感应热处理基础知识

1、感应热处理基础知识1 频率分段高频（电流）频率：100500KHZ，常用200300KHZ ;超音频（电流）频率：3080KHZ，常用3040KHZ ;中频（电流）频率：50020000HZ，常用2500和8000HZ ;工频感应加热：不需变频机，直接取用于 50HZ 工业电网。2 高频感应加热装置 高频感应加热装置又称高频炉或高频机，它实质上是一个大功率变频器，通过 电子管振荡器将工频交流电变为大功率高频交流电，故又称为电子管式高频发生器。目前，国产高频感应加热装置按其振荡功率有8、30、60、100、200KW 等品种。2.1 可控整流器 可控整流器的作用是将高压变压器输出的三相高压电整流

2、成高压直流电，并且要求直流电压在一定范围内可控，以便在加热不同尺寸的工件时能相应改变振荡器 的输出功率。闸流管因具有功率大、能承受高压、管压降小、整流效率较高等优点，故 20 200KW 大功率高频加热装置一般都采用它作为可控整流器的整流元件。闸流管可控整流器常用的栅极电压控制方法有交直流叠加控制和移相控制两 种。2.2 三相可控整流电路三种典型工作状态（1 ）可控闸流管全部受控状态（a =180 ）(2 )可控闸流管全不受控状态(a =30 )(3)可控闸流管部分受控状态(30180 )2.3高压硅整流器高压硅整流器是在高压变压器高压侧用硅组作整流元件制作的整流器，是一种新型的大功率整流器。

3、2.4电子管振荡器振荡管又叫发射管，是高频振荡器的核心元件。大功率高频振荡管都采用真空 三极管形式。2.5电子管主要参数(1 )内阻Ri:在栅压一定时，阳极电压增量厶Ua与阳极电流增量厶la之比，称 为电子管内阻，即：Ri=半IUg=常数la(2 )放大系数卩：保持阳极电流不变，阳极电压增量厶Ua与栅极电压增量之比， 称为振荡管的放大系数，即：卩=丄対lla=常数Vg放大系数表明了栅压对阳极电流的控制能力比阳极电压对阳极电流的控制作用 要强卩(3100 )倍。(3 )跨导S：在恒定的阳极电压下，阳极电流增量 la与栅极电压增量厶Ug之比 称为三极管的跨导，即S= IUa=常数Vg跨导即为栅极特

4、性曲线直线部分的斜率。它表示栅极电压对阳极电流的控制能 力。S愈大，控制能力愈强。以上三个参数Ri、口、S互相关联，即卩=S Ri2.6三极电子管的放大工作状态(1 )甲类工作状态：栅负偏压 Eg小于截止栅负偏压Ego放大器静态工作点为 Ai点，阳流导通角2 0=360 此状态在特性曲线直线部分，非线性失真小，直流功率耗损很大，放大效率很低；(2) 乙类工作状态：栅负偏压Eg2=Ego，静态工作点为A2点，阳流导通角2 0 = 180 ，此状态非线性失真大，直流损耗小，效率较高；(3) 丙类工作状态：丨Egs |lEgo I, 2 0V18O ，非线性失真很大，但直流损 耗更小，效率更高。2.

5、7电子管自激振荡当不同频率的电流通过LC并联电路时，电路呈现不同的阻抗。只有频率刚好等 于谐振频率的电流通过时，电路阻抗最大，此时电路处于谐振状态。谐振电路呈现的纯电性阻抗称为回路的等效外阻，用 Rd表示，其值由下式决定：Rd二(wl)R(丄)wcLCR由于只有谐振时的阻抗最大，因此只有频率为谐振频率的电流ia通过LC振荡回 路时产生的电压降最大，其值iaRD二谜。而其它频率的信号通过时回路呈现的阻抗很 小，相当于短路，很容易通过。所以，无论何种复杂波形的电流通过 LC振荡回路时， 它总是选择揩振频率的成分，产生谐振频率的振荡，而将其他频率的分波滤掉。电 子管自激振荡器的自激振荡过程就是利用了

