輸入；3.5整流觸發(fā)脈沖移相范圍：a =01300 ;3.6 整流觸發(fā)脈沖對(duì)稱度：小于1o ;3.7 整流觸發(fā)脈沖信號(hào)寬度：?600卩s、雙窄、間隔60o ;3.8整流觸發(fā)脈沖特性：觸發(fā)脈沖峰值電壓：?12V ;觸發(fā)脈沖峰值電流：?1A;觸發(fā)脈沖前沿陡度：?0.5A/卩s；3.

6、9 逆變頻率：400Hz8kHz ;3.10逆變觸發(fā)脈沖信號(hào)寬度：1 一 16 X逆變頻率；3.11逆變觸發(fā)脈沖特性：觸發(fā)脈沖峰值電壓：?22V ;觸發(fā)脈沖峰值電流：?3A ;觸發(fā)脈沖前沿陡度：?2A/卩s；逆變用觸發(fā)脈沖變壓器是外接的；3.12故障信號(hào)輸出：控制板在檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)，輸出一組接點(diǎn)信號(hào)，該接點(diǎn)容量為AC： 5A/220V ；DC : 10A/28V。功能r1端子號(hào)參數(shù)電源N線CON1 -1通常與1-2短接故障輸出CON1 -2常開點(diǎn) AC、5A/220V、DC10A/28V常開點(diǎn)的定觸頭，接電源N線電壓反響信號(hào)CON2-1CON2-2VF中頻電壓12V1號(hào)整流橋電流反響信號(hào)CO

7、N2-3CON2-4CON2-51IFAC三上12V控制信號(hào)CON2-6CON2-7RST懸空為運(yùn)行狀態(tài)，接地為停止運(yùn)行和故障 復(fù)位，GND控制信號(hào)接地端與給定共用。給定CON2-7CON2-8CON2-9GND給定接地VF 給定：DC 15VVcc、DC+15V，最大輸出 20mA2號(hào)整流橋電流反響信號(hào)CON2-10CON2-11CON2-122IFAcdg sh 12v電源CON3 -1CON3-217VAC17V/2A逆變脈沖輸出CON3-3CON3-4CON3-5+22V逆變輸出公共端 E端OUT塑變輸出端 15AOUT逆變輸出端 15A外故障輸入CON3-6WP接地為故障狀態(tài)， WP

8、L燈亮，帶3秒延時(shí)CND ,頻率表CON3-7CON3-8外故障接地端Vcc頻率表正端U 牟百交？二 存t呂屮 匚A 赤冬F(xiàn)頻J率表負(fù)端5mA扌刖 出接1-6號(hào)晶閘管控制極CON3-9G1-G61號(hào)整流脈沖輸出K1- K6.G7-G12J接1-6號(hào)晶閉管陰極接7-12號(hào)晶閘管控制極2號(hào)整流脈沖輸出接7-12號(hào)晶閉管陰極K7-K124 .控制板的接線端子與參數(shù)控制板共有 47個(gè)M3接線端子，各端子功能表見(jiàn)表1。5、發(fā)光二極管工作狀態(tài)代號(hào)發(fā)光一極管亮?xí)r指示狀態(tài)POWER1:控制電源指示(1號(hào)橋)POWER2控制電源指示(2號(hào)橋)WPL水壓低故障10C1號(hào)整流橋過(guò)電流故障20C2號(hào)整流橋過(guò)電流故障L

9、V控制板電源故障OV中頻過(guò)電壓故障10P1號(hào)整流橋三相輸入缺相故障20P2號(hào)整流橋三相輸入缺相故障1 l rv4 I rSCR門極接反或開LED1-LED61 號(hào)整流脈沖指示，正吊 為微亮或不亮，高亮表示路。SCR門極接反或開LED7-LED122號(hào)整流脈沖指示，正常為微亮或不亮，高亮表示路6 .電位器6.1 W1(1If) 1 號(hào)整流橋最大輸出電流設(shè)定電位器(截流)及兩橋電流平衡微調(diào)電位器，當(dāng)有電流反響時(shí)可設(shè)定最大輸出電流，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樽钚?，最大調(diào)節(jié)范圍約2倍。過(guò)電流無(wú)需調(diào)節(jié)，當(dāng)截流值調(diào)整好后，過(guò)電流自動(dòng)成為1.4倍的截流值。 當(dāng)兩橋電流不平衡時(shí)，微調(diào)W1和W7，可以使兩路電流趨向一致。6.

