YXM6.docx
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YXM6
YXM—6型
晶闸管中频电源控制器
使用指南
叶新民编
●技术参数…………………………………………………………….第1页
●电路特点…………………………………………………………….第1页
●应用范围…………………………………………………………….第2页
●基本应用原理图……………………………………………………第2页
●控制器外形…………………………………………………………第2页
●控制面板及接线端子……………………………………………….第3页
●接线端子的功能及应用…………………………………………….第3页
●工作模式开关……………………………………………….第4页
●衡电压工作模式的调试……………………………………………第4页
●衡功率工作模式的调试……………………………………………第5页
●引前角反馈信号的获取……………………………………………第5页
●感应器严重不匹配时的启动…………………………………………第5页
●用淬火机床控制中频电源…………………………………………第5页
●中频炉的保温控制…………………………………………第5页
●中频电源附加控制台……………………………………………第6页
●四管组合成一桥臂的逆变触发电路…………………………………第6页
●控制器在双整流（12脉波）电源中的应用。
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第6页
●12脉波双整流电路原理图。
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第7页
●主电路保护元件的省略原则。
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第8页
★技术参数
●适用功率范围：
25KW～5000KW
●适用频率范围：
400Hz～10000Hz
●启动方式：
自激反复软启动
●启动成功率：
100%
●调节方式电压、电流、阻抗闭环调节
●整流触发脉冲移相范围：
0～150°
●整流触发脉冲形式及宽度：
双窄脉冲列18°
●整流触发脉冲触发电流≥800mA
●逆变触发脉冲电压≥8V
●最小逆变引前角（θmin）调节范围约为20°-45°
●最大逆变引前角（θmax）调节范围约为40°-60°
●控制器外形尺寸17.7Cm（长）×10Cm（宽）×7Cm（高）
★电路特点
●逆变反馈信号通过一只0.1VF电容（CH82）直接取自中频电源输出端。
●逆变采用自激变角反复式软启动。
引前角90°启动，启动后及时自动缓慢减至工作角度，启动能力强，且平稳。
和它激启动（扫频式起动）相比，不需调节启动信号频率，对经常更换感应器或多频率工作电源，最为简单。
备有预充磁控制端，万不得已时，和上述启动方式同时并用，有备无患。
（一般不采用）
●通过拨动开关，可方便选择两种工作模式的一种，衡功率或衡电压。
衡功率模式只适宜熔炼等只单一要求加热快的场合。
衡电压模式适宜对加热节拍，透热深度，金相变化快慢，均热速度等有工艺要求的场合。
衡电压模式可方便构成对特殊工件的自动变功率加热方式。
●备有将两个标准控制器构成一套△-Y双整流、12脉波输出的专用端子。
两控制器联动后，内设的电子电流平衡电路保证两侧电流平衡，不需加平衡电抗。
两侧联动保护，一侧故障，两侧同时拉150°保护，且指示故障种类和发生在哪一侧。
启动、停止、电压升降等控制只用一套。
●面板和脉冲板共设有24个LED信号指示，可方便判断工作状态。
5种故障指示（过压、过流、缺水、缺相、反相序），有故障时，整流电路快孙拉150°保护。
控制器的面板有6个整流脉冲指示和2个逆变脉冲指示。
●设有静态观察逆变脉冲引前角、整流脉冲移相角的两个基准信号和对应端子。
逆变基准基准信号用作静态（主电路不带电）调整逆变引前角。
整流基准信号用作静态（主电路不带电）调整整流脉冲移相。
●逆变频率改变，引前角不变。
●电路板安装在专门设计的工程塑料机壳内（17.7×10×7Cm），接线端子外露。
机壳有两种安装固定方式，安装条卡槽和螺栓固定孔。
机壳面板设有14个信号指示灯、四个调节电位器孔、一组用于工作模式转换的拨动开关（见第三页图）。
