1、1第二部分 技术说明一、技术参数1、电气参数：变压器容量：1250KVA中频电源额定功率：1000KW工作频率：500Hz最高输出电压：2200V2、工作参数：额定容量：2t最大容量：2.4t额定功率：1000KW工作温度：1450（最高 1600）熔化率：1.70t/h耗电量：580KWh/t功率因数：0.95启动成功率：100%工作噪音：85dB（离设备 1 米处）3、冷却系统技术参数：循环水压力：0.20.4Mpa循环水量： 35t/台循环水温：进30，出55纯水压力： 0.150.2Mpa4、液压系统参数：油箱容量：300L液压介质：抗磨液压油工作压力：11Mpa2流量：40L/min
2、5、设备运行要求：海拔高度：3000m环境温度：5-42相对温度：90%（平均温度不低于 20）环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显的震动和颠簸安装方式：户内二、控制技术特点简介1、采用全数字集成单板结构控制线路，所有器件都经过高温老化筛选；关键器件采用军品，关键线路使用表面微封工艺，大大减少了控制板的面积，提高了可靠性；整板进行 72 小时高低温冲击，避免了早期失效，使控制电路具有高可靠性。控制电路采用数字控制，抗干扰能力强，除完成常规的整流、逆变、过压、短路、限流、限压的控制功能外，还带有故障自诊断功能和故障延时功能。2、用零压数字扫频电路启动方式，确
3、保满炉、冻炉启动的可靠性；同时具备常规的自动重启动功能。3、 具有网压过高、水温过高、水压过低、输出中频电压过高和漏炉报警装置，具备声光报警和电源切断处理功能。4、输出功率连续可调，以满足烘炉、熔化、升温、保温的需求。5、专门设计的逆变角控制环路，可根据负载工况，通过控制逆变角实时调整等效负载阻抗，使电源和负载处于最佳匹配，使电源一直处于可能的最大出力状态，功率因数可达 0.98，最大限度地发挥了设备的出力。这样在整个工艺允许的工况范围内，设备可达到恒功率输出，加快了熔化速度，节约了电能。6、 电压、电流采用双闭环无差控制，不但可克服电网波动和负载变化的扰动，而且在限压限流工况时为无差调节，没
4、有传统截压、截流工况所造成的设备出力损失。3第三部分 中频感应炉炉体使用说明一、结构简介1. 炉体部分中频炉机械部分由炉盖、炉体、固定架、水电引入系统、液压装置及炉衬顶出机构等组成。1.炉盖炉盖位于炉口上方，由耐火材料打结而成，其上留有用于观察及测温的小孔，在传统的设计基础上增加了适当的配重，提高了炉盖的使用寿命，炉盖的升降及旋合为手动。 1.炉体炉体包括炉壳、感应器、磁轭及漏炉报警装置等。1.2.1 炉壳由型钢焊接而成，具有刚性好，结构紧凑，维修方便等优点，其回转轴承孔，倾炉油缸轴承孔均经过大型镗床一次加工而成，确保了同心度，使炉壳及回转轴在倾炉过程中不会不同心而变形。1.2.2 感应器感应
5、器是炉体的心脏，它不仅直接影响到炉体功率的吸收，其设计的合理性及制造质量直接影响到炉衬使用寿命。由我们生产的感应器具有以下特点： a) 感应器参数由计算机进行优化设计，得到一组最满意的技术参数，供设计人员进行结构设计。b) 在结构设计上采用了处于国内领先地位的短路环设计。传统的感应器炉料系统设计所产生的电磁搅拌力弱且对炉衬底部冲刷严重；现采用了加长线圈结构，不仅增加了电磁搅拌力，而且减小了钢液对炉衬底部的冲刷，极大地提高了炉体的使用寿命。 c) 感应器均采用洛阳铜加工厂生产的厚壁优质 T2紫铜管，在专用绕制设备上绕制成型，在工艺及设备上保证了制造质量及线圈内壁的平整性，进一步4提高了炉体的使用
6、寿命。d) 在感应器内壁及匝间涂有耐火胶泥。耐火胶泥（耐度 1800）具有高度的绝缘和绝热性，使感应线圈成为一体，从而减少工作时的震动和噪音，而且漏炉时能保护线圈。1.2.3 磁轭采用特别设计的加宽磁轭，最大限度地减少漏磁，并使用进口冷轧硅钢片制造，最大限度地减少磁损，提高电磁耦合效率。1.2.4 漏炉报警系统传统的漏炉报警装置其底部引出电极全部用不锈钢丝，在使用过程中经常发生断裂的现象，不仅使报警系统失灵，也使炉料接地端断开。给扒渣等操作带来危险性。现该为引出棒彻底消除了此现象。在采用地漏式电子报警装置代替传统的不锈钢栅网后，既减少了炉衬铺设时的工作量又降低了打结炉衬的成本。1.3 固定架固
