KMPS200㎏220KW全集成化可控硅變頻裝置使用說明書復習課程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。KMPS200220KW全集成化可控硅變頻裝置使用說明書KMPS-200-220KW全集成化可控硅變頻裝置使用說明書江門市江海區(qū)宏進中頻電爐有限公司電話真址：江門市江海區(qū)滘頭新星新基里5號之一廠房目錄TOCo1-1hzuHYPERLINKl_Toc234403813一、用途PAGEREF_Toc234403813h2HYPERLINKl_Toc234403814二、結(jié)構(gòu)與特點PAGEREF_Toc234403814h2HYPERLINKl_Toc2

2、34403815三、設(shè)備型號的含義PAGEREF_Toc234403815h2HYPERLINKl_Toc234403816四、使用條件PAGEREF_Toc234403816h2HYPERLINKl_Toc234403817五、技術(shù)參數(shù)PAGEREF_Toc234403817h3HYPERLINKl_Toc234403818六、主電路工作原理PAGEREF_Toc234403818h3HYPERLINKl_Toc234403819七、控制電路簡介PAGEREF_Toc234403819h3HYPERLINKl_Toc234403820八、設(shè)備的安裝PAGEREF_Toc234403820h5

3、HYPERLINKl_Toc234403821九、開機前的檢查PAGEREF_Toc234403821h6HYPERLINKl_Toc234403822十、調(diào)試PAGEREF_Toc234403822h6HYPERLINKl_Toc234403823十一、設(shè)備的操作與使用方法PAGEREF_Toc234403823h7HYPERLINKl_Toc234403824十二、使用維護和注意事項PAGEREF_Toc234403824h7HYPERLINKl_Toc234403825十三、安全PAGEREF_Toc234403825h7一、用途可控硅變頻電源是一種靜止變頻裝置，利用可控硅元件將工頻三相

4、交流電源變換成單相中頻電源。本裝置采用并聯(lián)諧振逆變電路，因此對各種負載適應(yīng)能力強，使用范圍廣，廣泛應(yīng)用于各種金屬的熔煉、熱處理、彎管以及晶體的生長等。結(jié)構(gòu)與特點1、柜體元器件的布局采用單面安裝，便于安裝、維修、調(diào)試，冷卻方式采用水冷。2、控制電路的器件選用進口優(yōu)質(zhì)元件，使設(shè)備具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。3、本設(shè)備的啟動方式采用它激轉(zhuǎn)自激的掃頻式零壓軟啟動方式，在整個啟動過程中，頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電流、電壓調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)實時跟蹤負載的變化，實現(xiàn)了較為理想的軟啟動。這種啟動方式對可控硅沖擊小，有效的延長了可控硅的使用壽命。同是還具有輕、重負載均容易啟動的優(yōu)點。4、設(shè)備的電路采用恒功率控制方式，在運行過程中

5、自動監(jiān)視電壓，電流的變化情況，并由此判斷出負載的變化，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)輸出功率，以達到設(shè)備始終處于最大輸出功率工作狀態(tài)的目的。特別是對于熔煉場合，這種恒功率控制方式對大、小爐均可實現(xiàn)的最佳功率輸出，有效的提高了熔煉速度。5、無須專門值班人員，本設(shè)備操作簡裝。啟動后，只要將功率旋鈕至最大，當爐內(nèi)突加大料時，設(shè)備會自動調(diào)節(jié)功率，不會出現(xiàn)過流，過壓停機和頂開關(guān)的不良現(xiàn)象。6、由于熔煉速度較快，熱效率高，提高了單產(chǎn)，且一般不出現(xiàn)過流情況，均在最高直流輸出電壓下工作（整流的=0），因此本設(shè)備輸入功率因數(shù)高，具有較明顯的經(jīng)濟效益。7、本設(shè)備保護電路完善，可控硅元件始終工作在安全范圍內(nèi)，使用壽命長。8、本設(shè)備的