★适用范围
●衡功率模式适宜熔炼等单一要求加热快的中频电源。
●衡电压模式适宜对加热节拍，透热深度，金相组织变化快慢，均热速度等有工艺要求的场合（透热、淬火、焊接等）。
●12脉波-双整流电路适宜高次谐波对电网污染，电网有严格限制的区域。
★基本应用原理图
★控制器外形17.7Cm（长）×10Cm（宽）×7Cm（高）
★控制器面板；接线端子
★端子的功能及应用
●基本应用接线端子29个
端子编号
功能
接法
A0B0C0N0
三相同步信号
分别接三相ABC和零线N线电压380V
00
控制电路0电位
24V
指示灯电源
41
故障指示
41—00指示灯LDEDC24V
42
缺水保护
42—00水压继电器常闭触电，接通保护，断开工作
444546
电流保护信号
接三相进线流互感器ACVmax＝15V
4849
电压保护信号
接中频电压互感器ACVmax＝15V
515253
电压调节
调压电位器51-高端52-活动端53-低端
8586
电源输入端
电源变压器AC16V
80
中频启停
80-00间接通时中频停止；断开时中频启动
61626364656668
整流脉冲
接整流脉冲板对应端68端公用
9193
逆变引前信号
接引前信号隔离模块对应端
333500
逆变脉冲
33-0035-00接逆变脉冲板对应端
●静态调试检测专用端子3个
端子编号
功能
应用
AX－N0
A相相电压2V
AX-N0接示波器，此信号用作静态观察整流脉冲相位时的基准。
XH－00
逆变实验信号2V
XH-00接示波器，此信号用作静态观察逆变脉冲引前角的基准。
端子编号
功能
应用
82
保护端
任何一侧发生故障，两侧整流控制电路同时拉逆变实施保护。
●△-Y双回路进线（双整流）12脉波电路专用端子（普通电路不用）
●予充磁辅助启动控制电路专用端子（一般不用）
端子编号
功能
应用
84
予充磁启动
控制外部电路，在中频启动后，将予充磁电路及时断开。
注意事项：
此端子一般不用，对于特难启动的负载，作为启动的备用手段。
●12V稳压电源输出端子（一般不用）
端子编号
功能
应用
12V
12V稳压输出
12V-00作为其他应用的备用电源，最大输出200mA
★工作模式开关位置的确认
模式
开关
衡电压
工作
衡功率
工作
衡电压
检查
衡功率
检查
1
ON
ON
2
ON
ON
3
ON
ON
4
ON
ON
5
ON
ON
6
ON
ON
7
ON
ON
衡功率工作－适用熔炼等只要求加热快的场合
衡电压工作－适用透热、淬火、钎焊等对工艺、温度和时间有严格要求的场合
衡功率检查－主电路断电，调试检查
衡电压检查－主电路断电，调试检查
★恒电压工作模式的调试
●空载启动
确认接线和工作模式开关位置正确无误；确认感应器空载；确认静态检查时各脉冲正确无误；确认调压电位器和启停按钮在零位；。
大引前角θmax逆时针调至最小（工作中不用）；确认小引前角θmin在42°，不确认时顺时针调θmin最大；电压调节逆时针旋至最大（暂时不起作用）；电流调节顺时针最小。
控制电路送电，检查各指示灯是否正常。
反相序有指示时，需将主电路三相进线的B-C两线调换位置，A相不动。
主电路送电，中频启停按钮松开（80－00间断开），调压电位器顺时针缓慢旋转，电路自动反复式启动。
无启动迹象，调换91、93位置。
有启动迹象，但过过流动作时，将电流调节电位器逆时针旋转，适当放大电流调节量。
中频电压升至300V时检查并修正引前角（V中/V直＝1.5）。
中频电压逐渐缓慢升高，并适当放大电流调节量。
空栽满压运行，确认一切正常。
反复启动并升压，同时顺时针缩小电压调节量，将截压（过压）值调整到确定值。
●重载启动
重载启动前需确认空栽满压运行一切正常。
反时针旋转，逐渐放大电流调节量，多次反复，电流调节量逐步放大到确定值。
★恒功率工作模式调试
衡功率工作模式调试顺序是：
先按衡电压工作模式调试（模式开关在衡电压工作位置），重载启动并确认一切正常后，在完全停机情况下，将工作模式开关换为衡功率工作模式，轻载条件下再次启动：
在轻载条件下，大引前角θmax顺时针缓慢调节，中频电压和直流电压之比由原来的1.5倍增大到1.6倍。
在高电压和重负载条件下，逆时针方向缓慢调节，小引前角θmin适当减小，将中频电压和直流电压之比减小1.3倍
衡功率工作模式下，截压作用自动取消，但保留过电压、过流、截流的作用。
