KGPS數字化中頻電源電路原單

.z...KGPS數字化中頻電源使用說明書**電氣電爐**公司目錄產品簡介電源構造框圖設備的安裝電源的操作及考前須知電源工作原理簡介調試方法常見故障維修方法技術咨詢易損件清單一、產品簡介數字化中頻電源是我公司推出的第四代產品，高質量的調節(jié)性能、可靠穩(wěn)定的運行、以及簡潔的安裝構造得到用戶的一致贊賞。數字化中頻電源除采用常規(guī)的主電路以外，控制電路只需兩只變壓器和一塊控制電路板即可。徹底去掉了接觸器、中間繼電器、以及其它的輔助電路，使整套設備連線極少，更由于三相交流輸入不必區(qū)分相序，中頻輸出線不必區(qū)別相位的優(yōu)點，免去在用戶現場調試成為可能。該產品可在400-10KC的頻率下任意運行，控制電路板可在25-1000KW*圍內只需作很簡單的調整即可運行。建議您在使用或檢修該產品時詳細閱讀以下內容，以便了解該產品的性能和構造。二、產品構造示意圖負載逆變?yōu)V波三相電源全控整流負載逆變?yōu)V波三相電源全控整流全數字控制系統(tǒng)全數字控制系統(tǒng)圖〔1〕中頻電源構造框圖三、設備的安裝1、設備使用的技術條件本裝置應在以下條件下使用：1.1環(huán)境溫度：+5—40℃，24h內周期使用，平均溫度不超過35℃，儲存最低溫度不低于-35℃并除去冷卻水。1.2環(huán)境條件：空氣中不含有導電塵埃、酸、鹽、腐蝕性及爆炸性氣體、有可靠的排水通風裝置。最高相對濕度：環(huán)境溫度40℃時不超過50%，20℃時不超過90%。1.3海拔：海拔高度不超過3000m。1.4安裝傾斜度：傾斜度不超5°。1.5電網質量：電壓波形應為正弦波，電網電壓波動不大于5%，波形畸變小于5%，頻率變化不超過±2%。1.6冷卻水：裝置工作水壓1.5-2Kg/cm2，進水溫度為5—35℃，水質PH<8，裝置在凝露下不能使用。安裝方法2.1本裝置對安裝根底無特殊要求，但安裝環(huán)境得參照本裝置的使用條件，應安裝在通風良好，不受雨水侵襲的室內，柜體與周圍墻壁應保持1米以上距離，保證柜門能方便開啟。2.2裝置在出廠前均按其技術條件經過出廠實驗，但在運輸中因震動，可能有線頭松脫、螺絲松動和受潮等現象，應對上述現象進展檢查、維護。2.3三相電源進線和中頻輸出線均從柜底電纜溝出入，有導線連接處應保持良好的接觸。本裝置柜底內設有接地螺栓，安裝時必須良好接地。3、電源進線、出線的選擇電源各功率段因電流大小不一，安裝時參照下表：四、操作及考前須知1、操作方法1.1起動過程：撥合控制電源合開關按主電路合按鈕撥合中頻起動開關順時針旋轉調功電位器，如果啟動成功，各儀表均有顯示且中頻電壓為直流電壓的1.4倍左右；如果啟動不成功，只有直流電流表有顯示〔頻率表的信號由控制板采樣時，此表亦有顯示〕，其余表均無顯示。1.2停機過程：逆時針旋轉調功電位器至終端分斷中頻起動開關按主電路分閘按鈕分斷控制電源開關2、考前須知：設備在每次起動前應首先檢查各冷卻水是否暢通，是否有不平安因素存在，調功電位器中否返回。在運行中發(fā)生過流、過壓等現象時不要忙于重新起動設備，應對設備進展檢查，是否存在短路、打火現象。設備發(fā)生故障后，應按照維修方法進展檢查，或及時與本公司技術部取得聯(lián)系排除故障，以免故障*圍擴大?？刂坡钒甯鞴收巷@示燈用途序號代號用途1D.C過電流指示2 D.V過電壓指示3 L.V欠壓指示4 W.P.L水壓缺乏5 V.LOP電壓環(huán)投入6 D.P缺相指示7P.P起動成功8PONER電源指示注意:P.P指示燈在起動前為亮燈狀態(tài),起動成功后熄滅。五、維護與保養(yǎng)合理的使用、正確的操作和精心維護，是電源平安運行，防止故障的重要保證。在連續(xù)運行的生產線上搞好電源的維護與保養(yǎng)尤為重要。5.1經常去除配電柜內的積塵，運行中的變頻裝置要設立專用機房，必須經常注意清潔工作，防止絕緣降低發(fā)生故障。5.2定期對電源進展檢查維修，對各部的螺栓、螺母壓接件進展定期檢查緊固。定期對裝置的額定電壓、電流進展校驗，以防止保護失靈。5.3經常檢查負載連線是否完好，絕緣是否可靠。經常檢查各冷卻水路有無斷水或水壓缺乏等現象。