7、定架由型钢焊接而成，其上平面经大型刨床一次加工而成，确保了回转轴承同心度及装配精度。1.4 水电引入系统：炉体水路互相并联，采用封闭式软化水冷却，电源冷却采用水水交换器。一次水为蒸馏水，二次水均采用工业软化水。 （见水系统原理图）14.1 水系统内在总进水管上装有流量传感器及压力传感器，流量或压力低于设定值时报警。在每一出水支路上各设温度传感器温度高于设定值时报警。1.4.2 出水支路上的温度传感器与进水系统上的电动阀门互锁，保证冷却水出水温度固定在设定值附近，即减少了冷却水用量又降低了炉体侧壁热损失，提高了熔炼速度。1.4.3 水冷电缆采用冷压成型工艺与铜绞线压接。这种方式连接坚固，接触电阻
8、小，不损伤铜绞线并可快速更换，能承受 0.5Mpa 的水压而不泄漏或破裂。51.5 液压系统液压系统包括液压站、倾炉操作台，其原理见液压原理图。液压站额定工作压力为 12Mpa，采用双泵双电机形式，工作介质为抗磨液压油。采用多路换向阀，取消了传统电磁阀、转换开关、加载按钮，操作均通过多路换向阀来完成倾炉。在不操作手柄时，即使油泵处于工作状态，整个系统仍自动处于卸载状态，消除了操纵失误造成的油温升高，大大提高了系统的可靠性。倾炉油缸采用倒置，降低了飞溅的铁水等异物落在柱塞表面的可能性，提高了油缸的使用寿命。1.6 炉衬顶出机构：在传统的感应炉中，当炉衬损坏需更换时，只能采用人工或机械方式拆除，既
9、费工又耗时。快速炉衬顶出机构能保证快速顺利地旧炉衬推出。省工省时，提高了生产效率。二、使用说明书1、用途：本产品用于熔炼及保温各类铸铁，本说明书适用于 0.7530tGWJ 系列中频无芯感应熔炼炉和 GWJB 系列中频无芯感应保温炉。2、产品技术参数：见相应规格的电炉总图“主要技术参数”表。3、技术要求：3.1 产品应符合 GB100673,JB4280 标准中的有关规定及本企业标准要求。3.2 产品在下列条件正常工作；3.2.1 海拔不超过 3000 米；3.2.2 环境温度在+5403.2.3 相对湿度 90%；63.2.4 工作场所没有导电性尘埃和对金属绝缘材料破坏作用的腐蚀性气体；3.
10、2.5 冷却水质及要求：、PH 值在 78 范围；、硬度不大于 10G（1G 等于 1 公斤水中含有 10mgCaO 当量） ；（合50MmolL）、总固体含量300mg/l;、电阻率要适当的高，不同工作电压下的值为：工作电压 V 水的电阻率 cm1000 200010002000 600020003000 14000、对于中频电源的二次冷却水必须进行过滤，消除水质中的各类杂质，以免堵塞冷却管道引起事故。、进水温度 30；出水温度不超过 55；进水压力 0.20.Mpa。4、工作原理：本产品的工作原理就是电磁感应定律的实际应用之一。我们将感应器作为一次线圈，坩埚中的金属作为二次线圈。当给感应线
11、圈通上交流电时就产生交变磁通，此磁通的大部分交链着坩埚中的金属炉料，于是在炉料中产生感应电势，又由于炉料是导体且呈闭合回路，在该感应电势的作用下产生强大的感应电流 I，又由于电流的趋表效应和炉料有电阻 R，因此产生大量焦耳热，从而使炉料加热以至熔化。用电热转换公式表示如下：热能公式： W=I 2Rt (焦耳)热能公式： Q=0.239I 2Rt (卡)式中：I 为炉料中的电流 A；R 为炉料电阻 ；t 为通电时间 sec。5、结构简述：整套电炉系统由炉体、液压及水冷系统、供电系统和电气控制系统组成。后两部分见电气说明书。75.1 炉体：由感应线圈、导磁体、炉架和炉衬（坩埚）组成。5.1.1 感
12、应线圈是炉子的“心脏” ，所需电能由其输入。它是由优质异型铜管绕制而成，并喷了两遍耐高温绝缘漆。铜管内通水冷却，以避免温度过高损坏线圈绝缘。5.1.2 导磁体：在线圈外部有许多根导磁体，将线圈包围。它的主要作用是约束感应线圈外部的磁力线，减少漏磁通造成炉壳发热，同时在结构上起支撑感应线圈的作用。5.1.3 炉架（或炉壳）：由型钢和钢板焊接成框架式或桶壳式结构。它将感应线圈、导磁体、炉衬等组成一个单元整体，上有平台，前部有炉嘴。坐落于“固定炉架”上，并借助液压缸驱动倾炉倒出铁水。5.1.4 炉衬包括绝缘材料、绝热材料和石英砂捣打烧结而成的坩埚，用来成装金属液体。5.2 固定炉架为钢结构，下部由地
13、角螺栓固定于预制基础上。用来支撑炉体动静载荷。轴承安装在前部的立柱上，在左右液压缸的推动下可围绕轴承回转，最大可倾 95，此时可将金属液全部出完。5.3 炉盖：钢结构，圆形，内表面焊有挂筋，由耐火混凝土打结或耐火砖砌制而成。通常用耐火混凝土，其成分及工艺方法如下：胶结材料：低钙铝酸盐水泥（500 号）15%掺合料：矾土细粉（0.088mm15%骨料：（特级矾土土质）13mm 35%36mm 20%615mm 15%外加水适量，搅匀，逐层加入捣实成型后养护 34 天，随新炉烘炉一同干燥烧结。也可单独干燥烧结备用，即在 50下干燥 57 天以后 10/h 的速度升温至 120，保温 20h,再以同