10、2 W2(Vf)最大中頻輸出電壓設(shè)定電位器(截壓)，當(dāng)有電壓反響時(shí)可設(shè)定最大中頻輸出電壓，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樽钚?，最大調(diào)節(jié)范圍約2倍。過(guò)電壓無(wú)需調(diào)節(jié)，當(dāng)截壓值調(diào)整好后，過(guò)電壓自動(dòng)成為1.2倍的截壓值。6.3 W3( 6 max)最大逆變引前角設(shè)定電位器，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樵龃?，最大調(diào)節(jié)范圍約為40o60o。6.4 W4( 6 min)最小逆變引前角設(shè)定電位器，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樵龃?，最大調(diào)節(jié)范圍約為20o40。36.5 W5(F)外接頻率表設(shè)定電位器，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樽x數(shù)增大，最大調(diào)節(jié)范圍約倍。6.6 W6(Fmax) 最大它激逆變頻率設(shè)定電位器，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樵龃?，最大調(diào)節(jié)范圍約2倍。6.7 W7(2If) 2號(hào)整

11、流橋最大輸出電流設(shè)定電位器(截流)及兩橋電流平衡微調(diào)電位器。當(dāng)兩橋電流不平衡時(shí)，微調(diào) W1和W7,可以使兩路電流趨向一致。7 .安裝與連接MPU-3型12脈波晶閘管中頻電源控制板的外形尺寸長(zhǎng)X寬X高=295mm x 246mm x 30mm，安裝孔距為CON2-1 、 CON2-6、 CON3-8 、 CON3-285mm x 236mm，安裝孔為4- 5mm。G1G12、K1K12觸發(fā)脈沖連接導(dǎo)線用 0.7mm2RV 導(dǎo)線連接，建議用不 同顏色的導(dǎo)線表示極性。其余連接導(dǎo)線用0.5mm2RV導(dǎo)線連接。如果所裝的中頻電源不需要復(fù)位功能、報(bào)警功能、內(nèi)接頻率表的話，端子9便可不用。&調(diào)試8.

12、1調(diào)試需準(zhǔn)備的工具一臺(tái)20MHz示波器，假設(shè)示波器的電源線是三芯插頭時(shí)，注意“地線千萬(wàn)不能接， 示波器外殼對(duì)地需絕緣,僅使用一蹤探頭，示波器的X軸、Y軸均需較準(zhǔn)，探頭需在測(cè)試信號(hào)下補(bǔ)償好。600V以上電壓的測(cè)量把平波電抗器的一端斷開，再在整流橋直流口If微調(diào)電位器W1順時(shí)針旋至最高端(調(diào)試過(guò)程發(fā)生短路假設(shè)無(wú)高壓示波器探頭，應(yīng)用電阻做一個(gè)分壓器，以適應(yīng) 一個(gè)W 500500W 的電阻性負(fù)載。8.2整流局部的調(diào)試(W1)為了調(diào)試的平安，調(diào)試前應(yīng)該使逆變橋不工作。例如： 接入一個(gè)W 500500W的電阻性負(fù)載。電路板上的時(shí)，可以提供過(guò)流保護(hù))。主控板上的DIP-1開關(guān)撥在ON位置。用示波器做好測(cè)量整

13、流橋輸出直流電壓波形的準(zhǔn)備。把面板上的 “給定 電位器逆時(shí)針旋至最小。送上三相供電 可以不分相序 ，檢查是否有缺相報(bào)警指示，假設(shè)有，可以檢查進(jìn)線快熔斷器是否損壞。把面板上的 “給定電位器順時(shí)針旋大，直流電壓波形應(yīng)該幾乎全放開a 00, 6個(gè)波頭都全在。假設(shè)中頻電源為 380V 輸入，此時(shí)的直流電壓表應(yīng)指示在 530V 左右 假設(shè)中頻電源為 660V 輸入，此時(shí)的直流電壓表應(yīng) 指示在900V左右。再把面板上的“給定電位器逆時(shí)針旋至最小，直流電壓波形幾乎全關(guān)閉，此時(shí)的a角約為 120 °。輸出直流波形在整個(gè)移相范圍內(nèi)應(yīng)該是連續(xù)平滑的。假設(shè)在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)出不來(lái) 6 個(gè)整流波頭，那么應(yīng)檢查 6