六、工作原理簡介6.1、主電路原理整流電路原理整流電路主要是將50HZ的交流電整流成直流。由六個晶閘管組成的三相全控整流電路，輸入工頻電網電壓380V，控制可控硅的導通，實現輸出0～500V連續(xù)可調的直流電壓。(如圖2)圖=2\*GB2⑵三相全控整流橋工作原理現以a=30°為例分析整流回路的工作過程?？煽毓鑄H1在θ1時刻觸發(fā)如圖〔3〕，開場A相處在最高電位，同時B相處在最底電位，因而TH1和TH6同時導電，到θ2時刻之后A相仍處于最高電位，TH1可繼續(xù)導電，但此時C相變成了最底電位，因此只要在θ2時刻觸發(fā)TH2，TH1和TH2既可構成導電回路，TH2一旦導電既把C相電位移到TH6的陽極，同時TH6的陰極是B相電位，并非最底，既TH6承受反壓由原來的導通變?yōu)榻刂?，這相便從TH6換相到TH2，θ2是換相時刻。共陽極的換相過程也是一樣的。當觸發(fā)脈沖在任意a角時，其輸出直流電壓為：Ud=1.35UaCosa式中：Ua=三相進線電壓圖=3\*GB2⑶三相全控整流橋電路在a=0°、a=30°角時輸出波形圖=4\*GB2⑷逆變主電路的工作過程逆變電路原理：該產品采用了并聯(lián)逆變器，這種逆變器對負載變化適應能力強，見圖〔4〕所示。它的主要作用是將三相整流電壓Ud逆變成單相400-10KC的中頻交流電。一般，由于功率大小、進線電壓等原因，逆變可控硅的數量有，四只、八只、十六只三種，即采用單管、串管、并管等技術。但為了分析方便，將其等效為圖〔4〕電路。下面分析一下逆變器的工作過程，假設圖〔4〕中，先是①②導通③④截止，則直流電流Id經電抗器Ld，可控硅①②流向Lc諧振回路，Lc產生諧振，振蕩電壓正弦波。此時電容器兩端的電壓極性為左正右負，如果在電容器兩端電壓尚未過零時之前的*一時刻產生脈沖去觸發(fā)可控硅③④，此時形成可控硅①②③④同時導通狀態(tài)，由于可控硅③④的導通，電容器兩端的電壓通過可控硅③④加在可控硅①②上使可控硅①②兩端承受反壓而關斷，也就是說可控硅①②將電流換給了③④。換流以后，直流電流Id經電抗器Ld、可控硅③④反向流向LC諧振回路。電容器兩端的電壓繼續(xù)按正弦規(guī)律變化，而電容器兩端電壓極性為左負右正，負載回路中的電流也改變了方向。當電容器右端的正電壓要在過零前的*一時刻再將可控硅①②觸發(fā)導通，再次形成可控硅①②③④同時導通狀態(tài)?？煽毓琚邰艹惺芊磯宏P斷，可控硅①②繼續(xù)導通，著就完成了一個工作循環(huán)。從上述工作過程可以看出，當可控硅①②導通時電流由一個方向流入負載，可控硅①②和③④相互輪流導通和關斷，就把一個直流變成了交流，可控硅①②與③④每秒鐘交替工作的次數也就決定了交流電輸出的頻率。濾波電路 濾波電路是由電抗器擔任的，其作用有三：.1濾波作用——三相交流進線電壓經三相全控整流橋整流后，成為300Hz的脈動直流電壓信號，由于電抗器的存在，經其濾波濾波后電壓變?yōu)檩^為平滑的直流電壓信號。.2隔離作用——將整流端的直流電壓信號與逆變端的交流電壓信號進展隔離。.3限流作用——電抗器是一個電感量較大的電感，當逆變側發(fā)生短路或電流沖擊時，限制電流的迅速上升，防止對整流電路和電網的沖擊。負載電路 負載電路是由補償電容器C和負載電感L組成的LC諧振電路，其工作過程已在分析逆變電路時講過。負載電路的主要形式由，平壓電路和升壓電路兩種，如〔圖5〕、〔圖6〕所示。圖〔5〕平壓式負載電路 圖〔6〕升壓式負載電路圖中：Un——逆變器的輸出端LD1——泄放電感6.2控制原理目前，我國普遍采用的是并聯(lián)逆變器式主電路，廣闊用戶對此已經比擬了解，這里我們不在作詳細介紹，我們著重介紹一下控制電路的原理?？刂齐娐返慕M成控制電路除逆變末級觸發(fā)電路板以外，其余均做成一塊印刷電路電路板構造，從功能上分為整流觸發(fā)局部〔包括整流末級觸發(fā)〕、調節(jié)器局部、逆變局部、啟動演算局部。詳細參見電路原理圖。整流觸發(fā)工作原理這局部電路包括三一樣步、數字觸發(fā)、末級驅動等電路。觸發(fā)局部采用的是數字觸發(fā)，具有可靠性高、精度高、調試容易等特點。