6、控制電路采用了數(shù)字電路，可靠性高，使用過程中，三相電流平衡。由于先進的設(shè)計，本設(shè)備的三相電源的相序可任意接，與電容柜，爐體的連線亦不分相位，全部由設(shè)備自動判斷并自適應(yīng)，使設(shè)備安裝、維護簡單。設(shè)備型號的含義KMPS可控硅額定輸出頻率(千赫茲)變頻裝置水冷卻額定輸出功率（千瓦）使用條件1、海拔高度不超過1000米；2、周圍環(huán)境溫度不低于2，不高于40，通風良好；3、空氣相對濕度不大于85%；4、三相電源電壓波動應(yīng)小于5%；5、電源波形畸變應(yīng)小于10%；6、水冷設(shè)備進水溫度不高于35，不低于5；水壓：0.150.2Mpa；水質(zhì)：參照電容器標準；7、無導電和易燃易暴塵埃，沒有腐蝕性氣體；8、無劇烈震動

7、和沖擊的室內(nèi)使用。技術(shù)參數(shù)1、額定輸出功率：220KW；2、額定輸入電壓：三相380V/50HZ；3、額定輸入電流：380A；4、額定輸出電流：440A；5、中頻輸出電壓：750V；6、中頻輸出頻率：單相2500HZ；7、功率因數(shù)：95%；8、電源效率：98%；9、過流過壓保護整定值：1.2倍；10、電壓、電流穩(wěn)定精度：5；11、最低工作電壓重復穩(wěn)定調(diào)整值：直流電壓20V。主電路工作原理本設(shè)備的主電路將三相50HZ交流電源經(jīng)過整流橋整成可調(diào)的脈動直流，通過平波電抗器濾波后，成為平穩(wěn)的直流電送到單相逆變橋，通過逆變橋?qū)蜗嘀蓄l交流電送給負載，負載部分采用并聯(lián)振蕩電路，這種電路對負載適應(yīng)性強，運行

8、穩(wěn)定可靠。本設(shè)備除了在控制系統(tǒng)設(shè)有完善的保護系統(tǒng)外，還在主電路部分設(shè)置了很多保護元件，每個可控硅元件上均有RC吸收電路用以吸收元件換相時產(chǎn)生的過電壓?？刂齐娐泛喗門C787是采用先進IC工藝設(shè)計制作的單片集成電路，主要適用于三相可控硅移相觸發(fā)電路和三相三極管脈寬調(diào)制電路，以構(gòu)成多種調(diào)壓調(diào)速和變流裝置。與目前國內(nèi)市場上流行的KC系列電路相比，具有功耗小，功能強，輸入阻抗高，抗干擾性能好，移相范圍寬，外接元件少等優(yōu)點；而且裝調(diào)簡便，使用可靠，只需要一塊這樣的集成電路，就可以完成三相相移功能。為提高整機壽命，縮小體積，降低成本提供了一種新的更加有效的途徑。整個控制電路作成一塊印刷電路板結(jié)構(gòu)，分為整流

9、觸發(fā)部分、調(diào)節(jié)器部分、逆變部分、啟動演算部分等。詳細電路見原理圖。整流觸發(fā)工作原理電路由三路相同的部分組成：同步過零和極性檢測、鋸齒波形成、鋸齒波比較。經(jīng)過抗干擾鎖定、脈沖形成等電路形成三相觸發(fā)調(diào)制脈沖或方波，由脈沖分配電路實現(xiàn)全控的工作方式，再由驅(qū)動電路完成輸出驅(qū)動。三相同步電壓經(jīng)過T型網(wǎng)絡(luò)進入電路，同步電壓的零點設(shè)計為1/2電源電壓（電路輸入端同步電壓峰值不宜大于電源電壓），通過過零檢測和極性差別電路檢測出零點和極性后，在Ca、Cb、Cc三個電容上積分形成鋸齒波，由于采用集中式恒流源，相對誤差極小，鋸齒波有良好的線性，電容的選取應(yīng)相對誤差小，產(chǎn)生鋸齒波幅度大于且不平頂為宜。鋸齒波在比較器中