6、这一选频特性。2.8自激振荡条件(1 )相位条件：要维持振荡必须使反馈线圈的反馈电压ug和振荡回路电压uk同相位。(2)振幅条件：正反馈太小也不能维持振荡，必须满足一定条件。通常将反馈uk电压ug和振荡回路电压uk之比-称为反馈系数(用B表示)，B值越大，反馈量也uguk越大。因电子管的电压放大倍数 k= 一，所以：k =31ug要使自激振荡器正常工作，必须满足 kB1嘲条件2.9 双回路振荡 大功率高频振荡器多采用双回路自激振荡器，在双回路振荡电路中，第一槽路 和第二槽路之间耦合程度借助于 LS 来调节，而第二槽路与感应圈则通过淬火变压器 耦合。淬火变压器又称高频变压器，它是一个无铁芯的空心

7、降压变压器，一次线圈就 是第二振荡回路的电感线圈，约 10 匝，二次线圈为单匝，即淬火感应器。没有第二槽路的振荡器为单回路振荡器，其缺点是不能根据负载的变化调节回 路的阻抗匹配，但回路耗损较少，有利于提高整机效率。2.10 电子管振荡器的工作状态及其调整 电子管振荡器的工作状态对输出功率大小、电能利用效率及振荡管的使用寿命 影响很大。（ 1 ）最大功率输出的条件阻抗匹配问题振荡器等效外阻（ Ro ）与折合内阻（ Rn ）相等时，振荡器的输出功率最大，也 就是所谓负载与电子管实现了匹配。振荡器等效外阻与加热工件大小和第一与第二槽路和耦合程度有关。而折合内 阻也不是常数，它受反馈系数影响。（2）高

8、效输出条件三极电子管在丙类工作状态（丨Eg3 |Ego I, 2 0 Rn时，振荡回路高频电压 Uai增大而“过压”。由于“过 压”，反馈系数不变时，栅压也“过压” 。过压造成阳流显著减小，而栅流很大。故 过压状态又叫大栅流状态。在过压状态，随着 RD 的增加，过压程度增加，振荡器效 率将继续增大，但输出功率将减小。严重的过压，会使输出功率显著降低。综小所述：振荡器的工作状态以欠压和强过压状态最为恶劣，它不仅不能充分 发挥设备潜力，而且会增加电能耗损，降低设备（振荡管）使用寿命，影响产品质 量；而临界状态和弱过压状态是输出功率大效率高的最佳工作状态，是高频感应加 热作业中所要求的工作状态。2.

9、ii 工作状态的调节在高频感应加热工件时，振荡器的 RD 不可避免地要发生变化。如果工件在开始 加热时阻抗是匹配的，则随着工件温度的升高，由于金属电阻率升高导磁率下降， 焦耳热效率和磁滞热效应减小，亦即负荷降低，Rj减小，因而Rd随之增大，振荡器将从临界状态向过压状态转化，高频输出功率下降。这种现象，在工件温度到达居 黑点附近时表现特别明显。故而在加热工件过程中，相应于RD 的增大，应随时注意减小反馈或加大耦合，以维持振荡器始终处于最佳工作状态。振荡器工作状态的调节，归纳起来就是转动三个手轮，观察四个表。即用耦合手轮调节Rd，用反馈手轮改变Rn，以实现阻抗的匹配；调节移相手轮以改变输出功 率。

10、反馈和耦合手轮的配合可保持一个不动，旋转另一个，或反之，或两者同时进 行。在旋转耦合，反馈手轮的同时，应注视阳流、栅流表的指示，使两者保持一定 比值。在旋转移相手轮改变阳极电压时，应注视直流千伏表的指示。还有一个高频 电压表（即槽路电压表） ，供调整工件状态时参考。3 超音频感应加热超音频感应加热装置的工作电流频率一般为 3070KHZ。这个频率略高于音频 上限（20KHZ），故称超音频。超音频感应加热装置是上世纪 60 年代发展起来的一种先进表面加热设备， 对中 模数（ 2.56）齿轮、链条、花键轴、凸轮轴、曲轴的表面淬火特别适合，弥补了 高频与中频对这些零件淬火时淬硬层分布不均匀的缺陷。超