數字觸發(fā)器的特征是用計〔時鐘脈沖〕數的方法來實現移相，該數字觸發(fā)器的時鐘脈沖振蕩器是一種電壓控制振蕩器，輸出脈沖頻率受a移相控制電壓VK的控制，VK降低，則振蕩頻率升高，而計數器的計數量是固定的〔256〕，計數器脈沖頻率升高，意味著計一定脈沖數所需的時間短，也計延時時間短，a角越小，反之a越大。計數器開場計數時刻同樣受同步信號控制，在a=0°時開場計數?，F假設在*VK值時，根據壓控振蕩器的控制電壓與頻率間的關系確定輸出振蕩頻率為25KHZ，則計數到256個脈沖所需的時間為〔1/25000〕*256=10.2〔ms〕，相當于180°電角度，該觸發(fā)器的清零脈沖在同步電壓〔線電壓〕的30°處，這相當于三相全控整流電路的β=30°位置，從清零脈沖起延時10.2mS產生的輸出觸發(fā)脈沖，也既三相橋式整流電路*一相晶閘管a=150°位置，如果需要得到準確的a=150°觸發(fā)脈沖，可以略調一下電位器W4。顯然，有三套一樣的觸發(fā)電路，而壓控振蕩器和UK控制電壓為共用，這樣在一個周期中產生6個相位差60°的觸發(fā)脈沖。數字電路的工作優(yōu)點是工作穩(wěn)定，特別是用HTL或S數字集成電路，則可以有很強的抗干擾能力。IC16A及其周圍電路構成電壓頻率轉換器，其輸出信號的周期隨調節(jié)器的輸出電壓VK而線性變化。這里W4微調電位器是最低輸出頻率調節(jié)〔相當于模擬電路的鋸齒波幅值調節(jié)〕。三一樣步信號直接由晶閘管的門極引線K4、K6、K2從回路的三相進線上取得，由R23、C1、R63、C40、R102、C63進展濾涉及移相，再經6只光耦進展電位隔離，獲得6個相位互差60°，占空比略小于50%的矩形波同步信號〔如IC2C、IC2D〕的輸出。IC3、IC8、IC12〔14536計數器〕構成三路數字延時器。三一樣步信號對計時器進展復位后，對電壓頻率轉換器的輸出脈沖每計數256個脈沖便輸出一個延時脈沖，因計數脈沖的頻率是受VK控制的，換句話說，VK控制了延時脈沖。計數器輸出的脈沖經隔離、微分后，變成窄脈沖，送到后級的LM556，它既有同步分頻器的功能，亦有定輸出脈寬的功能。輸出的窄脈沖經電阻合成為雙窄脈沖，再經晶體管放大，驅動脈沖變壓器輸出。調節(jié)器工作原理調節(jié)器共設有四個調節(jié)器：中頻電壓調節(jié)器、電流調節(jié)器、阻抗調節(jié)器、逆變角調節(jié)器。其中電壓調節(jié)器、電流調節(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；另一阻抗調節(jié)器，從輸入上看，它與電流調節(jié)器LT2的輸入完全是并聯(lián)的關系，區(qū)別僅在于阻抗調節(jié)器的負反響系數較電流調節(jié)器的略大，再著就是電流調節(jié)器的輸出控制的是整流橋的輸出直流電壓，而阻抗調節(jié)器的輸出控制的是中頻電壓與直流電壓的關系，即逆變功率因數角。調節(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到達最大值的時候，由于阻抗調節(jié)器的反響系數略大，阻抗調節(jié)器的給定小于反響，阻抗調節(jié)器變工作于限幅狀態(tài)，對應的為逆變最小θ角，此時可以認為阻抗調節(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到達最大值，電流調節(jié)器開場限幅，不在起作用，電壓調節(jié)器的輸出增加，而反響電流卻不變化，對阻抗調節(jié)器材來說，當反響電流信號，比給定電流信號略小時，阻抗調節(jié)器變退出限幅，開場工作，逆變調節(jié)器的θ角給定值，使輸出的中頻電壓增加，直流電流也隨之增加，到達新的平衡，此時就只有電壓調節(jié)器和阻抗調節(jié)器工作，假設負載等效電阻RH繼續(xù)增大，逆變θ角亦相應增大，直至最大逆變θ角。逆變角調節(jié)器用于使逆變橋能在*一θ角下穩(wěn)定的工作。