14、样的速度升至 600保温 10h 后，即可直接使8用。炉盖的开合分为手动和液压两种。容量在 2t 以下为手动，以上为液压驱动。5.4 冷却水系统在炉子的左右两侧分别有基础水管一根，与用户工厂供水系统相连接，而炉子内部各冷却支路与感应线圈和水冷电缆等连接，用于带走线圈和电缆等各结构件的热量。为防止冷却水过温，造成铜管内壁结水垢，在每一支路出水管路上装有水温继电器。当水温超过 55，报警。在进水总管上还装有电接点压力表。当水压不足时，接点动作，切断中频电源。此外，在进水总管与外界水管连接前端应加装滤网，以阻止机械杂质进入水系统，堵塞管孔。5.5 液压系统：用来倾动炉体和启闭炉盖。它由液压装置、操纵
15、台、倾炉油缸和炉盖油缸组成。5.5.1 液压装置：炉子容量不同所配液压装置不同。2t 及以下电炉采用 1炉一台泵的液压装置，3 及以上电炉二台配用一台双泵的液压装置。此外，每台液压装置的阀板上均留有应急泵接口（螺口尺寸 M221.5） 。一旦突然断电，可立即将应急泵接入系统，用于紧急倾出铁水，防止发生“冻炉”重大事故。5.5.2 操纵台：一炉一台，用于倾炉和炉盖起闭。5.5.3 每炉有两只倾炉液压缸，容量 3t 及以上电炉的炉盖采用升降缸与旋开缸结构，以实现炉盖得升降开合动作。5.5.4 液压介质：除特殊介质外一般按油泵说明书，推荐采用抗磨液压油，正常油温在 1060范围内，必须指出：用户油路
16、过长，弯头太多或使用直角弯头，以及长时间带载溢流，都是不合理的，都会引起油温过高，造成油过早老化、变质和系统泄漏现象等。6、炉衬材料、筑炉和烧结：96.1 本系统安装尽管不是很复杂，但要求很高。这是因为工作场合特殊的缘故强大的电能、水流、高温熔化金属及油压系统等皆工作在一个十分紧凑的矛盾环境中，特别是炉衬制造质量、维护水平及操作人员的责任心都会影响炉衬寿命，甚至于发生漏炉，加之操作不当，严重的话，还会引起金属喷溅和爆炸事故。所以，必须引起高度重视、这里仅就容易发生毛病的炉衬问题加以说明。炉衬必须能耐高温，有很高的高温机械强度、良好的热化学稳定性和电气绝缘性能。此外，还必须有较小的热膨胀系数，耐
17、剧冷剧热性能好。 （线圈耐火胶泥必须充分干燥）6.2 铸铁熔化常用石英砂做炉衬，按一定粒度配比，加入适量硼酸做粘结剂，然后搅拌均匀即可用。对石英砂要求碱性杂质少，金属氧化物少，石英含量要高，其成分如下：SiO2 98.799.3%Al2 O3 0.30.5%Fe2 O3 0.010.3%TiO2 0.050.15%石英砂中应无夹杂物,并经手拣和磁选,过筛后在 120左右烘干 56h,除去水分（一般含量 0.5%左右） 。石英砂粒度配比：粗颗粒在炉衬中起骨架作用，增加炉衬强度；细颗粒起填充和粘结作用。为了获得更高致密性的炉衬，根据生产实践，推荐采用以下配方，供参考：6 8 目 30%1020 目
18、 20%4070 目 15%70140 目 15%200270 目 20%外加工业硼酸 1.21.8%，工作温度越高硼酸量越小，一般的配比：炉10底 0.51.0%；炉壁 1.51.8%；炉口 1.82.0% 。6.3 炉衬结构一般如下图所示，铺设顺序由外向里逐次进行（具体见提供的“炉体”图纸） 。每层接缝处搭接宽度 3040mm，应铺得紧贴外层，然后轮番用“涨圈”固定，不使下滑脱落。6.4 打结料必须搅拌均匀，防止杂质混入和二次吸潮。近年来国内已能提供专用各种石英砂混合料，为密封袋包装，可以较长期保存，用户可直接用此炉料，不必再行搅拌，且料中含有硼酸，烘炉时间缩短。6.5 筑炉工具：筑炉工具
19、有手工和电动两种。前者需自制，常用手工筑炉工具有钢叉、平锤等。“手工电动”筑炉机，用的钢叉与平锤比上图大些，将电振机头与钢管连接，1-2 人操作，比手工效率高一倍以上。还有部分机械化大型筑炉机“电动、气动” ，效率更高，只要准备工作充分，全部筑炉时间在 0.51.5 小时内全部完成，且质地均匀。6.6 手动筑炉：6.6.1 炉底：先将“第一电极”束好，留出足够长度后，其余部分穿入炉底孔中并用石棉绳塞紧，用砂浆充填封口。炉底分层，填沙捣打，第一层铺100mm 厚，以后每层铺 6080mm，用钢叉捣打，由 45 人同时进行。由于各人捣打有差异，故要求一边捣打，一边绕炉口移动，连续捣 56 遍再用平