10、與移相電壓比較取得交相點，移相電壓由4腳通過電位器或外電路調(diào)節(jié)而取得?？垢蓴_電路具有鎖定功能，在交相點以后鋸齒波或移相電壓的波動將不能影響輸出，保證交相唯一并且穩(wěn)定。脈沖形成電路是由脈沖發(fā)生器給出調(diào)制脈沖（TC787），調(diào)制脈沖寬度可通過改Cx電容的值來確定，需要寬則增大Cx，窄則減小Cx，1000P電容約產(chǎn)生100S的脈沖寬度。脈沖分配及驅(qū)動電路是由6腳控制脈沖分配的輸出方式，6腳接高電平VH，輸出為全控方式，分別輸出A、C；C、B；B、A；A、C；C、B；B，A的雙觸發(fā)脈沖，5腳為保護端，當系統(tǒng)出現(xiàn)過流過壓時，將5腳置高電平VH，輸出脈沖即被禁止。5腳還可以用作過零觸發(fā)系統(tǒng)的控制端，輸出端

11、可驅(qū)動功率管，經(jīng)脈沖變壓器觸發(fā)可控硅。調(diào)節(jié)器工作原理：調(diào)節(jié)器部分共設(shè)有四個調(diào)節(jié)器：中頻電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、阻抗調(diào)節(jié)器、逆變角調(diào)節(jié)器。其中電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器組成常規(guī)的電流、電壓雙閉環(huán)系統(tǒng)，在啟動和運行的整個階段，電流環(huán)始終參與工作，而電壓環(huán)僅工作于運行階段。另一阻抗調(diào)節(jié)器，從輸入上看，它與電流調(diào)節(jié)器的輸入完全是并聯(lián)的關(guān)系，區(qū)別僅在于阻抗調(diào)節(jié)器的負反饋系數(shù)較電流調(diào)節(jié)器的略大，再者就是電流調(diào)節(jié)器的輸出控制的是整流橋的輸出直流電壓，而阻抗調(diào)節(jié)器的輸出控制的是中頻電壓與直流電壓的比例關(guān)系，即逆變功率因數(shù)角。調(diào)節(jié)器電路的工作過程可以分為兩種情況：一種是在直流電壓沒有達到最大的時候，由于阻抗調(diào)節(jié)器的

12、反饋系數(shù)略大，阻抗調(diào)節(jié)器的給定小于反饋，阻抗調(diào)節(jié)器便工作于限幅狀態(tài)，對應(yīng)的為最小逆變你角，此時可以認為阻抗調(diào)節(jié)器不起作用，系統(tǒng)完全是一個標準的電壓、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)。另一種情況是直流電壓已經(jīng)達到最大值，電流調(diào)節(jié)器開始限幅，不在起作用，電壓調(diào)節(jié)器的輸出增加，而反饋電流卻不變化，對阻抗調(diào)節(jié)器來說，當反饋電流信號比給定電流略小時，阻抗調(diào)節(jié)器便退出限幅，開始工作，調(diào)節(jié)逆變角調(diào)節(jié)器的角給定值，使輸出的中頻電壓增加，直流電流也隨之增加，達到新的平衡。此時，就只有電壓調(diào)節(jié)器與阻抗調(diào)節(jié)器工作，若負載等效電阻繼續(xù)增大，逆變角亦相應(yīng)增大，直至最大逆變角。逆變角調(diào)節(jié)器用于使逆變橋能在任一角下均可穩(wěn)定的工作。中頻電壓互

