详细介绍: DLJ-中频电源控制板,是本公司开发使用研制的新型双桥整流(及十二脉波)控制触发板。DLJ-8中频电源控制板用于主回路采用双桥整流(见附图1)的中频电源,双桥整流中频电源可以减少运行引起的电网谐波、提高功率因数和运行效率。双桥整流中频电源必须配专用的整流变压器,其副边有△和Y两组绕组(或+15º 、-15º两组绕组),分别工给两组整流桥,再经两个滤波电感之后,并联供给逆变器。
DLJ-8中频电源控制板主要由电源、给定调节器、平衡调节器、移相控制电路、保护电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。其核心部件采用美国生产的高性能、高密度、超大规模专用DLJ集成电路,使其电路除调节器外,其余均实现数字化,因此可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点。
二 技术参数
1、产品名称
产品名称:DLJ-8十二脉波中频电源控制板
2、适用装置
适用于200HZ-1000HZ各种晶闸管并联谐振中频电源。
3、正常使用条件
3.1海拔不超过2000米。
3.2环境温度不低于-10℃,不高于+40℃。
3.3空气最大相对湿度不超过90%(20℃±5℃时)。
3.4运行地点无导电及性尘埃,无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。
3.5无剧烈振动和冲击。
4、主要技术参数
4.1主电路进线额定电压:380V~1140V(50HZ)。
4.2控制供电电源:单相18V/1A、单相6V/3A、三相18V/2A、三相18V/2A、。
4.3中频电压反馈信号:AC 15V/15mA。
4.4电流反馈信号:AC 12V/5mA六相输入。
4.5整流触发脉冲移相范围:α=0~130°。
4.6整流触发脉冲不对称度:小于1°。
4.7整流触发脉冲信号宽度:≥600μS、双窄、间隔60°。
4.8整流触发脉冲特性:触发脉冲峰值电压:≥12V
触发脉冲峰值电流:≥1A
触发脉冲前沿陡度:≥0.5A/μS
4.9逆变频率:200HZ-2500HZ。
4.10逆变触发脉冲信号宽度:1/32×逆变频率。
4.11逆变触发脉冲特性:触发脉峰值电压:≥22V
触发脉峰值电流:≥1.5A
触发脉冲前沿陡度:≥2A/μS
4.12最大外型尺寸:335×230×40mm。
4.13故障信号输出:
控制板在检测到故障信号时,输出一组接点信号,该接点容量为AC:5A/220V;DC:10A/28V。
三、电路原理
整个控制电路除末级触发单元(整流逆变脉冲板)外,做成一块印刷电路板结构。功能上包括电源、整流触发、给定调节器、平衡调节器、逆变触发、启动演算等,除调节器为模拟运算电路外,其余均为数字电路。
组成该控制板的核心集成电路为U10、U11,型号为DLJ,它是二块专用超大规模数字集成电路,内部功能包括整流移相触发、相序自适应、逆变触发、逆变引前角锁定、逆变重复起动、过流保护、过压保护、缺相保护、水压低保护、水温高保护、控制板欠压保护。
1整流触发工作原理
DLJ-88双桥整流整流电源控制板,有两套相互独立触发这部分,它们分别包括三相同步、相序自适应、压控时钟、数字触发、末级驱动等电路。
三相同步信号通过同步变压器进入控制板,再进行滤波,再经光电耦合器进行电位隔离,分别获得6个相位互差60度的矩形波同步信号,输入到U10(或U11)的输入端。
在U10(或U11)的内部有相序自适应电路,确保了中频电源的三相交流输入可以不分相序。
U3B及其周围电路构成压控时钟,其输出信号的周期随调节器的输出电压VK而线性变化。压控时钟信号输入到U10(或U11)的3P,作为数字触发的时钟CL0K1。