20、锤捣实，然后扒松表层，续填下一层沙，这样做不易分层。6.6.2 炉壁：炉底打到比预定厚度高出 2030mm 时，将多余部分铲掉刮平，用水平仪校正炉底水平，检查至炉顶尺寸，再用平锤捣一遍，将第一电极外露 50mm 剪断，放入坩埚钢模。找正中心，并用木楔将其固定（对于 710 吨以上坩埚模可分成两段，便于手工打结） ，开始打结炉壁。因为炉壁比炉底薄得多，经受温差变化大，铁水冲刷剧烈，所以要特别致密地捣打。炉口部位11300mm 以上另加上水玻璃溶液（1：1）56%。每层打结方法同上。6.7 烘炉与烧结：烘炉与烧结炉衬是获得优良高温强度的一个重要环节。烧结工艺是根据是石英砂的多晶转化特性和炉子的容量
21、决定的。6.7.1 为了供用户制定炉衬烘炉烧结工艺规程，这里给出“石英砂硼酸”系炉衬烘炉过程中的转化和升温速度原则，供参考：温度 炉衬的内部变化 升温速度原则500主要是排除水分，包括硼酸变为硼酐放出的结晶水炉衬松散状，水蒸汽易透出，但炉衬四周妨碍蒸汽外逸，前期速度可快点，在 400左右保温排气 1h500650硼酸开始变化，低温石英开始转变，周界出现液相防止硼酸蒸发转移，应加快升温速度650850无石英转变 考虑炉衬均温，继续快速升温8501250石英开始向鳞石英转变但不激烈，进入初步烧结减慢升温速度1250石英激烈转变为鳞石英，在1470又向方石英转变膨胀开裂倾向很大，应慢速升温，在 15
22、001550保温 23h必须指出：SiO 2多晶转变是十分缓慢的，即使烘炉烧结完成，那也是表层很薄一层，经过加厚至 1030mm，这与炉温有关。靠近感应器为松散层，靠12铁水为烧结层，中间为过渡层。这一结构特性能防止透烧开裂， 能保持炉衬整体性和可靠性，对不断促使炉衬致密化是十分有益的，这是其他一般耐火材料所不具备的优点。烘炉烧结的要领是：低温缓慢升温，高温满炉烧结，炉料要求低碳少锈。整个过程分三个阶段进行。6.7.2 烘炉阶段：坩埚模到达 1100以前，必须缓慢加热，以便硼酸中的结晶水（约占重量 43%）和炉衬材料中的水分慢慢排出炉外。此外，还因为石英在 573、867和 1025时有多晶转
23、变，引起体积膨胀，在此区间缓慢加热可以使局部膨胀应力分散开，裂纹少，故升温速度以 100140/h 为宜，需912h。6.7.3 熔化阶段：当坩埚模的温度达 11001200时陆续加入小块料，为减小炉温波动过大，每次投料不宜过多，以 200400kg 左右为宜，当全部熔化使铁水面上升至炉口 250mm 左右为止。此阶段前期（未熔化）功率较高，约为60%额定功率，可使炉料迅速升温，降低炉衬温差。待全部熔化前，应立即降低功率减少冲刷力继续升温，需时约 5h 以上。6.7.4 烧结阶段：继续升温至 1550左右后保温 23h，以使炉衬在高温成具有足够强度的硬壳，然后倾出全部铁水，检查炉衬表面烧结状况
24、，在返回1/2 炉铁水，加料连续熔化至少 23 炉方可停炉。在此阶段中，由于炉衬中仍含有水汽，防止对感应圈绝缘的影响，炉衬强度较差，减少金属液搅拌冲刷的危害，所以送电功率不超过 7580%额定功率，谨记。6.7.5 保温、冷却：炉子保温或空炉冷却时，应盖好炉盖，周围封严，减少供水量，以便炉衬缓慢冷却达到均匀收缩，减少裂缝。6.7.6 利用其他炉子的低温铁水烧结炉衬：在有条件的工厂，为了减少反复加料温降，可以采用坩埚钢模未熔化前注满铁水（其他炉子的铁水） ，用低功率升温，其他同前。注意：炉温500时热偶要贴靠坩埚模，之后再移至炉膛中心。还13有，烘炉曲线是通过调节功率和断续送电二者配合来达到的。
25、6.7.7 烘炉烧结参考曲线：根据以上原则和实践，制定如下烘炉曲线， 供参考：说明：曲线 A 适于 1.53t 炉；曲线 B 适于 510t 炉，其他炉型可参考此原则制定。这里影响时间长短的因素主要取决于排除炉衬水分量和陆续加料容量大小。例如，20 吨炉总时间在 60h 以上。曲线上 0a 为升温段；曲线上 ab 为反复加料段；曲线上 bc 为加热熔化段；曲线上 cd 为过热段；曲线上 de 为保温初步烧结段。7.养护运行及维护保养注意事项：炉子烧结完成后，即可投入正常运行。炉子以后的运行中最易出问题的多在炉衬寿命方面，要求操作人员责任心强，作风严细，时刻注意检查炉衬工矿，保持整个系统处于良好