13、感器過來的中頻電壓信號由UF1和UF2輸入后，分為兩路：一路送到逆變部分，另一路經(jīng)整流后，又分為三路，一路送到電壓調(diào)節(jié)器，一路送到過電壓保護，一路用于電壓閉環(huán)自動投入。電壓PI調(diào)節(jié)器其輸出信號進行箝位限幅。IC11C和IC12A組成電壓閉環(huán)自動投入電路。內(nèi)環(huán)采用了電流PI調(diào)節(jié)器進行電流自動調(diào)節(jié)，控制精度在1%以上，經(jīng)二極管三相整流橋整流后，再分為三路。一路作為電流保護信號，另一路作為電流調(diào)節(jié)器的反饋信號，還有一路作為阻抗調(diào)節(jié)器的反饋信號。由IC6A構(gòu)成PI調(diào)節(jié)器，控制觸發(fā)電路的電壓頻率轉(zhuǎn)換器。IC6D構(gòu)成阻抗調(diào)節(jié)器，它與電流調(diào)節(jié)器是并列的關(guān)系，用于控制逆變橋的引前角。其作用可間接地達到恒功率輸

14、出，或者可提高整流橋的輸入功率因數(shù)。DIP-1可關(guān)掉此調(diào)節(jié)器。逆變角調(diào)節(jié)器，其輸出由IC9為其箝位限幅。逆變部分工作原理：本電路逆變觸發(fā)部分，采用的是掃頻式零壓軟啟動，由于自動調(diào)頻的需要，雖然逆變電路采用的是自勵工作方式，控制信號也是取自負載端，但是主電路上無需附加的啟動電路，不需要預先充磁或預充電的啟動過程，因此，主電路得以簡化，但隨之帶來的問題是控制電路較為復雜。啟動過程大致是這樣的，在逆變電路啟動以前，先以一個高于槽路諧振頻率的它激信號去觸發(fā)逆變晶閘管，當電路檢測到主電路直流電流時，便控制它激信號的頻率從高到低掃描，當它激信號頻率下降到接近槽路諧振頻率時，中頻電壓便建立起來，并反饋到自動

15、調(diào)頻電路控制逆變引前角，使設(shè)備進入穩(wěn)態(tài)運行。若一次起動不成功，即自動調(diào)頻電路沒有抓住中頻電壓反饋信號，此時，它激信號便會一直掃描到最低頻率，重復啟動電路一旦檢測到它激信號進入到最低頻段，便進行一次再啟動，把它激信號再推到最高頻率，重掃描一次，直至啟動成功。重復啟動的周期約為0.5秒鐘，完成一次啟動到滿功率運行的時間不超過1秒鐘。由UF1和UF2輸入的中頻電壓信號，經(jīng)變壓器隔離微分后輸出為窄脈沖，驅(qū)動逆變末級MOS晶體管。IC7B構(gòu)成頻率電壓轉(zhuǎn)換器，用于驅(qū)動頻率表。W7用于整定頻率表的讀數(shù)。IC18A構(gòu)成過電壓保護振蕩器，當逆變橋發(fā)生過電壓時，振蕩器起振，使逆變橋的4只晶閘管均導通。IC9A為啟

16、動失敗檢測器，其輸出控制重復啟動電路。IC9C為啟動成功檢測器，其輸出控制中頻電壓調(diào)節(jié)器的輸出限幅電平，即主電路的直流電流。W6為逆變它激信號的最高頻率設(shè)定電位器。啟動演算工作原理：過電流保護信號倒相后，送到IC5B組成的過電流截止觸發(fā)器，封鎖觸發(fā)脈沖（或拉逆變），驅(qū)動“過流”指示燈亮和驅(qū)動報警繼電器。過電流觸發(fā)器動作后，只有通過復位信號或通過關(guān)機后再開機進行“上電”復位，方可再次運行。通過W2微調(diào)電位器可整定過流值。當三相交流輸入缺相時，本控制板均能對電源實現(xiàn)保護和指示。其原理是：由4、6、2號晶閘管的陰極（K）分別取A、B、C三相電壓信號（通過門極引線），經(jīng)過IC3及IC2A進行檢測和差別