11、音频感应加热装置的工作原理及结构、外形与高频感应加热装置相同，仅在 振荡电路上有两个不同点：一是振荡器频率低，因此在振荡回路上安排的电容器量 大；二是多采用单回路振荡电路。4 双频感应加热装置 双频感应加热装置是指具有高频和超音频两段频率的感应加热装置。目前国产双频感应加热设备，其超音频频率为3050KHZ ,高频频率为90150KHZ ,高频 频率虽比一般高频设备频率 200300KHZ 要低，但生产实践表明：两种频率的加 热效果差不多。在电路设计上，两个振荡回路通过专用闸刀开关转换。5 中频感应加热装置中频感应加热装置的电流频率通常为 1000 8000HZ 。它适用于加热层深 3 16m

12、m、工件直径大（20500mm ）的钢铁零件的表面淬火，亦可用于回火、正火、 锻坯透热或熔炼金属。在汽车、拖拉机制造业中，曲轴和凸轮轴等零件的表面淬火 多采用中频装置加热。中频感应加热装置的中频电源有中频发电机（机式中频电源）和晶闸管中频电 源两种5.1 中频淬火变压器中频淬火变压器的作用是实现发电机与负载的匹配和降压。淬火加热用感应圈 大多为单匝或双匝。为了操作安全和避免零件与感应圈之间电击穿而烧杯工件，感 应圈上工作电压要求为15100V的低压，而流过感应圈的电流都要求较大，以便 在感应圈内建立强的交变磁场。 但是，中频发电机的输出电压达 375V 或 750V 的高 电压，为此，用中频淬

13、火变压器降压。中频感应加热的负载，一般是电感性负载，功率因数cos 很低。频率为2500HZ 的发电机，其功率因数 cos 通常为0.360.50 ;频率为8000HZ的发电机，其功 率因数仅为 0.20.3。为提高功率因数，通常在电感性负载两端并联若干电容器。 若选择合适， 使其组成谐振于中频电源频率的谐振电路， 功率因数 cos=1 ，发电机 将输出最大的有效功率。5.2 电容量与匝比的选择和调整 中频淬火加热时，电容量和匝比的选择和调整是一个很重要的问题。电容量和 匝比调整得好，有利于发电机功率的利用和提高淬火质量。一般每加热一批工件， 都应调整一次，以获得适合于加热该种零件所需要的电容

14、量和匝比。调整过程比较麻烦，因电容量和匝比互相影响，有时需要多次反复，才能达到 满意效果。 但无论多么复杂， 功率因数 cos 等于或接近于 1 是判断电容量和匝比配 合是否合适的基本标准和依据。其调整步骤大致如下：（1 ）调整前，感应装置的电气、水冷等系统应处于正常状态。感应圈中必须放 零件，不可在无负载情况下调整。（ 2 ）初选匝比和电容量。依生产经验或感应器尺寸（内经和高度），初定匝比和电容量。一般感应器有效直径愈大，高度愈低，其阻抗愈大，为保持阻抗匹配， 匝比应选小些，反之亦然。电容量与匝比的调整方法：(1 )观察功率因数表指示值，若 cos 值超前，表明负载为电容性，应减小电 容量；

15、反之则相反。但由于钢制零件在加热过程中电阻率上升。导磁率下降，因而 负载性质逐渐向电感性方向转移。故在实际调整中，开始加热时，一般先将回路调 成电容性负载，即调到谐振点的电容量后，再过量补偿10 20%的电容量，使cos值为0.850.90 (超前)。随着工件温度的提高，cos 值由电容性逐渐接近于1。 此时，功率表的读数正好等于负载电压与电流的乘积，表示电路已达到谐振状态。( 2)当不用电压自动调整装置时，保持励磁电流恒定，则可以根据负载接通前 后电压表的读数来调整电容量。若接通负载后电压表读数下降，表示负载为电感性， 应增加电容量；反之，若电压表读数上升，表示负载为电容性，应减小电容量；若

16、 接通负载前后电压变化小，表示电容量合适，电路接近谐振。(3)当使用电压自动调整装置时，电容量的多少还可根据接通负载前后励磁电 流表读数的变化来判断。接通负载后，励磁电流上升，表示负载为电感性，应增大 电容量；反之，若励磁电流下降，表示负载为电容性，应减小电容量；若不变化， 则表明处于谐振状态。( 4)调整匝比时可采用电机电压法和电机电流法来判断。在谐振状态下，如果 匝比选择得合适，此时发电机电压和电流也都达到额定值，因而输出功率为最大。 如果发电机已达额定值，而电压低于额定值，而发电机电流却很小，表示匝比过大， 应减小初级绕组匝数；如果电流超过额定值，而电压低于额定值，则表示匝比过小， 应增