26、状态。7.1 液压系统无渗漏，油号正确，油中无尘粒及其他机械杂质，定期检查14油质变化和清洗滤网。始终保持油液清洁，油路畅通，定期更换密封。7.2 冷却水温升状况，当用自来水时应定期检查线圈、电缆内部结垢情况，当结垢 0.5mm 以上时应用 5%的 HCL 循环清洗。7.3 定期检查炉体接地是否正常4。7.4 经常检查炉衬侵蚀程度，做到及时修补，才能延长炉衬寿命，达到经济运行。7.5 当拆除炉衬时，为了保护线圈绝缘，钢钎不可垂直打衬，最好在炉口左（或右）方 300mm 处自上而下拆穿，然后向外扩展。不少单位由于拆衬方式不正确，造成线圈损伤以至变形报废。7.6 在运行过程中或空炉时，坩埚温度仍很
27、高，应减少炉盖的开启次数和时间，以减少热损失和炉衬急冷裂纹。7.7 设备转动部位应定期加足润滑油。7.8 经常检查感应器、电缆、汇流铜排及电气室母线等各接头处螺栓是否松动，保证导电部位接触良好，并定期除尘，保持清洁。7.9 经常检查感应线圈紧固情况，防止松动。7.10 若炉子较长时间内停止使用，应吹出内存冷却水，防止感应线圈和管道生锈（在寒冷季节还防止冻裂线圈和管路） 。8.安全注意事项：中频感应熔铁炉是高温用电设备，安全至关重要，应制定严格操作规程和交接班记录，采用必要的安全措施。8.1 铁水不可过温，否则，炉衬寿命会急剧下降。8.2 为了防止炉衬机械损伤，空炉加料时应先加纤细小料，然后大料
28、。加大料时，必须轻轻加入，不得扔、丢，以免损坏炉衬，引起漏炉，发生事故；同时尽量避免热态空炉情况下装满冷料，造成炉衬裂缝。8.3 剩余铁水熔炼，不但效率高，炉衬寿命也高。8.4 为了防止铁水飞溅，不可加入潮湿和封闭空腔炉料。158.5 防止铁水面“结壳” 。造成原因是加料前铁水温度太低或加料过多，料表面过大（纤细、屑料等） 。一旦发现“结壳” ，应立即将炉体倾起 20左右，继续送电，化开“结壳”前沿。8.6“冻炉” ，由于某种原因（结壳不化、突然停电）发生整炉铁水凝固，需拆炉衬。如炉底少量凝固，视情况可不拆炉衬，来电后化开，但对炉衬不利。8.7 应急措施：应急水源或应急电源（动力、照明）或应急
29、液压泵，用户根据生产规模和供电质量予以考虑。8.8 炉子正下方向设有炉前事故坑，砌耐火砖，一旦发生漏炉，铁水会迅速流向炉前坑。同时，炉子后侧油管应加以遮蔽保护。8.9 定期检查各冷却管道连接处有无渗漏及流通不畅，特别是中频电源冷却部分，以免造成可控硅晶闸管损坏。8.10 在需要切断整个电源的时候，必须先切断中频柜，然后再切断低压柜电源。8.11 安全设施：炉子地下室及电气室根据带电、大量油液存在的工况，应分别选用不同消防器具。炉前工、电气操作工必须学会使用以上工器具，以保及时迅速的消除事故，工人应有防护用品；电气室的操作部位地上铺绝缘橡胶板，易触电部位设防护罩等。第四部分 电源使用说明书一、中
30、频电源1、概述晶闸管变频装置，是将三相工频交流电能转为单相中频电能的变频装置。本装置采用并联逆变电路，因此负载适应能力较强，可以作为感应透热、熔炼、淬火及其他感应加热设备的供电电源。2、使用条件a 海拔高度不超过 3000M。b 环境温度+5+42，湿度不大于 90。16c 电网电压波动不大于5，波形畸变不大于10。d 本装置应垂直安装在无剧烈震动与冲击的场所，其倾斜角不得超过 5。e 环境应无易燃易爆粉尘，无腐蚀性气体。f 工作水压 1.52Kg/cm 2进水温度+30，水质 PH8。装置不能在凝露条件下使用。3、主电路电路原理图见 XK3169D-YL（114） ，主要由隔离开关（DK1）
31、 ，进线电感（L1-L3） ，空气开关（DW1） ，整流器（V1-V6） ，滤波器（DCL） ，逆变器（V71-V102） ，并联负载（L，C）组成。整流器是将三相工频交流电转成直流，滤波器是为了滤除整流电流波纹，并在整流器（REC）和逆变器(INV)之间隔离不同的波纹电压,逆变器将直流再变为单相中频交流电，由感应器和补偿电容组成的并联谐振负载，可较好的适应加热过程中负载性质的变化。零压扫频启动是指再启动过程中负载电压和电流是从零开始逐渐增长的一种软启动方式，对电网的电流冲击很小几乎为零。图一是滤波电感之前的整流输出电压波形，各种波形分别对应于相控角 为 0、30、60、75。 wt wtwt
32、 wt=0 =30=75=60图一：整流输出电压波形图二是逆变器各部分的正常波形。图中（a）和（b）分别是两个对角桥臂晶闸管的门极脉冲波形；图（c）是17逆变晶闸管电流波形，图中 r 是换相角；图（d）是逆变输出电流波形；图（e）和图（f）分别是两对桥臂上晶闸管阴阳极之间的电压波形，波形中电压为零的部分是晶闸管导通区，波形中负电压的宽度 / 是供晶闸管关断的恢复时间，此时间必须大于晶闸管的关断时间，才能保证逆变器可靠工作；图（g）是逆变桥直流侧的电压波形；图（h）是逆变输出的电压波形，图中 为逆变输出电流超前输出电压的相位角。 Ug14Th14Th23(a)(c)(d)(e)(f)(g)brr