★引前角反馈信号的获取
引前角反馈信号的获取有两种方式，电容或电流互感器。
电容采用CH82型（6.3KV），电容量大小根据电源频率而定。
1KHZ—0.1VF2.5KHZ—0.047VF4KHZ—0.022VF8KHZ—0.01VF
电流互感器取信号，采用600/1中频电流互感器，穿过互感器的电热电容只需一柱（无论电容大小）。
信号线成对胶合并单独走线，尽量避免干扰。
引前信号隔离模块输入电流不得超过600mA，引前隔离模块如有发热现象，要设法减小信号电流。
★感应器严重不匹配时的启动
感应器不匹配的重要表现是空载电流过大，甚者难启动或不能启动。
难启动设备可临时增加预充磁启动，和原有启动方式并用。
如右图所示：
图中J为12V小型直流继电器、CJ为小型交流接触器、R为10Ω-20Ω200W电阻（可用500W灯泡代替）。
预充磁启动工作过程是：
控制电源送电，J和CJ吸合；主电路直流电流通过CJ两触点和两个电阻构成回路；中频启动后，当电压升至250V时，J和CJ自动断开，预充磁启动结束。
★用淬火床控制中频电源的启停、升压、降压或变功率
中频电源和自动淬火机床同时应用时，可利用淬火机床上的自动开关控制中频的启停、升降电压或变功率淬火，保障工件淬火质量的一致性。
如图所示，改变82－00之间的电阻值，即可达到改变中频电压的目的。
82－00间电阻为0时，中频停止。
K1或K2（K3）闭合时，中频电压高低由82-00间的电阻值大小决定。
图中K1、K2、K3是淬火机床的自动开关，DW1、DW2、DW3阻值大小由工艺要求决定。
阻值一般在0-100K之间，器件为1/4W。
工作时，先将电源调压电位器调至淬火工艺要求的最高电压位置，中频启停开关在启动位置。
然后进入自动工作状态
★中频炉的保温控制
保温控制可利用一个手动开关实现，不需调节电源调压电位器。
如右图所示，图中82-00之间所接电阻大小决定保温电压的高低。
手动开关K打开时为工作状态，闭合时为保温状态。
所串阻值R一般在0-100K之间，器件功耗1/4W。
★中频电源附加控制台
操作台上的电压、电流表和电源柜的对应仪表相并联，而调压电位器和中频启停开关的接法有多种方式可选择。
利用中间继电器将对应端转换，缺点是接线复杂。
如右图所示，主付调压电位器直接连接。
将不用的电位器调至最高，另一电位器调整电压。
中频启停也可多点控制，K1、K2两者的关系是：
两开关同时打开，中频启动。
任一开关闭合，中频停止。
调压电位器和中频启停还可采用其他接法，但必须遵循的原则是：
端子52的电位V52=V51时，中频电压最高。
端子80－00间接通时，中频停止。
★大型电源多管组合逆变桥的触发
大型电源的逆变桥臂多采用四只可控硅组合，控制器附件中的四路输出逆变脉冲板可供选用。
四路输出逆变脉冲板带有整流和放大电路，电源输入端接电源变压器18V输出，信号输入端接控制器逆变输出端子33-00、35-00。
★控制器在双整流（12脉波）电源的应用
为了有效地减小中频电源高次偕波对电网的污染，采用12脉波双整流中频电源是一种有效措施。
如后页电路图所示（图中继电控制、信号灯略），利用两个控制器可构成一套功能很强的双整流控制电路。
双整流电路的技术关键是保持两侧电路平衡，本电路是利用电路平衡模块和两侧电流信号的反馈作用达到电流平衡，平衡模块主要在小电流时起作用，大电流时靠电流自动调节达到平衡。
双整流电路的另一技术关键是一侧故障时，两侧同时拉逆变（1500）。
控制器的83号端子起到两侧同时拉逆变的作用。
当一侧出现故障时，在两侧同时拉逆变，并可通过控制器面板指示灯来判断出哪一侧出现故障，以及故障的种类。
从后图中可以看出，逆变脉冲由右方控制器发出，左方逆变脉冲功能不用。
若用左方，右方不用，反馈信号接至逆变使用方的91、93号端子上。
由于双整流电路一般功率较大，逆变晶闸管多采用组合方式，建议逆变脉冲板采用四路输出的逆变脉冲板。
控制器工作耗电15W,为两个控制器供电的电源变压器可采用50W单相变压器，电源变压器原边接到线电压。
使主电路和控制电路都不接零，整个变频系统悬浮供电，系统安全性能将会大大提高。
控制器的同步信号输入端都有同步变压器，原因有二，一是满足380V电压等级，二是设置悬浮零电位（N0）.为变频系统悬浮供电提供条件。
两个同步变压器均为Y/Y-0接法，容量30VA.