中頻電壓互感器過來的中頻電壓信號由2—1和2—2輸入后，分為兩路，一路送到逆變局部，另一路經由D7—D10整流后，又分為三路，一路送到電壓調節(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調節(jié)器由IC13A組成，其輸出信號由IC13D進展鉗位限幅。IC13C和IC21C組成電壓閉環(huán)自動投入電路，DIP-3開關用于進展電壓開環(huán)進展調試。內環(huán)采用了電流PI調節(jié)器，控制精度在1%以上，由主電路交流互感器取得的信號，從2-3、2-4、2-5輸入，經二極管三相整流橋〔D11—D15〕整流后，再分為三路。一路作為電流保護信號，另一路作為電流調節(jié)器的反響信號，還有一路作為阻抗調節(jié)器的反響信號。由IC17B構成電流PI調節(jié)器，然后由IC17A隔離，控制觸發(fā)電路的電壓頻率轉換器。IC17C構成阻抗調節(jié)器，它與電流調節(jié)器是并列的關系，用于控制逆變橋的引前角。其作用可間接地到達恒功率輸出，或者提高整流橋的功率因數。DIP-1可關掉此調節(jié)器。IC19B構成逆變角調節(jié)器，其輸出由IC19C為鉗位限幅。逆變局部工作原理該電路逆變觸發(fā)局部采用的是掃頻式軟啟動,由于自動調頻的需要,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啟動電路,不需要預充磁、預充電啟動過程，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，在逆變電路啟動之前，先以一個高于槽路諧振頻率的它激信號去觸發(fā)逆變可控硅，當電路檢測到給定電壓時，便控制它激信號的頻率從高向低掃描，當它激信號的頻率下降到接近槽路諧振頻率時，中頻電壓便建立起來，并反響到自動調頻電路。自動調頻電路一旦投入工作，便停頓它激信號的掃描，轉由自動調頻電路控制逆變引前角，使設備進入穩(wěn)態(tài)運行。假設一次啟動不成功，即自動調頻電路沒有抓住中頻電壓反響信號，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，便進展一次再啟動，把它激信號在推到最高頻率，重新掃描一次，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的時間不超過1秒。由2—1和2—2輸入的中頻電壓信號，經變壓器隔離送到ZPMK〔中頻啟動模塊〕，ZPMK3腳、4腳輸出的信號經微分或由IC18B和IC20B變成窄脈沖輸出，驅動逆變末級MOS晶體管。IC20A構成頻率電壓轉換器，用于驅動頻率表。W7用于整定頻率表的讀數。IC18A構成過電壓保護振蕩器，當逆變橋發(fā)生過電壓時，N9集電極的電平變?yōu)楦唠娖?，振蕩器起振，使逆變橋的四只晶閘管均導通，其晶閘管兩端的電壓近似為零。IC19D為起動失敗檢測器，其輸出控制重復起動電路。IC19A為起動成功檢測器，其輸出控制中頻電壓調節(jié)器的輸出限幅電平，既主電路的直流流。W6為逆變它激信號的最高頻率設定電位器。起動演算工作原理過流保護信號經IC13B倒向后，送到IC5A組成的過電流截止觸發(fā)器封鎖觸發(fā)脈沖〔或拉逆變〕；驅動“過流〞指示燈亮和驅動報警繼電器。過流觸發(fā)器動作后，只有通過復位信號或通過關機后再開機進展“上電復位〞，方可再次運行。通過W2微調電位器可整定過電流電平。當三相交流輸入缺相時，本控制板均能對電源實現保護和指示。其原理是：由4*、6*、2*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〕，經光電耦合器的隔離送到IC14、IC16進展檢測和判別，一旦出現“缺相〞故障時除了封鎖觸發(fā)脈沖外，還驅動“缺相〞指示燈，以及抱警繼電器。為了使控制電路能更可靠、準確的運行，控制電路還設定了起動定時器和控制電源欠壓檢測保護。在開機的瞬間，控制電路的工作是不穩(wěn)定的，設置了一個3秒鐘左右的定時器，才容許輸出觸發(fā)脈沖。這局部電路由C11、R20等元件組成。