数字触发的特征是用计数(时钟脉冲)的办法来实现移相,6路整流移相触发脉冲均由U10(或U11)产生。6路整流移相触发脉冲经晶体管放大后,驱动整流脉冲变压器输出。
2给定调节器工作原理
共设有2个调节器:中频电压/电流调节器、逆变角调节器。
其中电压/电流调节器(U5C),是常规的PI调节器,在启动和运行的整个阶段,该环始终参与工作;逆变角调节器(U5A)用于使逆变桥能在某一Э角下稳定的工作。
调节器电路的工作过程可以分为两种情况;一种是直流电压没有达到最大值的时候,即U5C没有限幅,而U5A工作于限幅状态,对应的为最小逆变Э角,此时系统完全是一个标准的电压/电流闭环系统;另一种情况是直流电压已到最大值,即U5C开始限幅,整流桥的调节不再起作用,而U5A退出限幅状态开始工作,调节逆变角调节器的Э角给定值,使输出的中频电压增加,达到新的平衡。此时,就有电压/电流调节器与逆变角调节器双环工作。
中频电压互感器过来的中频电压信号由UP1、UP2输入后,分为两路,一路由U2C进行电平转换后送到U10的12P,另一路经D35-D38整流后,又分为两路,一路送到电压/电流调节器,另一路送到过电压保护。
由主回路交流互感器取得的电流信号,先在外部转换成电压信号,从I1、I2、I3、I4、I5、I6输入,经二极管整流后,再分为两路,一路作为过流保护信号,另一路作为电压/电流调节器的反馈信号。
3逆变部分工作原理
本电路逆变触发部分,采用的是扫频式零压软起动,只需取一路中频电压反馈信号,无需槽路中频电容器上的电流信号,其本质上相当于它激转自激电路,属于平均值反馈电路。由于主回路上无需附加任何起动电路,不需要预充磁或预充电的起动过程,因此,主回路得以简化,调试过程简单。
起动过程大致是这样的,在逆变电路起动前,先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管,当电路检测到主回路开始有直流电流时,便控制它激信号的频率从高向低扫描,同时继续加大主回路的直流电流,当它少许信号频率下降到接近槽路谐振频率时,中频电压便建立起来,并反馈到自动调频电路。自动调频电路一旦投入工作,便停止它激信号的频率往低扫描动作,转由自动调频电路控制逆变动引前角,使设备进入稳态运行。
若一次起动不成功,即自动调频电路没有抓住中频电压反馈信号,此时,它激信号便会一直扫描到最低频率,重复起动电路一旦检测到它激信号进入到最低频段,便进行一次再起动,把它激信号再推到最高频率,重新扫描一次,直至起动成功。重复起动的周期约为0.5移钟。
由UP1和UP2输入的中频电压信号,经U4B转换成方波信号,输入到U11的12P。由U11的 64P、67P输出的逆变触发信号,经U7隔离放大后,驱动逆变触发C MOS晶体管Q5、Q6 、Q16、Q17。U4A和U4D构成逆变压控时钟,输入到U5的83P;同时又由U9进行频压转换后用于驱动频率表。FHZ微调电位器用于整定外接频率表的读数。
另外,当发生过电压保护时,U5内部的过电压保护振荡器起振,输出2倍于最高逆变频率的触发脉冲,使逆变桥的4只晶闸管均导通。
U3A为起动失败检测器,其输出控制U10内部重复起动电路。
四、控制板的接线端子与参数
功能
|
端子号
|
参 数
|
故障
输出
|
K-2
K-1
|
常开接点AC 5A/220V,DC 10A/28V
|
电压反馈信号
|
UP1
UP2
|
VF
中频电压15V
|
电流反馈信号
|
I1~I6
|
IF
AC,六相12V
|
控制
信号
|
KZ
GND
|
KZ悬空为运行状态,接地为停止运行和故障复位平
GND控制信号接地端(与给定共用)
|
给定
|
GND
ADJ
+15V
|
GND给定接地端
ADJ给定:DC,0~+15V