33、32Irha U14U23Ud逆 变 器 各 部 分 波 形 ， （ a） Th1、 4触 发 脉 冲 波 形 ； （ b） Th2、 3触 发 脉 冲 波 形 ；（ c） 可 控 硅 电 流 波 形 ； （ d） 负 载 电 流 波 形 （ e） Th1、 4管 压 降 波 形 ； （ e） Th2、 Th3管 压 降 波 形 ； （ f） 逆 变 器 直 流 侧 电 压 Ud波 形 .()负 载 波 形wtwtwtwtwtUa (g)wt图二：逆变桥工作波形图4、控制电路触发控制电路集成在一块印刷电路板上(U)。从工作原理上分为整流触发工作原理（包括脉冲板） 、调节器工作原理、逆变工作原理
34、。4.1 整流触发工作原理这部分电路包括三相同步、数字触发、末级驱动等电路。触发部分采用的是数字触发，具有可靠性高、精度高、调试容易等特点。数字触发器的特征是用计数（时钟脉冲）的办法来实现移相，该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一18种电压控制振荡器，输出脉冲频率受 移相控制电压 Vk 的控制，Vk 降低，则振荡频率升高，而计数器的计数量是固定的（256） ，计数器脉冲频率高，意味着计一定脉冲数所需时间短，也即延时时间短， 角小，反之 角大。计数器开始计数时刻同样受同步信号控制，在某一相电压的过零点开始计数。现假设在某 Vk 值时，根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为 25KH
35、Z，则在计数到 256 个脉冲所需的时间为（1/25000）256=10.2（mS） ，相当于约 180电角度，该触发器的计数清零脉冲在同步电压（线电压）的30处，这相当于三相全控桥式整流电路的 =30位置，从清零脉冲起，延时 10.2mS 产生的输出触发脉冲，也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管=150位置，如果需要得到准确的 a=150触发脉冲，可以略微调节一下电位器（W4） 。显然，有三套相同的触发电路，而压控振荡器和 VK 控制电压为公用，这样在一个周期中产生 6 个相位差 60的触发脉冲。数字触发器的优点是工作稳定，特别是用 HTL 或 CMOS 数字集成电路，则可以有很强的抗干扰
36、能力。IC16A 及其周围电路构成电压频率变换器 VFC，其输出信号的频率随调节器的输出电压 VK 而线性变化。这里微调电位器（W4）是最低输出频率调节（相当于模拟电路锯齿波幅值调节） 。三相同步信号直接从主回路的三相进线通过同步变压器 TV1，由X1、X2、X3、N0 取得，经 R23、C1、R63、C40、R102、C63 进行滤波及移相，再经 6 只光电耦合器进行电位隔离，获得 6 个相位互差 60 度、占空比略小于50%的矩形波同步信号的输出（IC2C、IC2D、IC7C、IC7D、IC11C、IC11D） 。计数器 IC3，IC8，IC12（4536）构成三路数字延时器。三相同步信号
37、对计数器进行复位后，对电压频率变换器的输出脉冲计数，每计 256 个脉冲便输出一个延时脉冲，因计数脉冲的频率是受 VK 控制的，因此，VK 控制了延时触发脉冲的延时时间。计数器输出的脉冲经隔离、微分后，变成窄脉冲，送到后级的 LM556，它既有同步分频器功能，亦有定输出脉宽的功能。输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲，再经晶体管放大，脉冲变压器输出，送给整流晶闸管门极。4.2 调节器工作原理19调节器部分共设有四个调节器：电压调节器、电流调节器、阻抗调节器、逆变角调节器。 其中电压调节器、电流调节器，组成常规的电流、电压双闭环系统，在启动和运行的整个阶段，电流环始终参与工作，而电压环仅工作于运行阶
38、段；阻抗调节器从输入上看，它与电流调节器 LT2 的输入完全是并联的关系，区别仅在于阻抗调节器的负反馈系数较电流调节器的略大，再者就是电流调节器的输出控制的是整流桥的输出直流电压，而阻抗调节器的输出控制的是中频电压与直流电压的比例关系，即逆变功率因数角。 电压调节器中频电压互感器过来的中频电压信号由 114 和 115(Uac)输入后分为两路，一路送到逆变部分，另一路经 D7D10 整流后，又分为三路，一路送到电压调节器；一路送到过电压保护；一路用于电压闭环自动投入。电压 PI 调节器由IC13A 组成，其输出信号由 IC13D 进行钳位限幅。IC13C 和 IC21C 组成电压闭环自动投入电
