中频感应加热设备使用说明书 KGPS-160-4S

中频感应加热设备使用说明书 KGPS-160-4S
1. 产品概述
本产品是一种交——直――交静止变频装置，它是将50HZ三相工频电能转换成单相4KHZ中频电能的一种转换装置。可与淬火变压器或其它感应器配套使用对上述金属的工件进行加热、焊接、烧结和各种热处理。也可与中频无芯感应熔炼炉配套使用可以用来熔炼普通炭素钢、合金钢、铸铁及有色金属等。
产品型号说明：
K G P S — X X X — X
晶闸管
变频装置
水冷方式
额定功率（KW）
输出频率（KHZ）

2.工作环境及使用条件：
2.1海拔高度：≤1000m
2.2相对湿度：≤85℅
2.3环境温度：＋5℃～＋40℃
2.4工作环境没有明显的振动和颠簸
2.5周围没有导电尘埃、易燃易爆气体及能严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体。
如在特殊环境下工作，用户应与我公司协商解决。
2.6冷却水的要求：
a.进水压力：0.15Mpa≤P≤0.25Mpa
b.进水温度：＋5℃～＋35℃
c.酸碱度：PH=6～9
d.水硬度：≤10o（每度为1L水中含10mgCaO）
e.固体含量：≤250mg/L
2.7进线电源要求：
a.三相工频电源应近似于正玄波，电压波动范围≤－5℅～＋10℅
b.三相不平衡度＜10％，频率变化≤±2％

3．主要技术参数及性能：
3.1工频参数：
输入电源：三相四线交流50Hz±2Hz、380V±5％。
3.2直流参数：
整流方式：三相全控整流
额定电压：510V
额定电流：320A
3.3中频参数：
逆变方式：并联谐振方式
输出频率4000 Hz
输出电压：700V
额定功率：160KW
功率因素：容性0.8～0.9
工作效率：≧92%
3.4控制电路：
本设备采用单块超小型全功能集成电路控制板，尺寸：120mm×220mm。
3.4.1整流部分：
电路形式：大规模单块集成电路控制板
脉冲形式：双窄列脉冲
3.4.2逆变部分：
控制方式：定时调频
启动方式：零电压启动
3.5保护方式：
过流、过压拉逆变故障保护
截流、电流负反馈超负荷功率封锁保护
冷却水压低保护
继电互锁、RC、LC吸收保护
3.6冷却方式：
①水冷；②风冷


4．工作原理
4．1主回路工作原理：
可控硅中频电源是将来自电网的三相工频交流电通过由可控硅VT1～VT6组成的三相全控整流桥整流成电压可调的脉动直流电，经过电抗器LD滤波成平滑的直流电送到VT7～VT10组成的单相逆变桥电路，从逆变桥输出高于工频几十至上百倍的中频单相交流电到由感应圈L以及中频电热电容Cb组成的LC逆变谐振负载回路中。
输出频率由负载LC的谐振频率决定。逆变触发脉冲的控制信号是由取自负载回路中的电流信号与电压信号合成而来的；因此当负载发生变化时，逆变桥输出频率也能相应发生变化，起到频率自动跟踪作用。
4.2整流触发电路工作原理：
整流触发电路方框图如下：
三相工频交流电经过三组LC移相网络送至同步变压器，再从同步变压器输出，经过RC阻容T型移相网络分别送到CF2001整流触发模块第1、2、12脚；经过二级移相网络后的同步信号大约被滞后30°，调节R可改变滞后角度，使各路脉冲相位差保持一致。
整流脉冲控制电路仅由触发模块CF2001及极少量外围元件组成。详细原理见“CF2001可控硅智能移相触发器使用说明”。
CF2001可控硅智能移相触发器使用说明
（一） 功能与特点
CF2001可控硅智能移相触发器集单脉冲形成、列脉冲调制、双列脉冲形成等功能于一体，具有功耗小、功能强、抗干扰性能好、移相范围宽、外接元件少等优点，而且调试简便、使用可靠，是电力电子、机电一体化产品的移相触发系统首选器件。
（二） 各引脚排列、名称及用途
1、 F2001可控硅智能移相触发模块为12脚单列直插式，外形如图：
2、 同步输入端：引脚1、2及12分别为三相同步输入电压连接端，同步电压的峰峰值应不超过工作电源电压。
3、 脉冲输出端：引脚8、9、5分别为与三相U、V、W同步电压正半周对应的同步触发脉冲输出端，而4、6、10脚分别为与三相U、V、W同步电压负半周对应的同步触发脉冲输出端。
4、 移相控制电压输入端：引脚3为移相控制电压输入端，由该端输入电压的高低来控制输出脉冲的移相范围，其电压幅值最大为工作电源电压VDD。
5、 电源端：引脚7为正电源端VDD，允许施加的电压为8～18V，引脚11为地端。

（三） 主要电参数和极限值

1、 工作电源电压VDD：8～18V； 4、最大输出脉冲电流：20mA

2、 同步输入电压VP-P：≤VDD 5、移相范围：0～177º

3、 控制端输入电压:0～VDD 6、工作温度范围：0～55℃

（四） 典型应用接线

1、 CF2001可控硅智能移相触发模块应用原理如图

4．3保护、调功电路工作原理

本装置设有截流、截压、电流负反馈及过流、过压保护电路，由专用厚模集成块“BF1001”集中处理控制；“BF1001”内还设有功率调节电路，其外形及引脚功能如图：

1:过流指示 2:过流输入

3:过压指示 4:保护复位

5:过压输入 6:电源VDD

7:地线VSS 8:移相输出

9:移相输入 10:电流反馈

11:截流指示 12:截流输入


由电流互感器TAu、TAv、TAw及中频电压互感器TV2检测到主回路中的工频电流和中频电压信号分别送到“BF1001A”的2脚过流及5脚过压输入端。如果检测到的信号超过设定值时，“BF1001A”内的保护电路动作，将移相控制输出端电压提高，使整流脉冲控制角移相到150°，把三相全控整流桥从整流区快速拉到逆变区，使电抗器中的能量馈送回电网并关断逆变回路，从而保护了主回路各部分元件，避免了事故的发生。过流、过压值分别由RP103、RP104给定。

检测到的电流信号同时送入“BF1001A”的10脚电流负反馈端、12脚截流端；当超过预置的截流、电流负反馈给定值时，“BF 1001 A”内的截流、电流负反馈电路开始工作，使移相控制输出端电压提高，自动将整流触发脉冲控制角后移来改变全控整流桥输出电压，从而使整机工作电流保持稳定。截流、电流负反馈的设置是通过调节RP101、RP102来改变的。

“BF1001 A”的9脚为移相控制输入端，通过调节RP功率调节电位器改变输入电压，使8脚移相控制输出端的输出电压改变，从而改变整流触发脉冲移相角，使整流输出电压改变，达到功率调节的目的。
4.4逆变触发电路工作原理

逆变触发电路采用一专用模块“NB3001C”，其内部包括方波变换、脉冲形成、推动放大等部分。取自谐振回路的电流、电压合成反馈信号通过隔离变压器输入到“NB3001C”的第4、5脚，通过其内部一系列的整形处理、放大，分别从第1、6脚输出二路相差180º的触发脉冲，再经功率放大后，由脉冲变压器隔离分配给可控硅进行触发。此模块波形好、相差准确、启动性能好。