中頻電爐25噸主板說明書

1、MPU-3 型 12 脈波恒功率晶閘管中頻電源控制板說 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 護電路、相序自適應電路、啟動演算電路、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、脈沖對稱度高、抗干擾能力強、反響速度快等特點，又由于有相序 自適應電路，無需同

2、步變壓器，所以現(xiàn)場調(diào)試中免去了調(diào)相序、對同步的工作， 僅需把兩個三相中各自 6 只晶閘管的門陰極線接入控制板相應的接線端上，整流局部便能投入運行 。b. 逆變采用掃頻式零壓軟啟動方式， 啟動性能優(yōu)于普通的零壓軟啟動電路， 并設有自動重復啟動電路， 可防止中頻電源偶爾的啟動失敗，使啟動成功率到達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，而無需槽路電容器的電流信號，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)場中，也不會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的問題。c. 逆變電路中還加有

3、逆變角調(diào)節(jié)電路，可以自動調(diào)節(jié)負載阻抗的匹配，到達恒功率輸出，可以制成 “快 速熔煉 的中頻電源 , 到達省時、節(jié)電、提高網(wǎng)側功率因數(shù)的目的此功能也可被關掉。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計中征求了多方面的

4、意見，為方便。在大多數(shù)參數(shù)的設定都由電路內(nèi)部自動設定， 需要用戶調(diào)整的只有 具有極強的通用性和互換性。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，當由于負載不平衡或進線電壓不同造成兩橋電流不平衡時，它可以自動調(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行引起的電網(wǎng)諧波，提 高功率因數(shù)和運行效率。2正常使用條件2.1 海拔不超過 2000 米。2.2 環(huán)境溫度不低于-10 C,不高于 +40 Co2.3 空氣最大相對濕度不超過90%20 C 士 5 C時2.4運行地點無導電及

5、爆炸性塵埃，無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽。2.5 無劇烈振動和沖擊。3主要技術參數(shù)3.1 主電路進線額定電壓： 100V660V50Hz 注意 R3、R7、 R11 的匹配 ；3.2 控制供電電源：單相17V/2A；3.3 中頻電壓反響信號：AC 12V/15mA ；3.4 電流反響信號： 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)脈沖對稱度：小于1o ;3.7 整流觸發(fā)脈沖信號寬度：?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故障信號輸出：控制板在檢測到故障信號時，輸出一組接點信號，該接點容量為AC： 5A/220V ；DC : 10A/28V。功能r1端子號參數(shù)電源N線CON1 -1通常與1-2短接故障輸出CON1 -2常開點 AC、5A/220V、DC10A/28V常開點的定觸頭，接電源N線電壓反響信號CON2-1CON2-2VF中頻電壓12V1號整流橋電流反響信號CO

7、N2-3CON2-4CON2-51IFAC三上12V控制信號CON2-6CON2-7RST懸空為運行狀態(tài)，接地為停止運行和故障 復位，GND控制信號接地端與給定共用。給定CON2-7CON2-8CON2-9GND給定接地VF 給定：DC 15VVcc、DC+15V，最大輸出 20mA2號整流橋電流反響信號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率表負端5mA扌刖 出接1-6號晶閘管控制極CON3-9G1-G61號整流脈沖輸出K1- K6.G7-G12J接1-6號晶閉管陰極接7-12號晶閘管控制極2號整流脈沖輸出接7-12號晶閉管陰極K7-K124 .控制板的接線端子與參數(shù)控制板共有 47個M3接線端子，各端子功能表見表1。5、發(fā)光二極管工作狀態(tài)代號發(fā)光一極管亮時指示狀態(tài)POWER1:控制電源指示(1號橋)POWER2控制電源指示(2號橋)WPL水壓低故障10C1號整流橋過電流故障20C2號整流橋過電流故障L

9、V控制板電源故障OV中頻過電壓故障10P1號整流橋三相輸入缺相故障20P2號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 號整流橋最大輸出電流設定電位器(截流)及兩橋電流平衡微調(diào)電位器，當有電流反響時可設定最大輸出電流，順時針方向為最小，最大調(diào)節(jié)范圍約2倍。過電流無需調(diào)節(jié)，當截流值調(diào)整好后，過電流自動成為1.4倍的截流值。 當兩橋電流不平衡時，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定電位器(截壓)，當有電壓反響時可設定最大中頻輸出電壓，順時針方向為最小，最大調(diào)節(jié)范圍約2倍。過電壓無需調(diào)節(jié)，當截壓值調(diào)整好后，過電壓自動成為1.2倍的截壓值。6.3 W3( 6 max)最大逆變引前角設定電位器，順時針方向為增大，最大調(diào)節(jié)范圍約為40o60o。6.4 W4( 6 min)最小逆變引前角設定電位器，順時針方向為增大，最大調(diào)節(jié)范圍約為20o40。36.5 W5(F)外接頻率表設定電位器，順時針方向為讀數(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定電位器，順時針方向為增大，最大調(diào)節(jié)范圍約2倍。6.7 W7(2If) 2號整

11、流橋最大輸出電流設定電位器(截流)及兩橋電流平衡微調(diào)電位器。當兩橋電流不平衡時，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)脈沖連接導線用 0.7mm2RV 導線連接，建議用不 同顏色的導線表示極性。其余連接導線用0.5mm2RV導線連接。如果所裝的中頻電源不需要復位功能、報警功能、內(nèi)接頻率表的話，端子9便可不用。&調(diào)試8.