39、路。 电流调节器内环采用了电流 PI 调节器，控制精度在 1%以上，由主电路交流互感器取得的信号，从 I1，I2，I3 输入，经二极管三相整流桥（D11-D16）整流后，再分三路，一路作为电流保护信号，一路作为电流调节器的反馈信号，一路作为阻抗调节器的反馈信号。由 IC17B 构成电流 PI 调节器，然后由 IC17B 隔离，控制触发电路的电压频率转换器。 阻抗调节器与逆变角调节器阻抗调节器由 IC17C 构成，它与电流调节器是并列的关系。用于控制逆变桥的引前角，其作用可间接地达到恒功率因数，或者提高整流桥的功率因数，DIP1 可关掉此调节器。IC19B 构成逆变角调节器，其输出 IC19C
40、为嵌位限幅。调节器电路的工作过程可以分为两种情况：a)在直流电压没有达到最大值的时候，由于阻抗调节器的反馈系数略大，阻抗调节器的给定值小于反馈量，调节工作器工作于限幅状态，对应的为逆变最小 角，最小 角调节有小角度电位器（W5）调节，调节范围为 0-32度。此时可认为阻抗调节器不起作用，系统完全是一个标准的电压，电流双闭环系统；20b)直流电压已经达到最大值，电流调节器开发始限幅，不再起作用，电压调节器的输出增加，而反馈电流却不变化，对阻抗调节器来说，当反馈电流信号比给定电流略小时，阻抗调节器退出限幅状态开始工作，逆变调节器的 角给定值增大，使输出的中频电压增加，直流电流增加，达到新的平衡，此
41、时只有电压调节器和阻抗调节器工作，若负载等效电阻的继续增大，逆变 角亦相应增大，直至最大逆变 角。逆变角调节器用于使逆变器在某一 角（ 角正常工作范围为 30-48 度， 角大小由负载阻抗自己决定）下稳定工作。4.3 逆变部分工作原理逆变触发电路采用扫频式软启动方式，启动成功率极高，逆变电路工作时，先以高于糟路谐振的频率从高往低扫，一旦扫至接近负载谐振的频率，逆变器就会启动并由启动控制电路进行锁频、锁相，启动成功并转入自激工作方式。由 114 和 115 输入的中频电压信号，经变压器隔离，经比较器 IC22B 变为矩形波送给锁相环 IC23，锁相环输出经整形，微分后由 IC18B 和 IC20
42、B 变成窄脉冲输出，再经 MOS 晶体管放大，脉冲变压器隔离送至 8 只逆变晶闸管（V71-V1022）的门极。4.4 启动及保护电路工作原理过电流保护信号经 IC13B 倒相后，送到 IC5A 组成的过电流截止触发器，封锁触发脉冲（或拉逆变） ；驱动主控板上的报警继电器和过流“O.C”指示灯。过电流触发器动作后， “O.C”指示灯亮。只有通过复位信号(ST 与 GND 闭合)或通过关机后再开机进行“上电复位” ，方可再次动作。通过 W2 微调电位器可整定过流电平。当三相交流输入缺相时，本控制板均能对电源实现保护和指示。其原理是：通过同伴步变压器 TV1 由 X1、X2、X3 分别取三相电压信
43、号，经过光电耦合器的隔离送到 IC14 及 IC16B 进行检测和判别，一旦出现缺相“O.P”故障时，除了封锁触发脉冲外，还驱动主控板上的报警继电器和保护板上的缺相“O.P”指示灯。为了使控制电路能够更可靠准确的运行，控制电路上还设置了启动定时器和控制电源欠压检测保护。在开机的瞬间，控制电路的工作是不稳定的，设置21一个 3 秒钟左右的定时器，待定时后，才容许输出触发脉冲，这部分电路由C11、R20 等元件构成，若由于某种原因造成控制板上直流供电电压过低，稳压器不能稳压，亦会使控制出错。设置一个欠压检测电路（由 DW4、IC9B 等组成） ，当 VCC 电压低于 12.5V 时便封锁触发脉冲，
44、防止不正确的触发，欠压“L.V”指示灯亮。自动重复起动电路由 IC9A 组成。IC5B 组成过电压截止触发器，封锁整流桥触发及脉冲（或拉逆变） ；驱动主控板上的报警继电器和过压“O.V”指示灯；通过 Q9 使过压保护振荡器IC18A 起振。过电压触发器动作后，也像过流触发器一样，只有通过复位信号或通过关机后再开机进行“上电复位” ，方可再次运行，调节 W1 微调电位器可整定过压电平。Q7 及周围电路组成水压过低延时保护电路，延时时间约 8 秒。5、调试5.1.整流部分的调试调试前，应该使逆变器不工作，例如：把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级的输入线（UC、UA、UB） ，使逆变桥的晶闸管无触