假設由于*種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，也會造成控制出錯。設置一個欠壓檢測電路〔由DW4、IC9B等組成〕，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)。自動重復起動電路由IC9A組成。DIP-2開關用于關閉自動重復起動電路。IC15B組成過電壓截止觸發(fā)器，封鎖整流橋觸發(fā)脈沖〔或拉逆變〕；驅動“過壓〞指示燈亮和驅動報警繼電器；通過Q9使過壓保護振蕩器IC18A起振。過電壓觸發(fā)器動作后，也象過電流觸發(fā)器一樣，只有通過復位信號或通過關機后在開機進展“上電復位〞方可再次運行。調節(jié)W1微調電位器可整定過電壓電平。Q7周圍電路組成水壓過低延時保護電路，延時時間約8秒鐘。復位開關信號由2-6、2-7輸入，閉合狀態(tài)為復位暫停。七、調試方法7.1控制電路板靜態(tài)調試：準備工作：萬用表一塊、20M示波器一臺、電工維修工具一套、220V/18V變壓器一臺、三相電源、3W/1～１０K電位器一個、５Ｗ／６.8Ω電阻六只等。將三相電源接入K4、K6、K2；１８Ｖ供電電源接入３－１、３－２；電位器接入２－７、２－８、２－９；六只電阻分別接入Ｇ１、Ｋ１～Ｇ６、Ｋ６。用萬用表測量線路板供電電源電壓為＋１５Ｖ。用示波器觀察Ｒ７７任意一端的振蕩頻率，將ＤＩＰ－２撥在ＯＮ位置，調節(jié)３Ｗ／１～１０Ｋ電位器〔以下均簡稱為電位器〕，振蕩頻率應在５～３１uＳ*圍內變化，如果變化*圍不夠，可用Ｗ４進展調節(jié)。將ＤＩＰ－２撥在ＯＦＦ位置，調節(jié)電位器至*一位置，振蕩頻率應在一定*圍內反復重復變化。用示波器觀察逆變脈沖，脈沖寬度為３０uS左右，脈沖頻率在負載實際振蕩頻率的５０％～１４０％*圍內進展掃頻。將三相電源斷掉任意一相，Ｐ.O.W顯示燈亮，〔缺相保護動作〕用示波觀察整流脈沖信號應封鎖；短接D22兩端，O.V顯示燈亮〔電壓保護動作〕，整流脈沖封鎖，同時逆變脈沖產生倍頻頻率脈沖；將IC5的2腳同+15V短接,O.C顯示燈亮〔電流保護動作〕，同時整流脈沖封鎖；短接3－６、３－７，待八秒鐘后，Ｗ.P.L顯示燈亮〔水壓保護動作〕，同時整流脈沖封鎖；用一3V左右直流信號分別加到2－３、２－４、２－５處，用示波器觀察ＩC13的7腳是否有變化，如果有，則說明電流信號可正常參加工作。7.2動態(tài)運行調試：線路板靜態(tài)調試完成后可上機進展動態(tài)調試。整流電路調整：將3－３號線與端子斷開，以便使去掉逆變脈沖。翻開控制電源，合上主電路，將調功電位器放在最小位置，翻開起動開關此時，整流電壓波形處于半關閉狀態(tài)。假設不處于半關閉狀態(tài)可調整W4來到達。給整流輸出端接一100Ω500W的負載，順時針調節(jié)調節(jié)調功電位器使之全開放，用示波器觀察整流電壓波形，其波形為連續(xù)的饅頭波。如圖〔7〕所示。接上３－３號線，使逆變管加上逆變脈沖，將ＤＩＰ－２開關打至ＯＮ位置，起動設備。會出現兩種情況，一種逆變橋起振，另一種是逆變橋直通。此時需要的是逆變橋直通，假設逆變橋為起振狀態(tài)可將中頻電壓信號相位進展調整，就不會起振了，緩慢旋轉調功電位器，注意電流表的指示，假設電流迅速增大，則說明電流信號取樣電路有問題，系統(tǒng)處于電流開環(huán)狀態(tài)，應對其進展檢查。正常的表現是隨著給定電位器的緩慢加大，電流表的指示也跟著增大，當停頓旋轉給定電位器時，電流表的指示能穩(wěn)定的停在*一刻度上。將中頻電壓互感器的極性對調，把DIP開關均打在OFF位置，起動設備，起動成功后，將中頻電壓升到300V左右，調節(jié)W5電位器使逆變換相角在22°左右，再把DIP-1開關打在ON位置，調節(jié)W3使逆變換相角在42°左右。所必須注意的問題是，必須先調最小逆變角，在調最大逆變角，否則順序反了回出現互相牽扯問題。在輕負荷情況下整定輸出電壓。在這相調試中可見到阻抗調節(jié)器起作用的現象，即直流電壓不在上升，而中頻輸出電壓卻還能繼續(xù)隨給定電位器的旋大而繼續(xù)上升。上升到最大后，調節(jié)W2電位器使輸出電壓到達要求電壓，過壓保護值為該電壓的1.2倍。