60KW高频.doc

GP60-H11使用说明书 一 概述本设备用于焊管及金属零件进行表面热处理的一种全新型半导体化高频感应加热设备。本设备采用单回路振荡线路，半导体硅高压整流，灯丝及主电源可控调压，可控硅开关，半导体过流过压保护等一系列措施后，使设备具有体积小、重量轻、占地少、预热时间短、节水省电、适应性强、故障率低、匹配方便等优点。二 技术性能振荡功率： 60KW工作频率范围： 200450KC振荡管： FU4051 阳极额定电流： 8A 阳极额定电压： 12KV 阳栅流最佳比： 10:15:1 灯丝额定电压： 8V交流电源： 380V 50Hz 100KVA外型尺寸： 长2500 宽1000 高1740整机重量： 1500Kg三 振荡器本振荡器采用互感耦合自激式振荡器。振荡时所需要栅极激励电能由阳极、栅极互感耦合供给，调整振荡器外阻以及调整振荡器内阻，以获得最佳工作状态，振荡基本原理如下：电容和电感并联形成振荡回路，电容电感在充放电时形成振荡，振荡频率由电容电感元件大小决定。（图1）要维持不间断的等幅振荡，要有外电源不断地补充能量，图2中的电子管G好比一个能与LC基本频率大致相等的发电机。补充LC中消耗之能量。自激式振荡器必须是正反馈，必须满足相位条件，即要求当阳极电流上升时反馈给栅极的电压是正值。换言之当阳极电压上升时栅极反馈电压必须下降。如将L1和L4并联，即L=L1L4/（L1+L4），线路如图3，其中L3为反馈线圈，反馈功率靠L4、L3互感供给。上述电路加上电源及输出耦合变压器即成为有实用价值的振荡器了。图4为本机的振荡电路部分，其中L5是阳极阻流线圈，为使直流畅通无阻，高频成分不让回入电源的设置。C2为隔直流电容，为防止直流高压经L1、L4对地短路但却要高频成分畅通无阻而设，因此要求耐压高对本机振荡频率阻抗小。R1是自激振荡产生负偏压之元件，直流电压是靠C3充放电维持，C3使栅极交流成分得旁路。L1主振电感可作为输出元件，接成变压器降压后与负载匹配使用，当负载阻抗一定时可改变L3抽头位置以达到匹配。四 灯丝系统本机采用FU4051S水冷式发射三极管，灯丝电压可由可控硅调压器进行电压调节。因为其阴极为碳化涂钍钨丝，在使用时不宜调灯丝电压来增减其输出功率，可控硅灯丝调压主回路（见图5）。其中3CT1-2担负半导体单向导电，其导通角度由触发器控制，C35、R9为阴容保护，C30C34为高频旁路电容。灯丝调压器触发系统乃属典型的单结晶体管触发器（见图6）。其特点在于它要去控制二只反接的可控硅，故脉冲输出用了二只脉冲变压器，B16、B15接在电容支路内，这样BT4管的漏电流不会流过它，B16、B15每周轮流工作一次。当触发器电源变压器B5（亦称同步变压器）副边电位上正下负时，L2成为触发器的电源，C38充电回路经R17、R19、BG4、C38、D30、D27、L2。当C38充电电压高至BT4管峰点电压时，BT4管导通，C38放电回路经C38正端BT4 e-b1，D28、B16原边、C38负端，B16输出脉冲。当B5在下正上负半周时，L1为触发器的电源C37充电，充电回路R17、R19、BG4、C37、D29、D25、L1，当C37充电电压高至BT4管峰点电压时，BT4管导通，C37放电回路经C37正端，BT4 e-b1、D26、B15原边、C37负端，B15输出脉冲，故B15、B16输出脉冲去触发可控硅3CT1-2。触发点各点波形：灯丝交流可控调压输出波形：五 主电源主电源升压变压器系/接，三相原边接可控交流调压，副边接高压硅堆三相全波整流，其输出最高直流电压为12KV，连续可调。