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    黑龙江十一选五一定牛: QXPU-3(小芯片12脉波)

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    QXPU-3型12脉波恒功率晶闸管中频电源控制板

    说  明  书

     小芯片十二脉波

    1.概述

    QXPU-3型12脉波晶闸管中频电源控制板是一种新型控制触发板。主要由电源、调节器、移相控制、?;さ缏?、相序自适应电路、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。其核心部件采用的是高性能、高密度、大规模专用MPU-3集成电路,与我公司开发的高性能软件相结合,从而制成智能化控制芯片---MPU,使该板的控制电电路除调节器外,其余均实现数字化,整流触发器部分不需要任何调整,而且具有可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点,又由于有相序自适应电路,无需同步变压器,所以现场调试中免去了调相序、对同步的工作,仅需把两个三相中各自6只晶闸管的门阴极线接入控制板相应的接线端上,整流部分便能投入运行。

    b.逆变采用扫频式零压软启动方式,启动性能优于普通的零压软启动电路,并设有自动重复启动电路,可防止中频电源偶尔的启动失败,使启动成功率达到100%。频率跟踪电路采用的是平均值取样方案,提高了逆变的抗干扰能力,而且仅需取样中频电压信号,而无需槽路电容器的电流信号,免去了外接中频电流互感器、确定取样电流相位的烦恼。因此,在调试和使用现场中,也不会由于中频输出线或取样电流互感器的相位接反,而产生中频电源不能启动的问题。

    c.逆变电路中还加有逆变角调节电路,可以自动调节负载阻抗的匹配,达到恒功率输出,可以制成“快速熔炼”的中频电源, 达到省时、节电、提高网侧功率因数的目的(此功能也可被关掉)。逆变部分的主要电路均在MPU大规模集成电路的内部,亦是数字电路。

    d.QXPU-3型12脉波晶闸管中频电源控制板全板仅有12只集成电路、7只晶体管、7只微调电位器、47个引出端子,安装十分方便。电路的集成化程度很高,故障率极低。适用于各种晶闸管并联谐振中频电源。

    e.MPU-3型12脉波晶闸管中频电源控制板在设计中征求了多方面的意见,采用了有效措施,使得调试极为方便。在大多数参数的设定都由电路内部自动设定,需要用户调整的只有6只电位器的参数设定,所以具有极强的通用性和互换性。

    f.QXPU-3型12脉波晶闸管中频电源控制板基本上是两套单桥控制电路的合成,核心部分是增加了电流平衡电路,当由于负载不平衡或进线电压不同造成两桥电流不平衡时,它可以自动调节两桥的电流,使之趋向一致。

    g.MPU-3型12脉波恒功率控制板、主回路采用双桥整流,可以大大减少电源运行引起的电网谐波,提高功率因数和运行效率。

     

    2.正常使用条件

      2.1 海拔不超过2000米。

      2.2 环境温度不低于-10℃,不高于+40℃。

      2.3 空气最大相对湿度不超过90%(20℃±5℃时)

      2.4 运行地点无导电及爆炸性尘埃,无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。

      2.5 无剧烈振动和冲击。

     

    3.主要技术参数

      3.1 主电路进线额定电压:100V~660V(50Hz)(注意R3、R7、R11的匹配);

      3.2 控制供电电源:单相17V/2A;

      3.3 中频电压反馈信号:AC 12V/15mA;

      3.4 电流反馈信号:AC 12V/5mA三相输入;

      3.5 整流触发脉冲移相范围:α=0~130o;

      3.6 整流触发脉冲对称度:小于1o;

      3.7 整流触发脉冲信号宽度:≥600μs、双窄、间隔60o;

      3.8 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;

      3.9 逆变频率:400Hz~8kHz;

      3.10 逆变触发脉冲信号宽度:1÷(16×逆变频率);

      3.11 逆变触发脉冲特性:触发脉冲峰值电压:≥22V;触发脉冲峰值电流:≥3A;

    触发脉冲前沿陡度:≥2A/μs;(逆变用触发脉冲变压器是外接的);