45、发脉冲，再在整流桥的直流侧接入一个约 12KW 的电阻性负载。电路板上的 If 微调电位器 W2 顺时针旋至灵敏最高端，(调试过程发生短路时，可以提供过流保护)。主控板上的 DIP 开关均拨在 ON 位置；用示波器做好测量整流输出直流电压波形的准备；把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。送上三相供电，检查是否有缺相报警指示，若有，可以检查进线快速熔器是否损坏。把面板上的“给定”电位器顺时针旋大，直流电压波形应该几乎全开放，再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小，调节控制板上的 W4 微调电位器，使直流电压波形全关闭，移相角约 120 度。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。把逆变
46、桥接入，使逆变触发脉冲投入，把电路板上的电压限制 Vf 电位器W1 顺时针旋至灵敏最高端， （调试过程了发生逆变过压时，可以提供过压保护） 。把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，这时逆变桥便工作，当出现直通现象时，继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至一半，此时直流电流表应22指示到额定电流的 25%左右，若电流表的指示不为额定值的 25%，可调节控制板上的 W2 电流反馈微调电位器，使直流电流表指示到额定输出电流的 25%左右。一旦逆变起振后，直流电流就可接近额定电流值，精确的额定电流整定，要在满负荷运行时才可进行。若把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，逆变器便起振不出现直通现象，可
47、调整中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器 VT2 的 20V 绕组的输出线（114 和 115）对调一下，就不会起振，便可以作电流整定。此时整流桥的调试基本完成，可以进行逆变桥的调试。5.2.逆变部分的调试5.2.1 起振逆变器把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，这时它激频率开始扫描，逆变桥进入工作状态，当起动成功后，控制板上“P.P”指示灯会熄灭，可以把面板上的“给定”电位器旋大、旋小反复操作，这样，它激信号也反复作扫频动作，若不起振，可调整中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器 20V 绕组的输出线对调一下，启动成功后，中频电压升至 20%25%时控制板上压环“V.CO”指示灯亮
48、，电压环投入工作。此时 DIP2 和 DIP3 开关应处在 OFF位置。5.2.2 逆变角整定逆变起振后，可做整定逆变引前角的工作，把 DIP1 开关拨在 OFF 位置，调节 W5 最小逆变角电位器，使中频输出电压与直流电压的比为 1.2 左右（若换相重叠角较大，可适当增大此比例值） ；再把 DIP1 开关拨在 ON 位置，调节W3 最大逆变角电位器，使中频输出电压与直流电压的比为 1.5 左右（或更高） ，此项调试工作在较低的中频电压下进行。调试时应注意必须先调 1.2 倍关系，后调 1.5 倍关系，否则会出现相互影响的情况。当给定旋至最大直流电压达到最大时，逆变角会自动由小角度转为大角度。
49、5.3 额定电压整定额定电压整定可以在轻负荷的情况下进行。W1 电压限制电位器顺时针旋至最大，把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大，逆时针调节 W1 微调电位器，使输出的中频电压达到额定值，在这项调试中，可见到阻抗调节器起作用的现象，即直流电压不再上升，而中频输出电压却还能继续随“给定”电位器23的增大而上升。5.4.过压保护控制电路上已经把过压保护电平固定在额定输出电压的 1.2 倍上，当进行额定电压整定时，过压保护就自动整定好了，若觉得 1.2 倍不合适，可改变控制板上的 R13 电阻值，增大 R13，过压保护电平增高；反之减小。5.5.额定电流整定在满负荷下，调节控制板上的 W2 电流反馈微调电位器，使直流电流表达到额定值。6. 注意事项6.1 调试需准备的工具一台 20M 示波器，若示波器的电源线是三芯插头时，注意“地线”千万不能接，示波器外