三相可控硅主回路串接于原边三角形内，六只可控硅各自负担回路单向导电，其导通角的大小由触发器控制，设备正常工作时，三相交流调压主回路各点正常波形（见图9）。测量时必须将示波器接地线拆除，并注意示波器外壳带电。本三相交流调压器触发器为三套单结晶体管的触发电路，去触发串接于形内之三对主回路，每套触发器在每个半周工作一次，发出脉冲，去控制每二个对接的可控硅，使其中承受正向电压的一个导通。此触发线路比较简单，维修方便，与灯丝触发器差别甚少，触发器工作原理与灯丝调压触发器相同，给定信号不另设独立电源，由三个触发电路同步电源经三个二极管D22-24汇合供电，D19-21为了防止漏电流引起误触发而设置。W3-5调正三相平衡。触发器见图10。可控硅开关部分：为了满足热处理及焊管一次合闸和一次拉闸要求，本机采用可控硅开关代替老式的将振荡管进行偏压截止的电路，由3CJ4执行，为避免一次合闸抗闸形成冲击电流造成开关跳闸和元件损坏，因此，在三极管基极上串连R26和并联C46-47组成积分电路。当3CJ4断开时在CW6上取得的给定信号电压向C47-47充电，BG1-3基极不能即刻突变，即可控硅开放角不会立即增加，因此避开了冲击电流。同理，当3CJ4接通时，即停振时C46-47要向R26放电，BG1-3基极电压不会马上回到零位，因此也避免抗闸时的冲击电流，积分时间为0.01秒。六 过电流保护当阳极电流超过8A时，从R4检测信号加在C50、R34以及BT5两端，R34、R31、C50、BT5组成弛张振荡器工作，经B17脉冲变压器在W1取出尖脉冲，当电位器W1中心抽头上之尖脉冲超过可控硅3CT9之可触发电压时，可控硅即时导通，导通后D35-38之整流电压加到BG1-3的发射极与基极两端，此电压与给定信号电压极性相反使BG1-3截止，即高压调压主回路截止，起到了过电流保护作用。故障排除后同时须按AW7将过电流截止反馈取消，3CT9关闭触发系统才能继续工作。七 操作步骤1. 开启低压系统：把所有门板关上，按AN1，XD2亮，调W7灯丝调压电位器至8V处对振荡管灯丝进行预热，初次使用之振荡管或停机二星期以上预热半小时，经常使用预热一分钟即可。2. 开启高压系统：检查负载放置是否恰当，加热线圈有否短路，再将反馈线圈调至松耦合处，并将可控硅调压电位器调至零位，按AN3接通接触器2JC合闸，这时各项仪表应无读数。按AN5，3JC2工作，调电位器W6，这时各项仪表就有读数出现，再根据负载情况调反馈线圈及电位器W6至适度，即可工作。3. 振荡工作调节及仪表指示：全部操作均依靠调节阳极电压，栅极反馈线圈耦合度及电感大小，使之达到最佳匹配状态，所以操作时必须充分地注意三相进线电流，灯丝电压、阳极电压、槽路电压、阳极电流及栅极电流的指示数据以断定本机工作状态的好坏。阳极电压：对于真空振荡器而言，可借助改变加到振荡管之阳极电压可均匀地增减其输出功率，本机利用可控硅来改变其原边电压而达到改变振荡管直流阳极电压之目的。阳极电流：随着阳极直流电压加上，则阳极电流、栅极电流随之产生，各电流均与阳极电压、栅极耦合度、负载性质有密切的关系，阳极电流有阳极电流表指示。不论阳极电压、负载、栅极耦合度情况如何，阳极电流必须8A。为节约用电减少无功电力损耗，阳极直流电压与阳极直流电流之比对本机来讲最好约为1500，即当阳流6A时，阳压应为9KV左右。栅极电流：振荡器栅流大小的调节，一般借助于调节栅极反馈线圈，通常为了使振荡器能稳定地连续运行，栅极激励输入功率最好大一点，但也不能过大，因为当栅极激励输入过大，一则要引起栅流过大而烧坏栅极，二则由于取用电磁反馈量达大导致振荡器效率降低。