      3.12 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。

     

    4.控制板的接线端子与参数

    控制板共有47个M3接线端子,各端子功能表见表1。

    功    能
    端子号
    参    数
    电源N线
    CON1-1
    通常与1-2短接
    故障输出
    CON1-2
    ??鉇C、5A/220V、DC10A/28V
    ??愕亩ùネ?,接电源N线
    电压反馈信号
    CON2-1
    CON2-2
    VF
    中频电压12V
    1号整流桥电流反馈信号
    CON2-3
    CON2-4
    CON2-5
    1IF
    AC三上12V
    控制信号
    CON2-6
    CON2-7
    RST悬空为运行状态,接地为停止运行和故障复位,GND控制信号接地端与给定共用。
    给定
    CON2-7
    CON2-8
    CON2-9
    GND给定接地
    VF给定:DC—15V
    Vcc、Dc+15V,最大输出20mA
    2号整流桥电流反馈信号
    CON2-10
    CON2-11
    CON2-12
    2IF
    Acdg sh 12v
    电源
    CON3-1
    CON3-2
    17V
    AC17V/2A
    逆变脉冲输出
    CON3-3
    CON3-4
    CON3-5
    +22V逆变输出公共端E端
    OUT塑变输出端15A
    OUT逆变输出端15A
    外故障输入
    CON3-6
    CON3-7
    WP接地为故障状态,WPL灯亮,带3秒延时CND,外故障接地端
    频率表
    CON3-8
    CON3-9
    Vcc频率表正端
    F频率表负端(5mA输出)
    1号整流脉冲输出
    G1-G6
    K1-K6
    接1-6号晶闸管控制极
    接1-6号晶闭管阴极
    2号整流脉输出
    G7-G12
    K7-K12
    接7-12号晶闸管控制极
    接7-12号晶闭管阴极

    5、发光二极管工作状态


    代  号
    发光二极管亮时指示状态
    POWER1
    控制电源指示(1号桥)
    POWER2
    控制电源指示(2号桥)
    WPL
    水压低故障
    10C
    1号整流桥过电流故障
    20C
    2号整流桥过电流故障
    LV
    控制板电源故障
    OV
    中频过电压故障
    10P
    1号整流桥三相输入缺相故障
    20P
    2号整流桥三相输入缺相故障
    LED1-LED6
    1号整流脉冲指示,正常为微亮或不亮,高亮表示SCR门极接反或开路。
    LED7-LED12
    2号整流脉冲指示,正常为微亮或不亮,高亮表示SCR门极接反或开路。

    6.电位器

      6.1 W1(1If) 1号整流桥最大输出电流设定电位器(截流)及两桥电流平衡微调电位器,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。过电流无需调节,当截流值调整好后,过电流自动成为1.4倍的截流值。当两桥电流不平衡时,微调W1和W7,可以使两路电流趋向一致。

      6.2 W2(Vf) 最大中频输出电压设定电位器(截压),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。过电压无需调节,当截压值调整好后,过电压自动成为1.2倍的截压值。

      6.3 W3(θmax) 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40o~60o。

      6.4 W4(θmin) 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20o~40o。

      6.5 W5(F) 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。

      6.6 W6(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。

      6.7 W7(2If) 2号整流桥最大输出电流设定电位器(截流)及两桥电流平衡微调电位器。当两桥电流不平衡时,微调W1和W7,可以使两路电流趋向一致。

     

    7.安装与连接

      MPU-3型12脉波晶闸管中频电源控制板的外形尺寸长×宽×高=295mm×246mm×30mm,安装孔距为285mm×236mm,安装孔为4- 5mm 。G1~G12、K1~K12触发脉冲连接导线用0.7mm2RV导线连接,建议用不同颜色的导线表示极性。其余连接导线用0.5mm2RV导线连接。

      如果所装的中频电源不需要复位功能、报警功能、内接频率表的话,端子CON2-1、CON2-6、CON3-8、CON3-9便可不用。

     

    8.调试

      8.1 调试需准备的工具

      一台20MHz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。

    8.2 整流部分的调试(W1)