VCC DC,+15V,最大输出20mA
|
控制电源
|
A4、N4
A3、N3
A2、B2、C2
A1、B1、C1
|
单相AC 18V/1A 控制电源
单相AC 6V/3A控制电源
三相AC 18V/2A整流脉冲电源
三相AC 18V/2A逆变脉冲电源
|
外故
障输
入
|
SY
SW
GND
|
接地为故障,“SY”LED灯亮,带3¹延时。
接地为故障,“SW”LED灯亮,不带延时。
外故障公共端(接地端)
|
频率
表
|
HZ+
HZ
|
频率表正端 (+15V、5mA 输出)
频率表负端
|
三角侧
整流脉冲
|
DG1~DG6
DK1~DK6
|
接三角侧1~6号晶闸管控制极
接三角侧1~6号晶闸管阴极
|
星型侧
整流脉冲
|
YG1~YG6
YK1~YK6
|
接星型侧1~6号晶闸管控制极
接星型侧1~6号晶闸管阴极
|
逆变
脉冲输出
|
NG1~NG4
NK1~NK4
|
接逆变1~6号晶闸管控制极
接逆变1~6号晶闸管阴极
|
五、发光二极管工作状态
代号
|
发光二极管亮时指示状态
|
+15V
|
控制板+15V电源工作
|
+5V
|
控制板+5V电源工作
|
+24V-Z
|
整流脉冲+24V电源工作
|
+24V-N
|
逆变脉冲+24V电源工作
|
GY
|
中频过电压故障
|
GL
|
中频过电流故障
|
QY
|
控制板欠电压故障
|
DQX
|
三角侧三相输入缺相故障
|
YQX
|
星型侧三相输入缺相故障
|
SY
|
水压低故障
|
SW
|
水温高故障
|
六、电位器
代号
|
功能
|
W1
|
IF最大输出电流设定电位器,当有电流反馈时可设定最大输出电流,顺时针方向为最小,最大调节范围约2倍。
|
W2
|
VF最大中频输出电压设定电位器,当有电压反馈时可设定最大中频输出电压,顺时针方向为最小,最大调节范围约2倍。
|
W3
|
MIN最小逆变引前角设定电位器,顺时针方向为增大,最大调节范围约为20度至40度。
|
W4
|
MAX最大逆变引前角设定电位器,顺时针方向为增大,最大调节范围约为40度至60度。
|
W5
|
FMAX最大它激逆变频率设定电位器,顺时针方向为增大,最大调节范围约2倍。
|
W6
|
FHZ外接频率表设定电位器,顺时针方向为读数增大,最大调节范围约3倍。
|
W7
|
双桥整流桥电流的平衡调节。
|
W8
|
三角侧初始电压的调整。 (现场调试时,W8、W9要保证至少
|
W9
|
星型侧初始电压的调整。 一个电位器不作调整。)
|
七、S1开关工作状态
开关
|
工作状态
|
S1-1
|
重复起动开关:打在ON时,重复起动开;打在OFF时,重复起动关。
|
S1-2
|
三角侧缺相保护开关:打在ON时,没有缺相保护;
打在OFF时,缺相保护工作。
|
S1-3
|
星型侧缺相保护开关:打在ON时,没有缺相保护;
打在OFF时,缺相保护工作。
|
S1-4
|
逆变角度开关:打在OFF时,小角度;打在ON时,大角度。
|
八、S2开关工作状态
开关
|
工作状态
|
S2-1,S2-2都打在ON时
|
三角侧和星侧电流,自动跟踪平衡。
|
S2-1,S2-2打在OFF时
|
三角侧和星侧电流,不跟踪平衡。
|
九、调试
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,示波器外壳对地需绝缘,仅使用一踪探头,示波器的X轴、Y轴均需较准,探头需在测试信号下补偿好。
若无高压示波器探头,应用电阻做一个分压器,以适应600V以上电压的测量。
一个≤500Ω、≥500W的电阻性负载。
2 整流部分的调试(W1)
整流部分的调试要分开做,先做三角侧,再做星型侧.
a. 三角侧整流部分的调试.