17、，一旦出現(xiàn)“缺相”故障時，除了封鎖脈沖外，還驅(qū)動“缺相”指示燈。為了使控制電路能更可靠準確的運行，控制電路上還設(shè)置了啟動定進器和控制電源欠壓保護。在開機的瞬間，控制電路的工作是不穩(wěn)定的，設(shè)置一個3秒鐘左右的定時器，待定時后，才允許輸出觸發(fā)脈沖。若由于某些原因造成控制板上的直流供電電壓過低，穩(wěn)壓器不能穩(wěn)壓，也會使控制出錯，設(shè)置一個欠壓檢測電路，當VCC電壓低于12.5V時便封鎖觸發(fā)脈沖，防止不正確的觸發(fā)。自動重復啟動電路由IC10A組成。DIP-2開關(guān)用于關(guān)閉自動重復啟動電路。IC5A組成過電壓截止觸發(fā)器，封鎖整流觸發(fā)脈沖（或拉逆變），驅(qū)動“過壓”指示燈亮驅(qū)動報警繼電器，通過T8使過壓保護振蕩器

18、IC8A起振。過電壓觸發(fā)器動作后，也像過流觸發(fā)器一樣，只有通過復位信號或通過關(guān)機后再開機進行“上電復位”，方可再次運行。調(diào)W1節(jié)微調(diào)電位器可整定過壓值。T7及周圍電路組成水壓過低延時保護電路，延時時間約為8秒。復位開關(guān)信號由P、PD輸入，閉合狀態(tài)為復位暫停。設(shè)備的安裝1、設(shè)備拆箱后應(yīng)檢查各電氣元件有無在運輸中受震、損壞、脫落、受潮等現(xiàn)象，如有上述情況發(fā)生應(yīng)進行修整，缺陷消除后方能使用。2、本裝置不需要安裝在特殊的基礎(chǔ)上，但需安裝在通風良好不受雨水侵襲環(huán)境溫度在540的室內(nèi)，為便于檢修及通風，應(yīng)與墻保持一定距離。3、本裝置柜內(nèi)底座有M12接地螺釘，中頻電容器柜外殼安裝時必需接地。4、中頻電源裝置

19、與感應(yīng)熔煉爐的安裝平面布置圖5，總原則是裝置與熔煉爐互相隔離（墻壁隔離），具體情況見“中頻感應(yīng)熔煉爐安裝基礎(chǔ)圖”。5、負載回路的連接如圖6所示，總的原則是使負載回路的連接銅排盡可能短，以減少損耗。6、由于爐子感應(yīng)圈冷卻出水溫度較高，故裝置、電容器柜和熔煉爐的冷卻水應(yīng)分二路設(shè)置，電容器柜和熔煉爐的出水管應(yīng)置于透明水箱內(nèi)，以便觀察各路出水是否暢通。開機前的檢查1、檢查裝置內(nèi)各電氣元件有否受震磕碰損壞，脫落及受潮現(xiàn)象，各連接點有否松動，焊接有否脫落，印刷板是否接插可靠，如有上述情況應(yīng)先排除。2、檢查負載回路連接是否正確，銅排連接是否牢固，如電容器柜與感應(yīng)圈之間的連接銅排與水冷電纜就保證連接良好。3、