12、1調(diào)試需準備的工具一臺20MHz示波器，假設示波器的電源線是三芯插頭時，注意“地線千萬不能接， 示波器外殼對地需絕緣,僅使用一蹤探頭，示波器的X軸、Y軸均需較準，探頭需在測試信號下補償好。600V以上電壓的測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順時針旋至最高端(調(diào)試過程發(fā)生短路假設無高壓示波器探頭，應用電阻做一個分壓器，以適應 一個W 500500W 的電阻性負載。8.2整流局部的調(diào)試(W1)為了調(diào)試的平安，調(diào)試前應該使逆變橋不工作。例如： 接入一個W 500500W的電阻性負載。電路板上的時，可以提供過流保護)。主控板上的DIP-1開關撥在ON位置。用示波器做好測量整

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

14、 只整流晶閘管的序號是否接對，晶閘管的門極線是否 接反或短路。在此過程調(diào)試中也應檢查面板上的“給定 電位器是否接反，接反了那么會出現(xiàn)直流電壓幾乎為最大，只有把 “給定 電位器順時針旋到頭時，直流電壓才會有減小的現(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載。把電路板上的Vf 微調(diào)電位器 W2 順時針旋至最高端 調(diào)試過程發(fā)生逆變過壓時，可以提供過壓保護 。主控板上的 DIP-1 開關撥在 ON 位置，面板上的 “給定 電位器逆時針旋至最小。上電數(shù)秒種后，把面板上的 “給定 電位器順時針慢慢地旋大，這時逆變橋會出現(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、此時需要的是逆變橋直通，假設逆變橋為起振狀態(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 繞組的輸出線對調(diào)一下，就不會起振了。在緩 慢旋大面板上 “給定 電位器的操作中， 應密切注意電流表的反響， 假設電流表的指示迅速增大， 那么應迅速把“給定 電位器逆時針旋下來， 此時說明電流取樣電路有問題， 系統(tǒng)處于電流開環(huán)狀態(tài)， 應檢查電流互感器是否 接對，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， 當停止旋轉 “給定 電位器時， 電流表的指示能穩(wěn)定 的停在某一刻

16、度上。當出現(xiàn)直通現(xiàn)象時，把面板上的“給定 電位器順時針旋大，使電流表的指示接近額定值的50%左右。用交流電壓表測量 CON2-3 、 CON2-4 、CON2-5 三個接線端子間的電壓，三個電壓應該是大致相等的，假設相差太 大，說明電流互感器的同名端接錯，必須改正，否那么會影響電流調(diào)節(jié)器的正常工作。繼續(xù)把面板上的 “給定 電位器順時針旋到頭，電流表的指示應接近額定值，逆時針調(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，可以進行逆變橋的調(diào)試。需要指出的是，當平波電抗器的直流電阻較小時，在直通狀態(tài)下作額定電流的整定，會

17、出現(xiàn)直流電流 振蕩的現(xiàn)象，可在直流回路里串一點電阻加以解決。另外，水冷裝置在作此項調(diào)試時，必須通水冷卻。當調(diào)試場地的電源供不出裝置的額定電流時，額定電流的整定， 可放在現(xiàn)場滿負荷運行時進行，但是，應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 校準頻率表 W5主控制板上的 DIP開關均撥在OFF位置，面板上的 “給定電位器逆時針旋至最小。把示波器接在Q5或Q6的管殼上，測逆變觸發(fā)脈沖的它激頻率 它激頻率可以通過 W6 來調(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、不亮那么說明逆變末級假設中頻電源用的是專用中頻頻率表， 那么可免去此步調(diào)試。一方面是可以測得最高它激頻率，另一方面是價格廉價。8.3.2 起振逆變器 W6首先檢查逆變晶閘管的門級線連接是否正確，逆變末級上的的E和C接線端子接反了。再把主控制板上CON3-5對外的連線斷開，看熄滅的 LED逆變級是否處在逆變橋的對角線位置。把主控板上的 DIP 開關均撥在 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 電位器順時針稍微旋大， 這時它激頻率開始從高往底掃描給定 電位器逆時針旋到底，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 ，逆變橋進入工作狀態(tài)，開始起振。假設不起振，表現(xiàn)為它激信號反復作掃頻動作，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 繞組的輸出線對調(diào)一下。假設把中頻電壓互感器 20V 繞組的輸出線對調(diào)后，仍然起動不起來，此時應確認一下槽路的諧振頻率是 否正確。可以用電容 / 電感表測量一下電熱電容器的電容量及感應器的電感量，計算出槽路的諧振頻率， 當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，起動應該是很容易的。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，此時中頻輸出電壓與直流電壓 的比為 1.2 左右 假設換相重疊角較大，可適當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，當然過小的逆變換相引前角會使逆變換相失敗，表現(xiàn)為中頻電壓升高時，會出現(xiàn)重復 起動。再把 DIP-2 開關打在 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，那么要求最大逆變換相引前角在 42 °左右，此時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，仍可保證中頻輸出電壓到額定值。當系統(tǒng)輸入電壓偏高時， 由于有電壓調(diào)節(jié)器的作用，中頻輸出仍然不會出現(xiàn)過電壓。此項調(diào)試工作應在 50% 額定中頻輸出電壓下進行。注意，必須先