      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?;?。主控板上的DIP-1开关拨在ON位置。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。

      送上三相供电(可以不分相序),检查是否有缺相报警指示,若有,可以检查进线快熔断器是否损坏。

      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(α≈0o),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指示在530V左右(若中频电源为660V输入,此时的直流电压表应指示在900V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α角约为120°。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,晶闸管的门极线是否接反或短路。

      在此过程调试中也应检查面板上的“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,直流电压才会有减小的现象。

      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Vf微调电位器W2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?;?。主控板上的DIP-1开关拨在ON位置,面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。

      上电数秒种后,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对,特别是5A:0.1A电流互感器的原、副边是否接反,0.1A绕组上的68Ω电阻是否接上。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50%左右。用交流电压表测量CON2-3、CON2-4、CON2-5三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,必须改正,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,逆时针调节主控制板上的W1电流反馈微调电位器,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。

      这样整流桥的调试就基本完成,可以进行逆变桥的调试。

      需要指出的是,当平波电抗器的直流电阻较小时,在直通状态下作额定电流的整定,会出现直流电流振荡的现象,可在直流回路里串一点电阻加以解决。另外,水冷装置在作此项调试时,必须通水冷却。

      当调试场地的电源供不出装置的额定电流时,额定电流的整定,可放在现场满负荷运行时进行,但是,应先在小电流的状况下,判定一下电流取样回路的工作是否正常。

    8.3 逆变部分的调试

    8.3.1 校准频率表(W5)

      主控制板上的DIP开关均拨在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(它激频率可以通过W6来调节),调节W5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。

    8.3.2 起振逆变器(W6)

      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E和C接线端子接反了。再把主控制板上CON3-5对外的连线断开,看熄灭的LED逆变级是否处在逆变桥的对角线位置。

      把主控板上的DIP开关均拨在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W6微调电位器,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”电位器顺时针稍微旋大,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??梢杂玫缛?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倍的范围内时,起动应该是很容易的。再就是检查一下逆变晶闸管是否有损坏的。

    8.3.3 整定逆变引前角(W3、W4)

      逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,把DIP开关均打在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W4微调电位器,使逆变换相引前角在22o左右,此时中频输出电压与直流电压的比为1.2左右(若换相重叠角较大,可适当增大逆变换相引前角),此步整定的是最小逆变引前角,一般希望它尽可能的小,当然过小的逆变换相引前角会使逆变换相失败,表现为中频电压升高时,会出现重复起动。

      再把DIP-2开关打在ON位置,调节主控板上W3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的要求,最大逆变换相引前角亦不同,如中频装置的三相输入电压为380V,额定中频输出电压为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。一般希望它尽可能的大些,这在系统输入电压偏低时,仍可保证中频输出电压到额定值。当系统输入电压偏高时,由于有电压调节器的作用,中频输出仍然不会出现过电压。

      此项调试工作应在50%额定中频输出电压下进行。注意,必须先调1.2倍关系,再调1.5倍关系,否则顺序反了,会出现互相牵扯的问题。有时由于电压表不准,给调试带来错误的结论,所以应以示波器测得的引前角为准。

      调试中若出现逆变引前角过大的现象,应检查槽路谐振频率是否过低。

    8.3.4 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开关均拨在OFF位置,W2微调电位器顺时针旋至最大,把面板上的“给定”电位器顺时针旋大,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。

      在这项调试中,可见到这样的现象:即直流电压升到最大值后,中频输出电压却还能继续随“给定”电位器的旋大而上升。

      在整定额定输出电压时,应在直流电流低于额定电流的条件下进行,否则会由于电流限幅的作用,使中频输出电压调不上去。

      至此,6只微调电位器全部调完,调试告结束。

     

    9.注意事项

    9.1 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。

    9.2 内部电路及参数的更改,恕不另行通知。

    9.3 如果在使用中造成控制板以外的零部件损坏概不负责。

    9.4 MPU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。

    9.5 当控制板接入主回路后,部分区域便带有高压电,敬请注意,以免触电。


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