20、用萬用表檢查整流橋和逆變可控硅的陰陽極之間正反向阻值，是否在5K以上；控制極對陰極電阻是否在1050范圍內(nèi)。4、檢查冷卻水路水質(zhì)水溫應(yīng)符合要求；打開水泵和進水閥門將水壓表指示閥調(diào)整在0.150.2Mpa，斷水或水壓不足應(yīng)起保護作用，檢查各路出水均應(yīng)暢通無阻，各水管接頭處應(yīng)無滲漏現(xiàn)象。調(diào)試1、設(shè)備安裝完成后，首先檢查接線是否正確，有無短路的地方。檢查完畢方可進行下一步的工作。2、斷開逆變脈沖變壓器上的24V線，把主控板上的DIP2開關(guān)撥到ON上，將W1、W2順時針旋轉(zhuǎn)到頭，再稍微回一點，使電壓和電流的反饋量最大。把面板上的復位開關(guān)打在復位（閉合）狀態(tài)，給定電位器逆時針旋轉(zhuǎn)到最小位。3、合上主回路

21、的電源，檢查是否有缺相及水壓不足等指示，然后用示波器通過調(diào)整W7校正頻率表。W7順時針調(diào)指示增大，反之減小。4、將復位開關(guān)打在工作位（斷開狀態(tài)），順時針旋轉(zhuǎn)給定電位器，直流電壓處于全開放狀態(tài)，直流電壓表也將指示到最大；接著逆時針將給定電位器旋轉(zhuǎn)到最小，這時直流電壓表的指示均在“OV”附近，直流電壓波形全關(guān)閉，角約為120，然后將DIP2撥在ON的相對位置（2位），復位開關(guān)打在復位位置。5、斷開電源，接上逆變脈沖上的24V線，合上電源開關(guān)。順時針慢慢旋轉(zhuǎn)給定電位器，觀察面板上各表的指示情況，若電源、電壓表都有少許的波動，則繼續(xù)旋轉(zhuǎn)給定電位器，逆變器起振。如果沒有起振，則需把中頻電壓互感器上20V

22、繞組的輸出線對調(diào)一下就可起振。如果還沒有起振，就將W5電位器稍微順時針旋轉(zhuǎn)一下增大min，然后再做上面的實驗。否則應(yīng)檢查負載回路有無短路或開路的情況。當慢慢增大給定時，電流表迅速偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)迅速把給定電位器逆時針旋下來，此時說明電流取樣回路有問題，系統(tǒng)處于電流開環(huán)狀態(tài)，應(yīng)檢查電流互感器等是否連接正確，電流取樣元件是否有損壞的情況，直到察到原因才能重新調(diào)試。6、中頻起振后，順時針旋轉(zhuǎn)給定電位器將中頻電壓升至250V，這時調(diào)整W5電位器使直流電壓表的讀數(shù)為200V。這時中頻電壓與直流電壓的比例是1.25（順時針旋轉(zhuǎn)W5比例增加，逆時針比例減少），調(diào)整結(jié)束后關(guān)機。把主板上的開關(guān)DIP-1打在ON位置，

23、開機。當中頻電壓在300V時調(diào)整W3電位器使直流電壓為200V，這時比例為1.5（順時針旋轉(zhuǎn)W3比例增加，逆時針比例降低）。調(diào)整好后關(guān)機，DIPI開關(guān)打在ON的相對位置（1位）。7、開機，將給定電位器順時針增大，中頻電壓大約在600V左右時不再上升，這時將給定電位器旋到最大，然后逆時針調(diào)整主板上的W1電位器，使中頻電壓上升至750V，電壓即調(diào)整完畢，關(guān)機。8、加重負載開機。逆時針旋轉(zhuǎn)主板上的W2電位器，將工作電流整定到額定值。（逆時針旋轉(zhuǎn)W2電流增大，反之減小。）9、W4電位器是整流橋max調(diào)整電位器，已經(jīng)調(diào)整好，勿須再調(diào)；W6是頻率上限Fmax，已經(jīng)放至最大位，亦無須再調(diào)。（W6順時針調(diào)Fmax增加，反之減?。Ｖ链苏{(diào)試成功！十一、設(shè)備的操作與使用方法1、先將功率調(diào)節(jié)旋鈕置最小位置，先合控制電源開關(guān)，再合上主電路開關(guān)，慢