中頻電爐 中頻爐DLJ-88恒功率晶閘管中頻電源控制板(12脈沖）

DLJ-中頻電源控制板，是本公司開發使用研制的新型雙橋整流（及十二脈波）控制觸發板。DLJ-8中頻電源控制板用于主回路采用雙橋整流（見附圖1）的中頻電源，雙橋整流中頻電源可以減少運行引起的電網諧波、提高功率因數和運行效率。雙橋整流中頻電源必須配專用的整流變壓器，其副邊有△和Y兩組繞組（或＋15º　、－15º兩組繞組），分別工給兩組整流橋，再經兩個濾波電感之后，并聯供給逆變器。
DLJ-8中頻電源控制板主要由電源、給定調節器、平衡調節器、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，因此可靠性高、脈沖對稱度高、抗干擾能力強、反應速度快等特點。
二　技術參數
1、產品名稱
產品名稱：DLJ-8十二脈波中頻電源控制板
2、適用裝置
適用于200HZ-1000HZ各種晶閘管并聯諧振中頻電源。
3、正常使用條件
3.1海拔不超過2000米。
3.2環境溫度不低于-10℃，不高于+40℃。
3.3空氣最大相對濕度不超過90%（20℃±5℃時）。
3.4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。
3.5無劇烈振動和沖擊。
4、主要技術參數
4.1主電路進線額定電壓：380V~1140V（50HZ）。
4.2控制供電電源：單相18V/1A、單相6V/3A、三相18V/2A、三相18V/2A、。
4.3中頻電壓反饋信號：AC 15V/15mA。
4.4電流反饋信號：AC 12V/5mA六相輸入。
4.5整流觸發脈沖移相范圍：α=0~130°。
4.6整流觸發脈沖不對稱度：小于1°。
4.7整流觸發脈沖信號寬度：≥600μS、雙窄、間隔60°。
4.8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
4.9逆變頻率：200HZ-2500HZ。
4.10逆變觸發脈沖信號寬度：1/32×逆變頻率。
4.11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
4.12最大外型尺寸：335×230×40mm。
4.13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。
三、電路原理
整個控制電路除末級觸發單元（整流逆變脈沖板）外，做成一塊印刷電路板結構。功能上包括電源、整流觸發、給定調節器、平衡調節器、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U10、U11，型號為DLJ，它是二塊專用超大規模數字集成電路，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。
1整流觸發工作原理
DLJ-88雙橋整流整流電源控制板，有兩套相互獨立觸發這部分，它們分別包括三相同步、相序自適應、壓控時鐘、數字觸發、末級驅動等電路。
三相同步信號通過同步變壓器進入控制板，再進行濾波，再經光電耦合器進行電位隔離，分別獲得6個相位互差60度的矩形波同步信號，輸入到U10(或U11)的輸入端。
在U10(或U11)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。
U3B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U10(或U11)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U10(或U11)產生。6路整流移相觸發脈沖經晶體管放大后，驅動整流脈沖變壓器輸出。
2給定調節器工作原理
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（U5C），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（U5A）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最大值的時候，即U5C沒有限幅，而U5A工作于限幅狀態，對應的為最小逆變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最大值，即U5C開始限幅，整流橋的調節不再起作用，而U5A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U10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、I4、I5、I6輸入，經二極管整流后，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。
3逆變部分工作原理
    本電路逆變觸發部分，采用的是掃頻式零壓軟起動，只需取一路中頻電壓反饋信號，無需槽路中頻電容器上的電流信號，其本質上相當于它激轉自激電路，屬于平均值反饋電路。由于主回路上無需附加任何起動電路，不需要預充磁或預充電的起動過程，因此，主回路得以簡化，調試過程簡單。
起動過程大致是這樣的，在逆變電路起動前，先以一個高于槽路諧振頻率的它激信號去觸發逆變晶閘管，當電路檢測到主回路開始有直流電流時，便控制它激信號的頻率從高向低掃描，同時繼續加大主回路的直流電流，當它少許信號頻率下降到接近槽路諧振頻率時，中頻電壓便建立起來，并反饋到自動調頻電路。自動調頻電路一旦投入工作，便停止它激信號的頻率往低掃描動作，轉由自動調頻電路控制逆變動引前角，使設備進入穩態運行。
若一次起動不成功，即自動調頻電路沒有抓住中頻電壓反饋信號，此時，它激信號便會一直掃描到最低頻率，重復起動電路一旦檢測到它激信號進入到最低頻段，便進行一次再起動，把它激信號再推到最高頻率，重新掃描一次，直至起動成功。重復起動的周期約為0.5移鐘。
    由UP1和UP2輸入的中頻電壓信號，經U4B轉換成方波信號，輸入到U11的12P。由U11的 64P、67P輸出的逆變觸發信號，經U7隔離放大后，驅動逆變觸發C MOS晶體管Q5、Q6 、Q16、Q17。U4A和U4D構成逆變壓控時鐘，輸入到U5的83P；同時又由U9進行頻壓轉換后用于驅動頻率表。FHZ微調電位器用于整定外接頻率表的讀數。
    另外，當發生過電壓保護時，U5內部的過電壓保護振蕩器起振，輸出2倍于最高逆變頻率的觸發脈沖，使逆變橋的4只晶閘管均導通。
U3A為起動失敗檢測器，其輸出控制U10內部重復起動電路。
 
