DLJ-6恒功率晶閘管中頻電源控制板,是本公司開發使用研制的新型控制觸發板。主要由電源、調節器、移相控制電路、保護電路、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。其核心部件采用美國生產的高性能、高密度、超大規模專用DLJ集成電路,使其電路除調節器外,其余均實現數字化,整流觸發器部分不需要任何調整,而且可靠性高、脈沖對稱度高、抗干擾能力強、反應速度快等特點,又由于有相序自適應電路,無需同步變壓器,所以,現場調試中免去了調相序、對同步的工作,僅需把KP晶閘管的門極線接入控制板相應的接線端上,整流部分便能投入運行。
逆變采用掃頻式零壓軟啟動方式,啟動性能優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,使啟動成功率達到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,在調試和使用現場中,也不會由于中頻輸出線或取樣電流互感器的相位接反,而產生中頻電源不能啟動的問題。
逆變電路中還加有逆變角調節電路,可以自動調節負載阻抗的匹配,達到恒功率輸出,可以制成“快速熔煉”的中頻電源,達到節時、節電、提高網側功率因數的目的(此功能也可被關掉)。逆變部分的主要電路均在DLJ大規模集成電路的內部,亦是數字電路。
DLJ-6控制板全板僅有8只集成電路、4只晶體管、6只微調電位器、33個引出端子,安裝十分方便。適用于各種晶閘管并聯諧振中頻電源。
2、產品名稱
產品名稱:DLJ-6恒功率晶閘管中頻電源控制板
3、適用裝置
適用于400HZ-10KHZ各種晶閘管并聯諧振中頻電源。
4、正常使用條件
4.1海拔不超過2000米。
4.2環境溫度不低于-10℃,不高于+40℃。
4.3空氣大相對濕度不超過90%(20℃±5℃時)。
4.4運行地點無導電及性塵埃,無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽。
4.5無劇烈振動和沖擊。
5、主要技術參數
5.1主電路進線額定電壓:100V~660V(50HZ)(注意R8、R9、R10的匹配。)
5.2控制供電電源:單相17V/2A。
5.3中頻電壓反饋信號:AC 15V/15mA。
5.4電流反饋信號:AC 12V/5mA三相輸入。
5.5整流觸發脈沖移相范圍:α=0~130°。
5.6整流觸發脈沖不對稱度:小于1°。
5.7整流觸發脈沖信號寬度:≥600μS、雙窄、間 隔60°。
5.8整流觸發脈沖特性:觸發脈沖峰值電壓:≥12V
觸發脈沖峰值電流:≥1A
觸發脈沖前沿陡度:≥0.5A/μS
5.9逆變頻率:400HZ-10KHZ。
5.10逆變觸發脈沖信號寬度:1/16×逆變頻率。
5.11逆變觸發脈沖特性:觸發脈峰值電壓:≥22V
觸發脈峰值電流:≥1.5A
觸發脈沖前沿陡度:≥2A/μS
(逆變的觸發脈沖變壓器是外接的)
5.12大外型尺寸:245×175×40mm。
5.13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。
6、電路原理
整個控制電路除逆變末級觸發單元外,做成一塊印刷電路板結構。功能上包括電源、整流觸發、調節器、逆變觸發、啟動演算等,除調節器為模擬運算電路外,其余均為數字電路。
組成該控制板的核心集成電路為U5,型號為DLJ它是一塊專用超大規模數字集成電路,有3路時鐘輸入口,33路輸入/輸出口,內部功能包括整流移相觸發、相序自適應、逆變觸發、逆變引前角鎖定、逆變重復起動、過流保護、過壓保護、缺相保護、水壓低保護、水溫高保護控制板欠壓保護,另外還有二個外部故障輸入保護。
6.1整流觸發工作原理
這部分電路包括三相同步、相序自適應、壓控時鐘、數字觸發、末級驅動等電路。
三相同步信號直接由晶閘管的門極引線K4、K6、K2從主回路的三相進線上取得,由R8、C5、R9、C6、R10、C7進行濾波,再經6只光電耦合器進行電位隔離,獲得6個相位互差60度的矩形波同步信號,輸入到U5的54P、56P、58P、60P、61P、63P。
在U5的內部有相序自適應電路,確保了中頻電源的三相交流輸入可以不分相序。
U3D及其周圍電路構成壓控時鐘,其輸出信號的周期隨調節器的輸出電壓VK而線性變化。壓控時鐘信號輸入到U5的3P,作為數字觸發的時鐘CL0K1。
數字觸發的特征是用計數(時鐘脈沖)的辦法來實現移相,6路整流移相觸發脈沖均由U5產生。6路整流移相觸發脈沖經U6晶體管陳列放大后,驅動整流脈沖變壓器輸出。
6.2調節器工作原理
共設有2個調節器:中頻電壓/電流調節器、逆變角調節器。
其中電壓/電流調節器(U3C),是常規的PI調節器,在啟動和運行的整個階段,該環始終參與工作;逆變角調節器(U3B)用于使逆變橋能在某一Э角下穩定的工作。
調節器電路的工作過程可以分為兩種情況;一種是直流電壓沒有達到大值的時候,即U3D沒有限幅,而U3A工作于限幅狀態,對應的為小逆變Э角,此時系統完全是一個標準的電壓/電流閉環系統;另一種情況是直流電壓已到大值,即U3D開始限幅,整流橋的調節不再起作用,而U3A退出限幅狀態開始工作,調節逆變角調節器的Э角給定值,使輸出的中頻電壓增加,達到新的平衡。此時,就有電壓/電流調節器與逆變角調節器雙環工作。
中頻電壓互感器過來的中頻電壓信號由UP1、UP2輸入后,分為兩路,一路由U2C進行電平轉換后送到U5的12P,另一路經D35-D38整流后,又分為兩路,一路送到電壓/電流調節器,另一路送到過電壓保護。
由主回路交流互感器取得的電流信號,先在外部轉換成電壓信號,從I1、I2、I3輸入,經二極管D39~D44整流后,再分為兩路,一路作為過流保護信號,另一路作為電壓/電流調節器的反饋信號。
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