★主电路保护元件省略的原则
主电路的保护元件包括：
快速熔断器、进线电感、整流管阻容吸收、逆变管阻容吸收、逆变换流电感、以及压敏电阻。
以上保护元件针对某种破坏因素的保护作用要比控制电路保护作用大的多，且保护速度快。
以上主电路保护元件的省略，应根据供电情况、现场平面布置、晶闸管抗破坏耐量（di/dtdv/dt）等条件而决定。
压敏电阻的省略应根据设备使用的雷区等级和电网瞬间高压出现的频率而定。
快速熔断器的省略应根据整流晶闸管和快速熔断器的市场价格比而定。
进线电感应的省略应根据供电变压器到电源柜的距离远近以及供电线路的杂散电感大小而定。
进线电感的主要作用是限制整流晶闸管电流上升率，若供电线路的杂散电感较大，进线电感可省略不用。
逆变晶闸管所串换流电感的作用是增大换流时间，减小换流时的电流上升率（di/dt）。
中频电源和槽路间所接的中频电缆（铜排）的杂散电感也可起到此作用，若杂散电感的作用相当，则换流电感可省略不用。
逆变晶闸管和整流晶闸管所并的阻容吸收电路的作用是减小晶闸管电压上升率（dv/dt）。
如采取措施，减小晶闸管电压上升率（dv/dt）（如串管），才有省略阻容吸收电路的可能。
电感的作用是减小晶闸管开通过程电流上升率（di/dt），如右图所示，晶闸管开通时，电流上升率（di/dt）较大时的最大功耗点在A点，电流上升率减小后的最大功开通功耗点降至B点，由此可见，晶闸管所串的换流电感使晶闸管的开通损耗减小，提高了运行安全性。
同理，晶闸管所并的阻容吸收电路，使晶闸管关断时的电压上升率（dv/dt）变缓，晶闸管最大关断损耗点减小到D点（如右图所示），提高了晶闸管的关断可靠性。
由于晶闸管在开通或关断过程的损坏速度极快，目前的电子保护电路（过压、过流）均达不到此速度。
因而，主电路设计中不能盲目地取消换流电感，只有巧妙利用杂散电感的等效作用时，才可省略换流电感。
另外，如左下图所示，利用串管减小晶闸管运行时的电压上升率也是一种巧妙应用。
从理论上分析，串管耐压增大只是表面现象，电压上升率减小导致关断损耗减小才是实质所在。
从图中可看出，由于均压电阻的存在，串管和单管相比，串管上的电压上升率比单管减小一半，关断损耗大大减小。
当然，这是以增加成本为代价。
将实际工作中的晶闸管损坏，都归结于电压击穿或电流破坏的看法，属不确切或不全面的看法。
而实际晶闸管的损坏，大多数是在开通瞬间，电流上升率（di/dt）过大；或者在晶闸管关断瞬间，电压上升率dv/dt过大，从而导致的开通损耗或关断关断损耗过大而引起的。
此种破坏是瞬间产生，虽能量不大，但能量来不及扩散，集中在元件芯片上一点（开通或关断瞬间载流子没来得及扩散），便产生了点状灼伤。
主电路保护元件的省略，不能盲目仿效，应根据具体情况而定。
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