为了调试的安全,调试前,应该使逆变桥不工作。例如:把平波电抗器的一端断开,再在整流桥直流口接入一个≤500Ω、≥500W的电阻性负载。电路板上的IF微调电位器W1顺时针旋至最高端,(调试过程发生短路时,可以提供过流保护)。主控板上的S1-1、S1-2开关拨在OFF位置,S1-3开关拨在ON位置(取消星型侧缺相保护);用示波器做好测量整流桥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。
送上三角侧三相供电(可以不分相序),检查是否有缺相报警报示,若有,可以检查进线快速熔断器是否损坏。
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放开(A≈0°),6个波头都全在,若中频电源为380V输入,此时的直流电压表应为指示在530V左右。再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小,直流电压波形几乎全关闭,此时的a角约为120度。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。
若在调试中,发现出不来6个整流波头,则应检查6只整流晶闸管的序号是否接对,晶闸管的门级线是否接反或短路。
在此过程调试中也检查了面板上的“给定”电位器是否接反,接反了则会出现直流电压几乎为最大,只有把“给定”电位器顺时针旋到头时,直流电压才会减小的现象。
在停电状态下,把逆变桥接入,使逆变触发脉冲投入,去掉整流桥口的电阻性负载。把电路板上的W2微调电位器顺时针旋至最高端,(调试过程发生逆变过压时,可以提供过压保护)。主控板上的S1-1开关拨在OFF位置,面板上的“给定”电位器逆时旋至最小。
上电数秒钟后,把面板上的“给定”电位器顺时针慢慢地旋大,这时逆变桥会出现两种工作状态,一种是逆变桥起振,另一种是逆变桥直通。此时需要的是逆变桥直通,若逆变桥为起振状态,可在停电的状态下,调节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,就不会起振了,在缓慢旋大面板上“给定”电位器的操作中,应密切注意电流表的反应,若电流表的指示迅速增大,则应迅速把“给定”电位器逆时针旋下来,此时表明电流取样电路有问题,系统处于电流开环状态,应检查电流互感器是否接上。正常的表现是随着“给定”电位器的缓慢加大,电流表的指示也跟着增大,当停止旋转“给定”电位器时,电流表的指示能稳定的停在某一刻度上。
当出现直通现象时,把面板上的“给定”电位器顺时针旋大,使电流表的指示接近额定值的25%左右。用交流电压表测量I1、I2、I3三个接线端子间的电压,三个电压应该是大致相等的,若相差太大,说明电流互感器的同名端接错,必须改对,否则会影响电流调节器的正常工作。
继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋到头,电流表的指示应接近额定值的50%左右,逆时针调节主控制板上的W1电流把馈微调电位器,使直流电流表指示到额定输出电流的50%,完成了额定电流的整定。
b. 星型侧整流部分的调试.
电路板上的IF微调电位器W1顺时针旋至最高端,(调试过程发生短路时,可以提供过流保护)。主控板上的S1-1、S1-3开关拨在OFF位置,S1-2开关拨在ON位置(取消星型侧缺相保护);用示波器做好测量整流桥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。
送上星型侧三相供电(可以不分相序)。
之后调试同三角侧整流部分的调试.
c. 整流部分的统一调试。
电路板上的IF微调电位器W1顺时针旋至最高端,(调试过程发生短路时,可以提供过流保护)。主控板上的S1-1开关拨在OFF位置, S1-2、S1-3、开关拨在OFF位置(恢复缺相保护);用示波器做好测量整流桥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。
送上三角侧、星型侧六相供电(可以不分相序),检查是否有缺相报警报示,若有,可以检查进线快速熔断器是否损坏。
上电数秒钟后,把面板上的“给定”电位器顺时针慢慢地旋大,这时逆变桥会出现两种工作状态,一种是逆变桥起振,另一种是逆变桥直通。此时需要的是逆变桥直通,若逆变桥为起振状态,可在停电的状态下,调节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,就不会起振了。
