KGPS-1型恒功率晶闸管中频电源控制板说明书
7页1、KGPS-1型恒功率晶闸管中频电源控制板使用说明书一、控制电路原理 整个控制电路除逆变末级触发,做成一块印刷电路板结构,从功能上分为,整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分。详细电路见后附原理图。(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、调试容易等优点。数字触发器特征是用(时钟脉冲)计数的办法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器,输出脉冲频率受a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,a角小,反之a角大。计数器开始计数时刻同样受同步倍号控制。在a=0时,开始计数。现假设在某Vk值时,根据压控振荡器的控制压力与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ,则在计数到256个脉冲所需的时间为(1/50000)256=10.2(mS),相当于约180度电角度,该触发器的计数清零脉冲在同步电压(线电压)的30度处,这相当于三相全控桥式整流电路的=30度位置,从清零脉冲起,延时10
2、.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a=150度位置,如需要得到准确的a=150度触发脉冲,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Uk控制电压为公用,这样在一个周期产生6个相位差60度的触发脉冲。 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,则有很强的抗干扰能力。 IC16AA及其周围电路构成电压频率转换器,其输出信号的周期随调节器的输出电压Vk而线性变化,这里W4微调电位器是最低输出频率调节相当于模拟电路锯齿波幅调节。 三相同步信号直接由晶闸管的门极引线K4、K6、K2从主回路的三相接线上取得,或由同步变压器A、B、C、N输出端接入。由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(如IC2C、IC2D)的输出。 IC3、IC8、IC12(14536计数器)构成三路数字延时器。三相同步信号对计数器进行复位后,对电压频率转换器的输出脉冲每计数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
3、制的,换句话说,VK控制了延时脉冲。 计数器输出的脉冲经隔离、微分后,变成窄脉冲,送到后级的NE556,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,驱动脉冲变压器输出。具体的时序图见附图。(2)调节器工作原理调节器部分共设有四个调节器:中频电压调节器、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段;另一阻抗调节器,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。 调节器电路的工作过程可以分为两种情况:一种是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,阻抗调节器的给定小于反馈,阻抗调节器便工作于限幅状态,对应的为最小逆变角,此时可以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;另一种情况是直流电压已
4、经达到最大值,电流调节器开始限幅,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,当反馈电流比给定电流略小时,阻抗调节器便退出限幅,开始工作,调节逆变角调节器的角给定值,使输出的中频电压增加,直流电流也随之增加,达到新的平衡。此时,就只有电压调节器与阻抗调节器工作,若负载等效电阻RH 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桥能在某一角下稳定的工作。中频电压互感器过来的中频电压信号由CON2-1和CON2-2输入后,分为两路,一路送到逆变部分,另一路经D7-D10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路、DIP-3开关用于进行电压开环调试。内环采用了电流PI调节器进行电流自动调节,控制精度在1% 以上,由主回路交流互感器取得的电流信号,从CON2-3、CON2-4、CON2-5输入,经二极管三相整流桥(D11-D15)整流后,再分为三路。一路作为电流保护信号、另一路作为电流调节
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