但振荡器栅极激励输入低时会造成工作不稳定导致停振危险。一般栅流最佳值取得阳流1/51/10范围，栅流最大应低于3A，在上高压前一般将栅极耦合调于较弱处，等上了高压后再调至最佳值。槽路电压：随着栅极耦合度之提高高频槽路电压也随之升高，当槽路电压为阳极电压85%左右时设备工作在临界状态。三相进线电流表：此表有三只，串接在每相之间，观察三相电流平衡情况以判别三相可控硅之好坏。4. 输出匹配问题:所谓匹配问题即在加热某种材料时，根据加热要求，材料性能及外形设计制作最适宜的加热线圈（感应线圈）能达到高效率的稳定工作。由于被加热材料种类繁多，其有效导磁率各不相同，所以匹配阻抗各不相同，如何搞好匹配是本设备发挥最大效益的至关重要问题。调外阻与内阻相配：当调压时发现阳极电流与阳极电压之比值远小于1500，即阳流很大阳压还很小并有栅流。匹配方法：可增加感应圈匝数，或放大感应圈直径或减轻负荷，或减少淬火变压器耦合。当调压时，阳压已达到12KV而阳栅流比正常，但阳流却很小并可加热。匹配方法：可增加负荷或减少感应线圈匝数，或减少感应线圈直径，或增加淬火变压器耦合。调内阻与外阻相配：当调压时发现阳极电压与阳极电流之比远大于1500，即阳流很大阳压还很小并有栅流。匹配方法：可减少L3匝数。当调压时阳压已达到12KV而阳栅流之比正常，但阳流却很小并可加热，匹配方法：增加L3匝数。5. 停机 :（1）按按钮AN6使可控硅闭锁；（2）反时针旋高压电位器至零位加热停止；（3）按按钮AN4使三相电源切断；（4）反时针旋灯丝调压电位器至零位。（5）揿AN2切断灯丝电源。（6）五分钟后切断本机外电源及冷却水源。八 注意事项1. 本机使用前先熟悉了解结构，各部件性能用途及操作方法，不熟悉本机性能人员禁止随便开动和使用本设备。2. 在本机使用过程中必须严格遵守操作顺序；3. 工作时必须把所有门板关上，以免发生事故。4. 操作人员离开工作岗位和维修设备时必须切断电源；5. 不得将无关物体放置在本机箱内以免发生事故；6. 本机应放置在干燥、清洁、通风和没有腐蚀性气体环境中；7. 每月定期检查风机进风口有否堵塞，每月定期用1020%稀盐酸对电子管阳极进行清洗；8. 内部清洁工作须每月进行，请用过滤压缩空气吹洗；9. 本机迁移或电源变更时必须注意相线之相序，切莫接错，以风机正转为准；10. 阳极冷却水流量应120升/分，其硬度应低于0.017g/Kg，电阻率大于4K/cm2。11. 本机必须有良好的地线，其接地电阻应小于4。九 常见故障排除灯丝部分：1、烧保险原因：1）将灯丝电压升到3伏处，参照（图8）观察16、41点，如发现小形上下导通角有大小或半波。A灯丝触发D25-D28其中一只损坏；B同步变压器次级短路或断路；C脉冲变压器其中一只无输出；D插件松动；E灯丝触发板C37-C38其中有一只断路；F主回路其中一只可控硅不触发。2）波形畸变功起始波形正常证明灯丝变压器故障或次级开路、短路。2、合上接触器1JC就发现有10V左右灯丝电压，故障原因是其中主回路有一只可控硅击穿。排除方法：换击穿可控硅。再参照上述灯丝保险丝原因，用示波器检查波形。高压部分：1、烧保险原因：1）三相相序接错引起。排除方法：换相序。2）有一只可控硅不触发引起。排除方法：将高压升到2500V左右，用示波器参照（图8）观察每相波形，确定其中不触发一只。也可能由触发系统引起，将三块触发板互换检查。3）三相主变压器短路引起。排除方法：将主变压器三相初级二组，二组线包接线互换后观察保险丝是否也跟着互换烧，就可确定其中一只短路。过流封锁：1、三相相序接错引起。排除方法：换相序。2、振荡管损坏，振荡管慢性漏气，极间短路。排除方