在重負荷情況下整定輸出電流。此相調試的負載越重越好，設備起動后，將電流升到超過額定電流，調節(jié)W1使電流到達額定電流，繼續(xù)提升調功電位器到最大，調節(jié)W1使電流到達額定電流。過電流保護值為額定電流的1.5倍當調試設備場地的電源供不出裝置的額定電流時，額定電流的整定可在現場電源的滿負荷下進展。這與一般的中頻電源的電流整定是一樣的,但是，應先在小電流的情況下，判定電流取樣回路的工作是否正常。在調試中假設出現逆變角調不小的情況下，在排除了槽路諧振頻率過低的情況后，應檢查逆變管是否都工作了，當三只晶閘管工作時就回出現逆變引前角過大現象，詳見第八節(jié)?維修局部?。對熔煉負載來說，恒功率輸出是很重要的，要想使恒功率區(qū)的*圍大，就要使逆變引前角從最小變到最大的*圍僅可能的大，同時阻抗匹配也很重要。即使不是熔煉負載，這樣做也有利于整流的功率因素。八、常見故障的維修方法8.1維修前的準備維修時所需的工具有：萬用表、20兆以上雙蹤示波器、電烙鐵、螺絲刀、扳手等。維修時所需要的資料有：設備有關電氣圖紙、說明書等技術資料。維修前應首先了解設備的故障現象，出現故障時所發(fā)生的情況，以及查看設備的記錄資料。準備一些易損和常用的元器件。8.2常見故障的維修故障現象：設備無法啟動，啟動時只有直流電流表有指示，直流電壓、中頻電壓表均無指示。故障分析及處理：這是一種最常見的故障現象，造成的原因可能是：.1逆變觸發(fā)脈沖有缺脈沖現象――用示波器檢查逆變脈沖〔最好在可控硅的AK上檢查〕，如發(fā)現有缺脈沖現象，檢查連線是否有接觸不良或開路，前級是否有脈沖輸出。.2逆變可控硅擊穿――更換可控硅，并檢查可控硅損壞原因〔有關可控硅損壞原因參見后面的可控硅損壞原因分析〕。.3電容器擊穿――撤除損壞的電容器極柱。.4負載有短路、接地現象――排除短路點和接地點。.5中頻信號取樣回路有開路或短路現象――用示波器觀察各信號取樣點的波形，或在不通電的情況下用萬用表測量各信號取樣回路的電阻值，查找開路點或短路點。故障現象：啟動較困難，啟動后中頻電壓高出直流電壓的一倍，且直流電流過大。故障分析及處理：造成這種故障的原因有：.1逆變回路有一只可控硅損壞――當逆變回路有一只可控硅損壞時，設備有時也可啟動，但啟動后會出現上述故障現象，更換損壞的可控硅，并檢查損壞原因。.2中頻信號取樣回路有開路或極性錯誤現象――這種原因多在采用交角法的線路中，中頻電壓信號開路或在維修其它故障時將中頻電壓信號的極性接反，均會造成此故障現象。.3逆變引前角移向電路出現故障――中頻電源的負載是呈容性的，即：電流超前于電壓。在取樣控制電路中，都設計有移相電路，如果移相電路出現故障也會造成此故障現象。故障現象啟動困難，啟動后直流電壓最高只能升到400V，且電抗器震動大，聲音沉悶。故障分析及處理：這種故障是三相全控整流橋故障，其主要原因是：.1.整流可控硅開路、擊穿、軟擊穿或電參數性能下降――用示波器觀察各整流可控硅的管壓降波形，查找損壞的可控硅后更換。當損壞的可控硅擊穿時，其管壓降波形為一條直線；軟擊穿時電壓升到一定時為一條直線，電參數下降時電壓升到一定值時波形發(fā)生變化。如果出現上述現象，直流電流就會出現斷流現象，造成電抗器震動。.2缺少一組整流觸發(fā)脈沖――用示波器分別檢查各路觸發(fā)脈沖〔最好在可控硅上檢查〕，檢查出沒有脈沖的回路時，用倒推法確定故障位置，更換其損壞器件。當出現這種現象時，直流電壓的輸出波頭就會缺少一個波頭，造成電流斷流，產生此故障現象。故障現象能夠啟動，但啟動后又馬上停機，設備處于不斷重復啟動狀態(tài)。故障分析及處理：這種故障是屬于掃頻式啟動方式的設備故障，其原因是：.5逆變引前角過小，啟動后由于換相失敗而引起的重復啟動――用示波器通過觀察中頻電壓波形，將逆變引前角適當調大。.6負載振蕩頻率信號在它激掃描頻率信號*圍的邊緣位置――重新調整它激掃描頻率的掃描*圍。故障現象設備啟動后，當功率升到一定值時設備過流保護動作，有時會燒壞可控硅元件，重新啟動，現象依然如故。故障分析及處理：這種故障現象一般是由于以下兩種原因造成：.1逆變可控硅水冷套內斷水或散熱效果下降――更換水冷套。