17、加变压器初级绕组匝数。匝比改变后，功率因数将发生变化，需再次选择电容 量，使 cos=0.85 0.90 (超前) 。( 5)若不需设备输出最大功率，匝比可不必严格选择，调节微动激磁电流，使 输出功率达到要求值即可，但 cos 值仍需调整。5.3 晶闸管中频电源 晶闸管中频电源是利用晶闸管元件的静态开关特性，直接将工频转变为中频的 电源，用来熔炼金属或加热工件。晶闸管中频电源的基本原理是通过整流器先把工频交流电整流成直流，再经滤 波器滤波，最后再将直流电变换成单相中频交流电，以供给负载。把直流电变换成 中频交流电的装置称为逆变器。逆变器的负载是感应圈，它具有较大的电感。因此，负载除消耗有功功率

18、外， 还消耗比有功功率大数倍的无功功率。这样大的无功功率，若由电网负担，则电网 容量则非常庞大，很不经济，故必须用能提供无功功率的中频电容器进行补偿。根 据中频电容器补偿的方法，逆变器有两种形式：电容器与感应器串联时称为串联逆 变器，反之则称为并联逆变器。一般说来，并联逆变器因为对负荷变化的适应性比 串联逆变器好，运行比较可靠稳定，宜于做一般用途的中频感应电源，目前应用较 多。6 高频感应加热设备检修实例（天津金能电力电子有限公司 张传旭） 摘要：高频感应加热设备中既有高压电路，又有低压电路； 其控制电路中有继电器控制器、 分 立半导体元件、集成电路， 近年来又开发了数字、微机等控制系统。 因

19、此在分析高频感应加热设备 的故障时，不要只看表面现象，而是要寻找内在原因，从根本上予以解决。高频设备的品种多，故 障情况也千变万化，应掌握分析和判断故障的方法。通过具体例子介绍了这种理念。关键词 ：高频感应加热设备 电路 控制系统 故障1 电子管感应加热设备常见故障例 1 设备型号码 GP100-C 系列 100KW （GGC80-2 ）等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 接通高压时过流跳闸故障分析与解决 对于这种现象，故障所包含的范围是较广的，可分为低压电 路和高压电路两部分。低压部分是指从交流接触器到高压变压器这一段线路中的输电线有无故障，过电流继电器的整定电流有无问题，这些方面容易直

20、观检查出来。 高压部分是指高压元件绝缘击穿造成的过流，像高压变压器，高压硅桥、高压旁路 电容，高压压敏电阻，阳极阻流圈，阳极隔直流电容器及振荡管等元件的损坏都会 造成这种故障。对此首先是直观检查，如经过仔细观察未发现可疑之处，下一步是 用电压较高的摇表来测量高压对地的绝缘电阻。考虑到高压元件的绝缘电阻应是很 高的，但设备上直流高压表的电阻只有 6M Q,而振荡管阳极对地的水阻一般小于 1 M Q,因此测前必须把这两部分的连线断开。可先拆除阳极阻流圈到振荡管阳极的连 线，用摇表检测时高压对地应为6M Q。在拆除高压表阻的连线，并擦净高压对地各 绝缘支柱上的尘埃，再用摇表测量高压对地的绝缘电阻，其

21、值应在500 M Q左右。若发现绝缘不良，则可逐个断开各元件，分别用摇表检测，找出故障所在。但是摇 表的检测电压（如为 2500V ）只是工用电压的六分之一，所以用摇表不一定能找出 问题。此时若手头别无其它电压更高的测试手段，就只得用加高压观察的办法了。 每次过流冲击，对高压变压器、整流桥、振荡管、交流接角器等都会带来一定的损 害，因此要尽量减少过电流的次数。试验先从第一个高压元件开始，把高压变压器 高压侧的连接线断开后，试接通高压。对某些合闸时激磁电流较大的变压器，又无 调压设备，虽然在合闸时跳闸的次数多些，但有时还是能合上闸的，说明高压变压 器无故障；对膈闸困难的问题，宜采用分两档合闸的办