当出现直通现象时,把面板上的“给定”电位器顺时针旋大,直到旋到头,电流表的指示应接近额定值,逆时针调节主控制板上的W1电流把馈微调电位器,使直流电流表指示到额定输出电流,完成了额定电流的整定。
三角侧和星型侧的电流不平衡的调节;
在启动后,如果三角侧和星型侧的电流同时增大,则不需要调整。如果三角侧和星型侧的电流不平衡,则需要调整W7。
a. 三角侧电流大,星侧电流小时:要逆时针调节W7,使三角侧和星型侧的电流一致。
b. 三角侧电流小,星侧电流大时:要顺时针调节W7,使三角侧和星型侧的电流一致。
3逆变部分的调试
(1)校准频率表(W6)
主控板上的S1开关的S1-1拨在ON位置、S1-4拨在OFF位置,面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。把示波器接在Q5或Q6的管壳上,测逆变触发脉冲的它激频率,调节W6微调电位器,使频率表的读数与示波器测得的相一致。
若中频电源用的是专用中频频率表,则可免去此步调试。但还是推荐使用直流毫安表头改制的频率表,这一方面是可以测得最高它激频率,另一方面是价格便宜。
(2)起振逆变器
首先检查逆变晶闸管的门级线连接是否正确,逆变末级上的LED亮度是否正常,不亮则说明逆变末级的NG和NK接线端子接反了。把主控板上的DIP开关的S1-1拨在ON位置、S1-4拨在OFF位置,把面板上的“给定”电位器逆时针旋到底,调节控制板上的W5,使最高它激频率高于槽路谐振频率的1.2倍,W3、W4微调电位器旋在中间位置。把面板上的“给定”电位器顺时针销微旋大,这时它激频率开始从高往底扫描(从频率表中可以看出)。逆变桥进入工作状态,开始起振。若不起振,表现为它激信号反复作扫频动作,可调节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。
若把中频电压互感器20V绕组的输出线对调后,仍然起动不起来,此时应确认一下槽路的谐振频率是否正确,可以用电容/电感表测量一下电热电容器的电容量及感应器的电感量,计算出槽路的谐振频率,当槽路的谐振频率处在最高它激频率的0.6~0.9的范围内时,起动应该是很容易的。再着就是检查一下逆变晶闸管是否有损坏的。
(3)整定逆引前角(W3、W4)
逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,把DIP开关的S1-1拨在ON位置、S1-4拨在OFF位置,用示波器观察电压互感器100V绕组的波形,调节主控板上W3微调电位器,使逆变换相引前角在25°左右,此时中频输出电压与直流电压的比为1.3左右。
再把S1-4开关打在ON位置,调节主控板上W4微调电位器,整定最大逆变换相引前角。根据不同的中频输出电压为750V时,则要求最大逆变换相引前角在42°左右,此时,中频输出电压与直流电压的比为1.5。
调试中若出现逆变引前角过大的现相,应检查槽路谐振频率是否过低。
(4)额定输出电压的整定(W2)
在轻负荷的情况下整定额定输出电压,把主控板上的DIP开关的S1-1拨在ON位置、S1-4拨在OFF位置,W2微调电位器顺时针旋至最大,把面板上的“给定”电位器顺针旋大,逆变桥工作。继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大,此时输出的中频电压接近额定值,逆时针调节W2微调电位器,使输出的中频电压达到额定值。
(5)注意事项
1. 晶闸管装置在做绝缘耐压测试时,请取下控制板,否则可能造成控制板永久性损坏。
2. 内部电路及参数的更改,恕不另行通知。
3. 如果在使用中造成控制板以外的零部件损坏,本公司概不负责。
4. DLJ器件是一种CMOS器件,使用时应注意,器件的两个引脚之间严禁短路,否则将损坏芯片,为保证器件的安全,因此忌用万用表直接测量器件的引脚。
十、其它问题
1 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倍不合适,可改变控制板上的R48电阻值,减小R48,过压保护电平增高;反之减小。
2 过流保护
控制电路上已经把过流保护电平固定在额定直流电流的1.4倍上,当进行额定电流的整定时,过流保护就自动设定好了。若觉得1.4倍不合适可改变控制板上的R51电阻值,减小R51,过流保护电平增高;反之减小。
3 额定电流整定
当13.2步聚中没有进行额定电流整定的话,可在系统运行于重负荷下,逆时针调节控制板上的W1电流反馈微调电位器,使直流表达到额定值。这与一般的中频电源的电源整定是一样的。
4 它激频率
一定要使它激频度高于槽路可能的最大谐振频率,否则,系统由于它激频率的“拽着”而不能正常运行。它激频率高于槽路可能的最大谐振频率1.3倍是合适的。
|