有時觀察水冷套的出水量和壓力是足夠的，但經常由于水質問題，在水冷套的壁上附著了一層水垢，由于水垢是一種導熱性級差的物體，雖然有足夠的水流量流過，但因為水垢的隔離是其散熱效果大大降低。其判斷方法是：將功率運行在較低于該過流值的功率下約十分鐘，迅速停機，停機后迅速用手觸摸可控硅元件的芯部，假設感覺到燙手，則該故障是由此原因引起的。.2槽路連接導線有接觸不良和斷線情況――檢查槽路連接導線，根據實際情況酌情處理。當槽路連接導線有接觸不良或斷線情況時，功率升到一定值后會產生打火現象，影響了設備的正常工作，從而導致設備保護動作。有時因打火時會在可控硅兩端產生瞬時過電壓，如果過壓保護動作來不及，會燒壞可控硅元件。該現象經常會出現過電壓、過電流同時動作。故障現象設備啟動時無任何反響，經觀察，控制線路板上的缺相指示燈亮。故障分析及處理：這種故障現象較為明顯，是由以下原因引起的：.1快速熔斷器燒斷――一般快速熔斷器都有熔斷指示，可通過觀察其指示來判斷熔斷器是否燒斷，但有時因快速熔斷器使用時間過久或質量原因，不指示或指示不明確，須斷電后用萬用表測量。處理方法是：更換快速熔斷器，分析燒斷原因。一般燒斷快速熔斷器的原因有兩種：設備在長時間大功率、大電流的條件下運行造成快速熔斷器發(fā)熱，使熔芯熱熔。整流控制電路故障造成瞬時大電流沖擊。應對整流電路進展檢查。整流負載或中頻負載短路，造成瞬時大電流沖擊，燒壞快速熔斷器，檢查其負載回路。.2主令開關的觸頭燒壞或前級供電系統(tǒng)有缺相故障――用萬用表的交流電壓檔測量每一級的線電壓，判斷故障位置。故障現象設備運行時直流電流以到達額定值，但直流電壓和中頻電壓低，用示波器觀察其中頻電壓波形，波形正常且逆變引前角也正常。故障分析及處理：該故障現象不屬于中頻電源故障，而是由于負載的阻抗過低引起的，須對負載阻抗重新調整。.1在升壓負載的電路中，由于串連補償電容器的損壞將其撤除，沒有更換，或者一味的最求高功率而無節(jié)制的增加補償電容器，使負載的補償量過補償，都會造成此故障現象。解決方法是重新調整補償電容器的補償量，使設備能在額定功率下運行。.2感應器有匝間短路現象――如果感應器有匝間短路現象，其負載的阻抗也會隨之降低，造成此故障現象。匝間短路有兩種可能：感應器的銅管直接短路感應器的固定膠木柱嚴重炭化，由于炭具有導電特性，故造成感應器匝間由炭化的膠木使其匝間直接連接造成感應器匝間短路。解決方法是排除匝間短路現象。故障現象設備運行時直流電壓、中頻電壓均以到達額定值，但直流電流小，功率低。故障分析及處理：該故障現象與“2.7〞故障現象的原因相反，是由于負載阻抗高引起的。.1負載補償電容器的補償量缺乏――增加補償電容器。.2槽路〔負載LC振蕩回路〕連接導線的節(jié)點接觸電阻過大――由于設備長時間的使用，其槽路銅排的連接處受灰塵的影響，使其接觸電阻增大，造成負載的阻抗增高，出現此故障現象。故障現象設備運行正常，直流電流指示偏高，如果將電流設定在額定值，則電壓太低，且功率表的指示值與直流電壓直流電流的乘積不符，而以前是相符的。故障分析及處理：這種故障現象有些類似于“2.7〞的故障現象，但有所區(qū)別。故障的原因是因為直流電流表的指示不準確，而給人造成一種錯覺，誤以為電流大。這種故障的原因較為隱蔽，一時很難發(fā)現。如果仔細分析，便可發(fā)現，功率的指示值與電壓、電流的乘積不符，說明儀表的顯示值可能有誤。電壓值可采用萬用表的直流電壓檔去進展校對，電流值我們可通過用鉗形電流表測量進線電流，然后乘以0.816的方法來校對。如果不符，則說明電流表指示不準確。直流電流表的值是取自分流器上產生的75mV電壓信號，在使用時間較長、使用環(huán)境較惡劣的條件下，分流器上的接線與分流器之間存在污垢或氧化現象，接觸電阻增大，使分流器上產生的電壓增高，大于75mV，致使直流電流表的指示偏大。處理方法是：處理分流器與其接線間的污垢和氧化層。故障現象設備運行正常，但停機后啟動無任何反響，也無任何保護指示。故障分析及處理：這類故障有兩種可能：.1中頻啟動開關壞――中頻啟動開關在中頻停頓位置時處于接地狀態(tài)〔接在開關的閉點〕，如果開關壞，則無法翻開接地狀態(tài)，設備處于保護狀態(tài)，故啟動無反響。