22、法或增加阻容吸收装置来解 决。如高压变压器无问题，就接上整流元件，断开从整流柜到高压柜（振荡柜）的 直流高压连线，再通电试验。此时应注意观察变压器、整流桥、电容器等元件有无 爬弧、放电现象。如此一段一段往下试，最后检测振荡管。如属振荡管内真空度降 低，承受不了高压，则再加上阳极高压后会出现很大的阳流，阳流表会有指示（真 空度不佳的管子，通过老炼有可能恢复正常） 。对于有调压装置的设备，检修应分两 部分进行，首先检查调压部分，后检修振荡部分。调压器检修过程如下：摘去可控硅调压器与升压变压器 3 根连线处理好绝缘。用 6 只（3 只） 200W （100W ）/220V 灯泡星形连接，接在调压器的

23、输出端。调压旋钮置“ 0”位，调压 器控制方式为“开环” 。合闸按正常程序送高压启动，微调高压调谐电位器（高压调 谐旋钮），6 只（ 3 只）灯泡由暗逐步到亮，平滑无闪烁为正常。如亮度不均或跳变， 在保证输入相序正常的情况下，了解分析调压器故障，检修调压控制板及可控硅。如上所述，调压器正常，但正常工作中掉闸，在振荡电路正常的情况下，可考 虑调压器的过流点是否合适。如三相电流不平衡时，应考虑可控硅性能是否变化。 检查方法是设备以电子管零电流为负载，用示波器分别监测 6 只可控硅上的角发波 形，在逐步增大阳流时如触发波形幅值低落或者畸变，说明该可控硅（晶闸管）已 坏，应予更换。在更换损坏的元件时，

24、必须达到或超过原来的质量标准，以免影响 电路性能和安全运行。例2设备型号 GP100-C 系列（ GGC80-2 ）制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 按加热按钮工件不加热，设备不起振，有阳流无栅流 故障分析与解决 对于这种现象，故障所包含的范围依然是较广的。仍可分为 可分为低压电路和高压电路两部分。低压部分是指从交流接触器到高压变压器这一 段线路中的输电线有无故障，过电流继电器、栅极电路有无问题，这些方面是容易 直观检查出来的。高压部分是指高压元件绝缘击穿造成的不起振；对于三回路高频设备，多数不 起振是因为第二槽路电容器损坏造成。检查这种故障时宜采用分段方法，将第二槽 路断开（藕合线圈到第

25、二槽路电容器的连接铜管断开） ，按正常操作程序，用第一槽 路工作，看此时设备工作是否正常。如此时设备能工作（起振） ，证明故障出现在第 二槽路，这时应重点检查第二槽路的电容器是否损坏，淬火变压器是否短路等。反 之，则应检查第一槽路元件是否损坏，振荡管、旁路电容器等是否正常。在更换损 坏的元件时，必须达到或超过原来的质量标准，以免影响电路性能和安全运行等问题。例3设备型号 GP100-C 系列( GGC80-2 )制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 设备不起振，有阳流无栅流故障分析与解决 用例 2 中的方法检查，故障出现在第一槽路至高压电路中， 仔细检查发现电子管灯丝旁路电容器损坏(无容量)

26、，更换后设备运行正常。灯丝电 容器在振荡电路中起高频交流旁路作用。当电容器出现故障的时候，高频旁路电流 失去通路，振荡器自然就停止振荡了。灯丝旁路电容宜选用损耗小的云母电容，纸 介油浸电容由于绕制圈数多，感抗大，损耗大，很容易因发热而损坏。例4设备型号 GP100-C 系列( GGC80-2 )制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 设备不起振，无阳流无栅流故障分析与解决 对于这种现象，故障所包含的范围大部分在高压部分，首先检 查调压器工作是否正常，如工作正常，高压013.5KV连续可调，则重点放在高压是否加在电子管阳极上，经检查发现阳极阻流圈断路，造成电子管失去工作电压， 产生停振。出现有高压