14、 只整流晶閘管的序號(hào)是否接對(duì)，晶閘管的門極線是否 接反或短路。在此過(guò)程調(diào)試中也應(yīng)檢查面板上的“給定 電位器是否接反，接反了那么會(huì)出現(xiàn)直流電壓幾乎為最大，只有把 “給定 電位器順時(shí)針旋到頭時(shí)，直流電壓才會(huì)有減小的現(xiàn)象。在停電狀態(tài)下把逆變橋接入，使逆變觸發(fā)脈沖投入，去掉整流橋口的電阻性負(fù)載。把電路板上的Vf 微調(diào)電位器 W2 順時(shí)針旋至最高端 調(diào)試過(guò)程發(fā)生逆變過(guò)壓時(shí)，可以提供過(guò)壓保護(hù) 。主控板上的 DIP-1 開關(guān)撥在 ON 位置，面板上的 “給定 電位器逆時(shí)針旋至最小。上電數(shù)秒種后，把面板上的 “給定 電位器順時(shí)針慢慢地旋大，這時(shí)逆變橋會(huì)出現(xiàn)兩種工作狀態(tài)：一種 是逆變橋起振，另一種是逆變橋直通。

15、此時(shí)需要的是逆變橋直通，假設(shè)逆變橋?yàn)槠鹫駹顟B(tài)，可在停電的狀態(tài) 下，調(diào)節(jié)中頻電壓互感器的相位，即把中頻電壓互感器20V 繞組的輸出線對(duì)調(diào)一下，就不會(huì)起振了。在緩 慢旋大面板上 “給定 電位器的操作中， 應(yīng)密切注意電流表的反響， 假設(shè)電流表的指示迅速增大， 那么應(yīng)迅速把“給定 電位器逆時(shí)針旋下來(lái)， 此時(shí)說(shuō)明電流取樣電路有問(wèn)題， 系統(tǒng)處于電流開環(huán)狀態(tài)， 應(yīng)檢查電流互感器是否 接對(duì)，特別是5A:0.1A電流互感器的原、副邊是否接反，0.1A繞組上的68 Q電阻是否接上。正常的表現(xiàn)是隨著“給定 電位器的緩慢加大， 電流表的指示也跟著增大， 當(dāng)停止旋轉(zhuǎn) “給定 電位器時(shí)， 電流表的指示能穩(wěn)定 的停在某一刻

16、度上。當(dāng)出現(xiàn)直通現(xiàn)象時(shí)，把面板上的“給定 電位器順時(shí)針旋大，使電流表的指示接近額定值的50%左右。用交流電壓表測(cè)量 CON2-3 、 CON2-4 、CON2-5 三個(gè)接線端子間的電壓，三個(gè)電壓應(yīng)該是大致相等的，假設(shè)相差太 大，說(shuō)明電流互感器的同名端接錯(cuò)，必須改正，否那么會(huì)影響電流調(diào)節(jié)器的正常工作。繼續(xù)把面板上的 “給定 電位器順時(shí)針旋到頭，電流表的指示應(yīng)接近額定值，逆時(shí)針調(diào)節(jié)主控制板上的W1 電流反響微調(diào)電位器，使直流電流表指示到額定輸出電流，完成了額定電流的整定。 這樣整流橋的調(diào)試就根本完成，可以進(jìn)行逆變橋的調(diào)試。需要指出的是，當(dāng)平波電抗器的直流電阻較小時(shí)，在直通狀態(tài)下作額定電流的整定，會(huì)

17、出現(xiàn)直流電流 振蕩的現(xiàn)象，可在直流回路里串一點(diǎn)電阻加以解決。另外，水冷裝置在作此項(xiàng)調(diào)試時(shí)，必須通水冷卻。當(dāng)調(diào)試場(chǎng)地的電源供不出裝置的額定電流時(shí)，額定電流的整定， 可放在現(xiàn)場(chǎng)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，但是，應(yīng)先在小電流的狀況下，判定一下電流取樣回路的工作是否正常。8.3 逆變局部的調(diào)試8.3.1 校準(zhǔn)頻率表 W5主控制板上的 DIP開關(guān)均撥在OFF位置，面板上的 “給定電位器逆時(shí)針旋至最小。把示波器接在Q5或Q6的管殼上，測(cè)逆變觸發(fā)脈沖的它激頻率 它激頻率可以通過(guò) W6 來(lái)調(diào)節(jié) ，調(diào)節(jié) W5 微調(diào)電位器，使頻率表的讀數(shù)與示波器測(cè)得的相一致。但還是推薦使用直流毫安表頭改制的頻率表，這LED 亮度是否正常，