處理方法：更換中頻啟動開關。.2保護電路故障――如參考“控制電路原理圖〞中，集成電路IC4在運行過程中發(fā)熱就會導致這一故障。處理方法：給IC4集成電路散熱或加散熱器。.3給定電路中，給定信號中斷――在給定電路中，信號給定過程中*處開路，致使無法對整流脈沖進展移相，也會造成此故障現象。處理方法：采用倒推法對給定電路進展檢查。8.2.11頻繁燒壞可控硅元件，更換新可控硅后，馬上燒壞。故障分析及處理：這是一種讓人比擬頭疼，維修比擬困難的故障現象。可控硅的價格比擬昂貴，而燒壞可控硅卻讓人防不勝防，所以在維修這類故障時要格外小心慎重。我們在分析故障“2.5〞時，介紹了一種燒壞可控硅的原因。除此之外，還有以下原因：.1可控硅在反相關斷時，承受反向電壓的瞬時毛刺電壓過高――在中頻電源的主電路中，瞬時反相毛刺電壓是靠阻容吸收電路來吸收的。如果吸收電路中電阻、電容開路均會使瞬時反相毛刺電壓過高燒壞可控硅。在斷電的情況下用萬用表測量吸收電阻阻值、吸收電容容量，判斷是否阻容吸收回路出現故障。.2負載對地絕緣降低――負載回路的絕緣降低，引起負載對地間打火，干擾了脈沖的觸發(fā)時間或在可控硅兩端形成高壓，燒壞可控硅元件。.3脈沖觸發(fā)回路故障――在設備運行時如果突然喪失觸發(fā)脈沖，將造成逆變開路，中頻電源輸出端產生高壓，燒壞可控硅元件。這種故障一般是逆變脈沖形成、輸出電路故障，可用示波器進展檢查，也可能是逆變脈沖引線接觸不良，可用手搖晃導線接頭，找出故障位置。.4設備在運行時負載開路――當設備正在大功率運行時，如果突然負載處于開路狀態(tài)，將在輸出端形成高壓燒壞可控硅元件。.5設備在運行時負載短路――當設備在大功率運行時，如果負載突然處于短路狀態(tài)，將對可控硅有一個很大的短路電流沖擊，假設過電流保護動作來不及保護，將燒壞可控硅元件。.6保護系統(tǒng)故障〔保護失靈〕――可控硅能否平安，主要是靠保護系統(tǒng)來保證的，如果保護系統(tǒng)出現故障，設備稍有一點工作不正常，將危機到可控硅平安。所以，當可控硅燒壞時對保護系統(tǒng)的檢查是必不可少的。.7可控硅冷卻系統(tǒng)故障――可控硅在工作時發(fā)熱量很大，需要對其冷卻才能保證正常工作，一般可控硅的冷卻有兩種方式：一種是水冷，另一種是風冷。水冷的應用較為廣泛，風冷一般只用于100KW以下的電源設備。通常采用水冷方式的中頻設備均設有水壓保護電路，單根本上都是總進水的保護，假設*一路出現水堵，是無法保護的。.8電抗器故障――電抗器內部打火會造成逆變側的電流斷續(xù)，也會在逆變輸入側產生高壓燒壞可控硅。另外，如果在維修中更換了電抗器，而電抗器的電感量、鐵芯面積小于要求值，會使電抗器在大電流工作時，因磁飽和失去限流作用燒壞可控硅。故障現象啟動設備時，當翻開中頻啟動開關，主電路開關保護跳閘或過電流保護。故障分析及處理：.1功率調節(jié)旋鈕在最高位置――除淬火負載，其它負載要求設備在啟動時將功率調節(jié)旋鈕放在最小位置，如果不再最小位置，就會因電流沖擊太大而過電流保護或主電路開關保護跳閘。.2電流調節(jié)器故障――當電流調節(jié)器電路故障，尤其是電流互感器損壞或接線開路時，啟動無電流反響抑制，直流電壓就會直接沖擊到最大〔α角＝0度〕，直流電流會直接沖擊到最大值，造成過電流保護或主電路開關跳閘。處理方法：檢查電流互感器是否損壞；電流互感器至電路板的接線是否有斷線情況；電流調節(jié)器局部是否有元器件損壞、開路現象。8.2.13中頻變壓器燒壞，更換后啟動設備依舊燒壞中頻變壓器。故障分析及處理：這種故障常見于在采用升壓負載的設備上，主要是因為泄放電感開路引起的。在升壓負載中，串連電容器組和并聯(lián)電容器組兩端的電壓不可能絕對一致，在兩組補償電容器放電時，由于端電壓不一致，其放電時間的長短也不一樣，則電壓高的放電時間慢，而這組電容器還沒有完全放電完成時又開場充電過程，在此電容器組上就會積累直流電荷，這些直流電荷要通過泄放電感進展釋放，如果泄放電感開路，電容器上積累的直流電荷就會通過中頻變壓器釋放，由于中頻變壓器的容量很小，承受不了這么