27、无阳流时，多数是高压没加到电子管阳极上。如高压加到电 子管阳极上，正常情况下，按加热按钮后，电子管将呈现二极管状态，会有阳流出 现。例 5 设备型号 GP100-C 单回路系列( GGC80-2 )等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 不起振、高压正常有阳流无栅流故障分析与解决 对于这种现象，在检查低压线路无故障时，重点应检查振荡 电路，经用摇表检查槽路电容器、隔直流电容器、电子管、旁路电容器等均无故障， 经询问，该设备停机时工作正常，但过几天在开机时即出现此现象。分析认为此设 备为单回路设备，只有一个 LC 振荡回路，停机几天后出现故障，多数是 LC 振荡回 路接触不良造成。仔细检查各连接

28、点，重新打磨紧固后，开机试车一切正常（此故 障多数出现在感应器与淬火变压器的连接处触不良）例 6 设备型号 GP100-H 单回路系列（ GGH80-4 ）等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 槽路电容器容易击穿故障分析与解决 本设备是电容反馈单回路电路的电子管振荡器。槽路电容器 容易击穿的原因有以下几方面： （1）槽路电容器的比例配置不当，槽路电容由 C1 ， C2 ，C3，C4 组成，其中 C3、C4 为反馈电容，其容量在槽路总容量中所占的比例 甚小，单从 C1 和 C2 的关系已知 C1 上的高频电压和阳极基波电压相近。对于 C1 ， C2,容量大的则所承担的电压就低，反之则高，即容易

29、击穿。因此在调整单回路时， 不要使 C1 和 C2 的电容量相差太多。（2）振荡器在过压状态工作时，槽路电压比较 高，这也是槽路电容器容易击穿的一个原因。因此振荡器不宜在强过压状态下工作。 （3）高压电源的过压状态，也是击穿电容器的一个原因，这种情况多发生在负载突 然断开的瞬间。因此在电源部分应该装设过压吸收装置，如压敏电阻器、组容吸收 装置等。（4）设备灰尘过多，过潮、连接铜排松动等。这里要说明的是，单回路设 备槽路电容器所承受的电压比较高，如使用饼式电容器，建议两只串联使用，并定 期清扫保养。例 7设备型号 GP100-C 系列（ GGC80-2 ）等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象

30、高压表指示偏高或偏低故障分析与解决 高压指示异常的原因是：控制系统有故障，造成失控；阳极 电压表降压电阻间跳弧，或电阻变值；电表高频旁路电容器开路。这种故障在设备 振荡时读数异常，设备停振时恢复正常，很容易辨认。出现此故障时可用万用表检查，更换损坏的元件即可（多数为阳极降压电阻10W1 M Q或5W2 M Q损坏）。例 8 设备型号 GP60-CR13-1 系列（ GGC50-2 ）等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 接通加热后两只管子中只有一只管子振荡，而另一只管子无栅流不 振荡故障分析与解决 本设备用两只 FU-431S 作并联振荡，已知两只管子中有一只 管子（ G8 ）工作正常，说明

31、故障与两管共用的阳极阻流圈、负压整流器等部分无关， 重点检查 G9 的有关部分。首先观察 G9 灯丝亮度是否正常。再在阳压为斗压时接通 加热，观察阳压表的指示。可能会有两种情况：（1） G9的阳流为零。如果G9的阳 极或阴极的连线未脱落， 则此故障可肯定为 G9 栅极的直流回路不通。 即当加热接通 时 CJ5 吸合，从 CJ5 常开接点到栅流表、阳流表至地的这条通路中有中断之处，使 得 G9 栅极对地无直流通路，栅极上的高频电压为零，因此无栅流也无阳流。（2）G9 的栅极表为零，阳流表为 0.3A 左右。已知 G8 工作正常，所以阳极槽路元件不 会有问题。反馈电压由C11和C12分别送到两个振

32、荡管的栅极。判断此故障为栅极 无高频激励电压，可能是 C12断路，或者是从C12到G9栅极的连线有断脱之处。 此时 G9 相当一只二极管，故只有阳流无栅流而不能振荡。例 9 设备型号 GP60-CR13-1 系列（ GGC50-2 ）等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 接通加热后两只管子均有阳流、无栅流不振荡故障分析与解决 此例与上例不同之处在于两管同一症状，都不振荡。判断故 障是在两管共用的电路，如阳极槽路或反馈电路等部分。或者虽属其中一个管子的 元件损坏，但会影响到另一只管子的工作，分析故障在下述三个方面：（ 1 ）槽路有电容器击穿短路会造成停振。 （2）振荡管栅极和阴极碰极短路造成停