18、不亮那么說(shuō)明逆變末級(jí)假設(shè)中頻電源用的是專用中頻頻率表， 那么可免去此步調(diào)試。一方面是可以測(cè)得最高它激頻率，另一方面是價(jià)格廉價(jià)。8.3.2 起振逆變器 W6首先檢查逆變晶閘管的門級(jí)線連接是否正確，逆變末級(jí)上的的E和C接線端子接反了。再把主控制板上CON3-5對(duì)外的連線斷開，看熄滅的 LED逆變級(jí)是否處在逆變橋的對(duì)角線位置。把主控板上的 DIP 開關(guān)均撥在 OFF 位置，把面板上的調(diào)電位器，使最高它激頻率高于槽路諧振頻率的 定 電位器順時(shí)針稍微旋大， 這時(shí)它激頻率開始從高往底掃描給定 電位器逆時(shí)針旋到底，調(diào)節(jié)控制板上的 W6 微1.2 倍， W3 、 W4 微調(diào)電位器旋在中間位置。把面板上的 “給

19、 從頻率表中可以看出 ，逆變橋進(jìn)入工作狀態(tài)，開始起振。假設(shè)不起振，表現(xiàn)為它激信號(hào)反復(fù)作掃頻動(dòng)作，可調(diào)節(jié)中頻電壓互感器的相位，即把中頻電壓互 感器 20V 繞組的輸出線對(duì)調(diào)一下。假設(shè)把中頻電壓互感器 20V 繞組的輸出線對(duì)調(diào)后，仍然起動(dòng)不起來(lái)，此時(shí)應(yīng)確認(rèn)一下槽路的諧振頻率是 否正確。可以用電容 / 電感表測(cè)量一下電熱電容器的電容量及感應(yīng)器的電感量，計(jì)算出槽路的諧振頻率， 當(dāng)槽路的諧振頻率處在最高它激頻率的 0.60.9 倍的范圍內(nèi)時(shí)，起動(dòng)應(yīng)該是很容易的。再就是檢查一下逆變晶 閘管是否有損壞的。8.3.3 整定逆變引前角 W3 、W4逆變起振后，可做整定逆變引前角的工作，把 DIP 開關(guān)均打在 O

20、FF 位置，用示波器觀察電壓互感器 100V 繞組 的波形，調(diào)節(jié)主控板上 W4 微調(diào)電位器，使逆變換相引前角在 22o 左右，此時(shí)中頻輸出電壓與直流電壓 的比為 1.2 左右 假設(shè)換相重疊角較大，可適當(dāng)增大逆變換相引前角 ，此步整定的是最小逆變引前角，一般希望 它盡可能的小，當(dāng)然過(guò)小的逆變換相引前角會(huì)使逆變換相失敗，表現(xiàn)為中頻電壓升高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)重復(fù) 起動(dòng)。再把 DIP-2 開關(guān)打在 ON 位置，調(diào)節(jié)主控板上 W3 微調(diào)電位器，整定最大逆變換相引前角。根據(jù)不同的中 頻輸出電壓的要求，最大逆變換相引前角亦不同，如中頻裝置的三相輸入電壓為380V ，額定中頻輸出電壓為 750V 時(shí)，那么要求最大逆變換相引前角在 42 °左右，此時(shí)中頻輸出電壓與直流電壓的比為1.5 。一般希望它盡可能的大些，這在系統(tǒng)輸入電壓偏低時(shí)，仍可保證中頻輸出電壓到額定值。當(dāng)系統(tǒng)輸入電壓偏高時(shí)， 由于有電壓調(diào)節(jié)器的作用，中頻輸出仍然不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。此項(xiàng)調(diào)試工作應(yīng)在 50% 額定中頻輸出電壓下進(jìn)行。注意，必須先