四、控制板的接線端子與參數
 

八、S2開關工作狀態
 
 

九、調試
1調試需準備的工具
一臺20M示波器，若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。
若無高壓示波器探頭，應用電阻做一個分壓器，以適應600V以上電壓的測量。
一個≤500Ω、≥500W的電阻性負載。
2 整流部分的調試（W1）
整流部分的調試要分開做，先做三角側，再做星型側．
 
a. 三角側整流部分的調試.
為了調試的安全，調試前，應該使逆變橋不工作。例如：把平波電抗器的一端斷開，再在整流橋直流口接入一個≤500Ω、≥500W的電阻性負載。電路板上的IF微調電位器W1順時針旋至最高端，（調試過程發生短路時，可以提供過流保護）。主控板上的S1-1、S1-2開關撥在OFF位置，S1-３開關撥在ON位置（取消星型側缺相保護）；用示波器做好測量整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。
送上三角側三相供電（可以不分相序），檢查是否有缺相報警報示，若有，可以檢查進線快速熔斷器是否損壞。
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≈0°），6個波頭都全在，若中頻電源為380V輸入，此時的直流電壓表應為指示在530V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度。輸出直流波形在整個移相范圍內應該是連續平滑的。
若在調試中，發現出不來6個整流波頭，則應檢查6只整流晶閘管的序號是否接對，晶閘管的門級線是否接反或短路。
在此過程調試中也檢查了面板上的“給定”電位器是否接反，接反了則會出現直流電壓幾乎為最大，只有把“給定”電位器順時針旋到頭時，直流電壓才會減小的現象。
在停電狀態下，把逆變橋接入，使逆變觸發脈沖投入，去掉整流橋口的電阻性負載。把電路板上的W2微調電位器順時針旋至最高端，（調試過程發生逆變過壓時，可以提供過壓保護）。主控板上的S1-１開關撥在OFF位置，面板上的“給定”電位器逆時旋至最小。
上電數秒鐘后，把面板上的“給定”電位器順時針慢慢地旋大，這時逆變橋會出現兩種工作狀態，一種是逆變橋起振，另一種是逆變橋直通。此時需要的是逆變橋直通，若逆變橋為起振狀態，可在停電的狀態下，調節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應，若電流表的指示迅速增大，則應迅速把“給定”電位器逆時針旋下來，此時表明電流取樣電路有問題，系統處于電流開環狀態，應檢查電流互感器是否接上。正常的表現是隨著“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，電流表的指示能穩定的停在某一刻度上。
當出現直通現象時，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25%左右。用交流電壓表測量I1、I2、I3三個接線端子間的電壓，三個電壓應該是大致相等的，若相差太大，說明電流互感器的同名端接錯，必須改對，否則會影響電流調節器的正常工作。
繼續把面板上的“給定”電位器順時針旋到頭，電流表的指示應接近額定值的50%左右，逆時針調節主控制板上的W1電流把饋微調電位器，使直流電流表指示到額定輸出電流的50%，完成了額定電流的整定。
b. 星型側整流部分的調試.
電路板上的IF微調電位器W1順時針旋至最高端，（調試過程發生短路時，可以提供過流保護）。主控板上的S1-1、S1-3開關撥在OFF位置，S1-2開關撥在ON位置（取消星型側缺相保護）；用示波器做好測量整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。
送上星型側三相供電（可以不分相序）。
之后調試同三角側整流部分的調試.
c. 整流部分的統一調試。
電路板上的IF微調電位器W1順時針旋至最高端，（調試過程發生短路時，可以提供過流保護）。主控板上的S1-1開關撥在OFF位置， S1-2、S1-3、開關撥在OFF位置（恢復缺相保護）；用示波器做好測量整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。
送上三角側、星型側六相供電（可以不分相序），檢查是否有缺相報警報示，若有，可以檢查進線快速熔斷器是否損壞。
上電數秒鐘后，把面板上的“給定”電位器順時針慢慢地旋大，這時逆變橋會出現兩種工作狀態，一種是逆變橋起振，另一種是逆變橋直通。此時需要的是逆變橋直通，若逆變橋為起振狀態，可在停電的狀態下，調節中頻電壓互感器的相位，即把中頻電壓互感器20V繞組的輸出線對調一下，就不會起振了。
