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晶閘管中頻電源是一種高效率的靜止變頻裝置，利用晶閘管元件將平常電網(wǎng)中的三相工頻電變換成幾百赫或幾千甚至幾兆赫的單相中頻電源。常用來作為感應(yīng)加熱的電源，具有控制方便、效率高、相對勞動強度低等特點，應(yīng)用十分廣泛。

1.主電路原理

晶閘管中頻電源將三相工頻交流電整流為直流, 經(jīng)電抗器平波后,成為一個恒定的直流電流源,再經(jīng)單相逆變橋,把直流電 流逆變成一定頻率的單相中頻電流. 負載是由感應(yīng)線圈和補償電容器組成的. 聯(lián)接成并聯(lián)諧振電路.三相工頻交流電(550V,三相四線制)送至本裝置隔離開關(guān)的三個進 線端,自動空氣開關(guān) ZK 作為主回路的電源開關(guān).電流檢測采用電流互感器, 該電流信號被電流互感器及 5/0.1A 電流變換器二次轉(zhuǎn)換后送到控制電路板 《KSRL.SCH》作為電流閉環(huán)信號和過電流保護信號.快速熔斷器作為控制 電路失控時的短路保護.為了減少開關(guān)操作過電壓及由 SCR 換相時產(chǎn)生的" 毛刺",在進線處設(shè)置了阻容濾波電路及壓敏過電壓吸收電路.

本裝置采用三相橋式全控整流電路,可以獲得較為平滑的電流波形,并且通過 脈沖移相,可實現(xiàn)拉逆變工作狀態(tài).三相全控橋式整流電路的工作原理從略.

2.控制電路原理

整個控制電路除逆變末級觸發(fā)電路板外,做成一塊印刷電路板結(jié)構(gòu),從功能上分 為 整 流觸 發(fā)部 分, 調(diào)節(jié) 器 部分 ,逆 變部 分, 啟 動演 算部 分. 詳細 電 路 見 《KSRL.SCH 控制電路原理圖》.

1）整流觸發(fā)工作原理

這部分電路包括三相同步,數(shù)字觸發(fā),末級驅(qū)動等電路.觸發(fā)部分采用的是數(shù) 字觸發(fā),具有可靠性高,精度高,調(diào)試容易等特點.數(shù)字觸發(fā)器的特征是用計 (時鐘脈沖)數(shù)的辦法來實現(xiàn)移相,該數(shù)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 α 移相控制電壓 Vk 的控制,Vk 降低,則振蕩頻率 升高,而計數(shù)器的計數(shù)量是固定的(256),計數(shù)脈沖頻率高,意味著計一定脈沖數(shù) 所需時間短,也即延時時間短,α 角減小,反之 α 角增大.計數(shù)器開始計數(shù)時刻 同樣受同步信號控制,在 α=0°時開始計數(shù).現(xiàn)假設(shè)在某 Vk 值時 , 根據(jù)壓控 振蕩器的控制電壓與頻率間的關(guān)系確定輸出振蕩頻率為 25KHZ , 則在計數(shù)到 256 個脈沖所需的時間為 (1/50000)×256=10.2 (mS) ,相當(dāng)于約 180°電角度,該觸 發(fā)器的計數(shù)清零脈沖在同步電壓(線電壓)的 30°處,這相當(dāng)于三相全控橋式整流 電路的 β=30°位置,從清零脈沖起,延時 10.2mS 產(chǎn)生的輸出觸發(fā)脈沖,接近于三 相橋式整流電路某一相晶閘管 α=150°的位置.如果需要得到準(zhǔn)確的 α=150° 觸發(fā)脈沖,可以略微調(diào)節(jié)一下電位器來實現(xiàn).顯然,有三套相同的觸發(fā)電路,而壓 控振蕩器和 Vk 控制電壓為公用.這樣,在一個周期中產(chǎn)生 6 個相位差 60°的 觸發(fā)脈沖.數(shù)字觸發(fā)器的優(yōu)點是工作穩(wěn)定,特別是用 HTL 或 CMOS 數(shù)字集成電 路,則可以有很強的抗干擾能力.

2）調(diào)節(jié)器的輸出信號到電壓——頻率轉(zhuǎn)換器,其輸出頻率隨調(diào)節(jié)器送來的輸入電 壓 VK 而線性變化.通過頻率的變化來控制 a 角,達到調(diào)節(jié)功率第目的. 三相同步信號直接由晶閘管的門極引線從主回路的三相進線上取得, 由內(nèi)部 IC 進行濾波及移相,再經(jīng) 6 只光電耦合器進行電位隔離,獲得 6 個相位互差 60 度,占空比略小于 50%的矩形波同步信號輸出. 三相同步信號對計數(shù)器進行復(fù)位后,對電壓——頻率轉(zhuǎn)換器的輸出脈沖每計數(shù) 256 個脈沖便輸出一個延時脈沖,因計數(shù)脈沖的頻率是受 VK 控制的,換句話 說,VK 控制了觸發(fā)脈沖的延時. 計數(shù)器輸出的脈沖經(jīng)隔離,微分后,變成窄脈沖,送到后級的 IC,它既有同步 分頻器功能,亦有定輸出脈寬的功能.輸出的窄脈沖經(jīng)電阻合成為雙窄脈沖, 再經(jīng)晶體管放大,驅(qū)動脈沖變壓器輸出.