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晶閘管中頻電源是一種高效率的靜止變頻裝置，利用晶閘管元件將平常電網中的三相工頻電變換成幾百赫或幾千甚至幾兆赫的單相中頻電源。常用來作為感應加熱的電源，具有控制方便、效率高、相對勞動強度低等特點，應用十分廣泛。

1.主電路原理

晶閘管中頻電源將三相工頻交流電整流為直流, 經電抗器平波后,成為一個恒定的直流電流源,再經單相逆變橋,把直流電 流逆變成一定頻率的單相中頻電流. 負載是由感應線圈和補償電容器組成的. 聯接成并聯諧振電路.三相工頻交流電(550V,三相四線制)送至本裝置隔離開關的三個進 線端,自動空氣開關 ZK 作為主回路的電源開關.電流檢測采用電流互感器, 該電流信號被電流互感器及 5/0.1A 電流變換器二次轉換后送到控制電路板 《KSRL.SCH》作為電流閉環信號和過電流保護信號.快速熔斷器作為控制 電路失控時的短路保護.為了減少開關操作過電壓及由 SCR 換相時產生的" 毛刺",在進線處設置了阻容濾波電路及壓敏過電壓吸收電路.

本裝置采用三相橋式全控整流電路,可以獲得較為平滑的電流波形,并且通過 脈沖移相,可實現拉逆變工作狀態.三相全控橋式整流電路的工作原理從略.

2.控制電路原理

整個控制電路除逆變末級觸發電路板外,做成一塊印刷電路板結構,從功能上分 為 整 流觸 發部 分, 調節 器 部分 ,逆 變部 分, 啟 動演 算部 分. 詳細 電 路 見 《KSRL.SCH 控制電路原理圖》.

1）整流觸發工作原理

這部分電路包括三相同步,數字觸發,末級驅動等電路.觸發部分采用的是數 字觸發,具有可靠性高,精度高,調試容易等特點.數字觸發器的特征是用計 (時鐘脈沖)數的辦法來實現移相,該數字觸發器的時鐘脈沖振蕩器是一種電壓 控制振蕩器,輸出脈沖頻率受 α 移相控制電壓 Vk 的控制,Vk 降低,則振蕩頻率 升高,而計數器的計數量是固定的(256),計數脈沖頻率高,意味著計一定脈沖數 所需時間短,也即延時時間短,α 角減小,反之 α 角增大.計數器開始計數時刻 同樣受同步信號控制,在 α=0°時開始計數.現假設在某 Vk 值時 , 根據壓控 振蕩器的控制電壓與頻率間的關系確定輸出振蕩頻率為 25KHZ , 則在計數到 256 個脈沖所需的時間為 (1/50000)×256=10.2 (mS) ,相當于約 180°電角度,該觸 發器的計數清零脈沖在同步電壓(線電壓)的 30°處,這相當于三相全控橋式整流 電路的 β=30°位置,從清零脈沖起,延時 10.2mS 產生的輸出觸發脈沖,接近于三 相橋式整流電路某一相晶閘管 α=150°的位置.如果需要得到準確的 α=150° 觸發脈沖,可以略微調節一下電位器來實現.顯然,有三套相同的觸發電路,而壓 控振蕩器和 Vk 控制電壓為公用.這樣,在一個周期中產生 6 個相位差 60°的 觸發脈沖.數字觸發器的優點是工作穩定,特別是用 HTL 或 CMOS 數字集成電 路,則可以有很強的抗干擾能力.

2）調節器的輸出信號到電壓——頻率轉換器,其輸出頻率隨調節器送來的輸入電 壓 VK 而線性變化.通過頻率的變化來控制 a 角,達到調節功率第目的. 三相同步信號直接由晶閘管的門極引線從主回路的三相進線上取得, 由內部 IC 進行濾波及移相,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,占空比略小于 50%的矩形波同步信號輸出. 三相同步信號對計數器進行復位后,對電壓——頻率轉換器的輸出脈沖每計數 256 個脈沖便輸出一個延時脈沖,因計數脈沖的頻率是受 VK 控制的,換句話 說,VK 控制了觸發脈沖的延時. 計數器輸出的脈沖經隔離,微分后,變成窄脈沖,送到后級的 IC,它既有同步 分頻器功能,亦有定輸出脈寬的功能.輸出的窄脈沖經電阻合成為雙窄脈沖, 再經晶體管放大,驅動脈沖變壓器輸出.