當出現直通現象時，把面板上的“給定”電位器順時針旋大，直到旋到頭，電流表的指示應接近額定值，逆時針調節主控制板上的W1電流把饋微調電位器，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。
三角側和星型側的電流不平衡的調節；
在啟動后，如果三角側和星型側的電流同時增大，則不需要調整。如果三角側和星型側的電流不平衡，則需要調整W7。
a.                    三角側電流大，星側電流小時：要逆時針調節W7，使三角側和星型側的電流一致。
b.                    三角側電流小，星側電流大時：要順時針調節W7，使三角側和星型側的電流一致。
3逆變部分的調試
（1）校準頻率表（W6）
主控板上的S1開關的S1-1撥在ON位置、S1-4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，測逆變觸發脈沖的它激頻率，調節W６微調電位器，使頻率表的讀數與示波器測得的相一致。
若中頻電源用的是專用中頻頻率表，則可免去此步調試。但還是推薦使用直流毫安表頭改制的頻率表，這一方面是可以測得最高它激頻率，另一方面是價格便宜。
（2）起振逆變器
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LED亮度是否正常，不亮則說明逆變末級的NG和NK接線端子接反了。把主控板上的DIP開關的S1-1撥在ON位置、S1-４撥在OFF位置，把面板上的“給定”電位器逆時針旋到底，調節控制板上的W5，使最高它激頻率高于槽路諧振頻率的1.2倍，W3、W4微調電位器旋在中間位置。把面板上的“給定”電位器順時針銷微旋大，這時它激頻率開始從高往底掃描（從頻率表中可以看出）。逆變橋進入工作狀態，開始起振。若不起振，表現為它激信號反復作掃頻動作，可調節中頻電壓互感器的相位，即把中頻電壓互感器20V繞組的輸出線對調一下。
若把中頻電壓互感器20V繞組的輸出線對調后，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0.6~0.9的范圍內時，起動應該是很容易的。再著就是檢查一下逆變晶閘管是否有損壞的。
（3）整定逆引前角（W3、W4）
逆變起振后，可做整定逆變引前角的工作，把DIP開關的S1-1撥在ON位置、S1-４撥在OFF位置，用示波器觀察電壓互感器100V繞組的波形，調節主控板上W3微調電位器，使逆變換相引前角在25°左右，此時中頻輸出電壓與直流電壓的比為1.3左右。
再把S1-4開關打在ON位置，調節主控板上W4微調電位器，整定最大逆變換相引前角。根據不同的中頻輸出電壓為750V時，則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。
調試中若出現逆變引前角過大的現相，應檢查槽路諧振頻率是否過低。
（4）額定輸出電壓的整定（W2）
在輕負荷的情況下整定額定輸出電壓，把主控板上的DIP開關的S1-1撥在ON位置、S1-４撥在OFF位置，W2微調電位器順時針旋至最大，把面板上的“給定”電位器順針旋大，逆變橋工作。繼續把面板上的“給定”電位器順時針旋至最大，此時輸出的中頻電壓接近額定值，逆時針調節W2微調電位器，使輸出的中頻電壓達到額定值。
（5）注意事項
1.　晶閘管裝置在做絕緣耐壓測試時，請取下控制板，否則可能造成控制板永久性損壞。
2.　內部電路及參數的更改，恕不另行通知。
3.　如果在使用中造成控制板以外的零部件損壞，本公司概不負責。
4.　DLJ器件是一種CMOS器件，使用時應注意，器件的兩個引腳之間嚴禁短路，否則將損壞芯片，為保證器件的安全，因此忌用萬用表直接測量器件的引腳。
十、其它問題
1 過壓保護
控制電路上已經把過壓保護電平固定在額定輸出電壓的1.2倍不合適，可改變控制板上的R48電阻值，減小R48，過壓保護電平增高；反之減小。
2 過流保護
控制電路上已經把過流保護電平固定在額定直流電流的1.4倍上，當進行額定電流的整定時，過流保護就自動設定好了。若覺得1.4倍不合適可改變控制板上的R51電阻值，減小R51，過流保護電平增高；反之減小。
3 額定電流整定
當13.2步聚中沒有進行額定電流整定的話，可在系統運行于重負荷下，逆時針調節控制板上的W1電流反饋微調電位器，使直流表達到額定值。這與一般的中頻電源的電源整定是一樣的。
4 它激頻率
一定要使它激頻度高于槽路可能的最大諧振頻率，否則，系統由于它激頻率的“拽著”而不能正常運行。它激頻率高于槽路可能的最大諧振頻率1.3倍是合適的。