33、振。 （3）振荡 器耦合过紧会造成停振。 （ 4）防寄振电容击穿短路会造成停振。（ 5）栅极反馈电路中断，使反馈能量送不到两管的栅极会造成停振。出现故障时应认真检查，更换故 障元件。例 10设备型号 GP100-C、GP60-C、GP30-C、GGC 系列等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 设备切断加热后，操作者的手碰到感应器时有触电的感觉，但阳流 表和栅流表均无指示故障分析与解决 此类设备是在振荡管栅极上控制加热接通或断开的，切断加 热时把振荡管栅极的直流回路断开，并在栅极上加封锁负压，使振荡管停振。此时 管子阳极上虽仍有阳极高压，但有阳极隔直流电容器、淬火变压器初、次级线圈的 阻隔，而

34、且还有淬火变压器一次线圈接地保护，因此直流高压决不会传到感应器上 使人触电。使人触电的原因可肯定唯有高频电压存在所致。经仔细检查栅极电路， 发现作负压整流的二极管损坏，无负压输出。至此可分析出故障的原因是由于，当 切断加热后，振荡管的栅极上没有封锁负压，但阳压仍加着，反馈电路也是完好的， 栅极的直流回路虽被切断，但栅极对地存在漏电电阻。此时栅极受到反馈电压的激 励后仍会产生振荡。但当栅流流过高阻值的漏电阻时，会产生很高的负偏压，使振 荡停止。经过一段时间后，负偏压从漏电电阻上泄放完了，于是又会产生第二次振 荡。这种周期性的衰减振荡时间很短，平均电流很小，所以在阳流表和栅流表上都 看不出来，但人

35、体却能感觉到。这种间隙振荡对操作人员是不安全的，因此必须定 期对这部分电路进行检查。例 11设备型号 GP100-C、GP60-C、GP30-C、GGC 系列等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 设备存在寄生振荡： （1 ）阳、栅极上的防寄振电阻严重发热，甚至 烧毁。（2 ）输出功率很小或者无。 （3）某些元件过热严重。 （4）在一些低电压的部 位，反常地出现很高的电压，造成打火放电。 （5）仪表指示反常。故障分析与解决 当设备发生寄振时，首先要判断出寄生振荡形成的部位的属 于哪种频率。从元件发热的情况来判断，如果是超高频寄振，则回路的连线将发热 严重。如属于低频寄振，则阳、栅极阻流圈将严重

36、发热。对于超高频寄振可以在振 荡管栅、阴极之间并联一只电容。譬如对于工作频率为 400 kHz 的设备，在其振荡 管的栅极、阴极之间并联一只容量为 500PF 的电容器，它对于 50mHz 的寄振回路 呈现出的容抗只有3 Q,相当于短路。一般只在栅极上装设 L1和R1 , L1的电感量 和 R1 的阻值要根据工用频率和寄振频率来考虑。例如工作频率为 400kHz ，寄振频 率为40mHz时，选L1为2.5田，R1为1000 Q。若工作频率不变，寄振频率为4mHz 时，选L1为2.5田,R1为33 Q。当遇到强烈寄振时，可以在振荡管的阳极上也装 上抑制寄振的元件 L2 和 R2， R2 的阻值要

37、比 R1 小，而功率要大。 L2 的电感量要小 于 L1 。另振荡器的接地点很重要， 感应加热用的振荡器都采用阴极接地的方式 。接 地应严格按照使用说明书的要求安装，重复接地电阻要小于4Q。（出现寄振时，较方便的解决办法是改变振荡管阴、栅极间电容器的容量） 。例 12设备型号 GGC25-4 （ 30KW 电子管高频设备）制造商 天津市金能电力电子有限公司故障现象 加热启动、停止过程中，不定时出现过流保护现象故障分析 此设备能够正常工作，只是在启动、停止时偶尔出现过流现象，证 明主电路工作正常，可控硅调压器工作也基本正常。出现过流现象的主要原因是由 于启动、停止的瞬间，加热接触器电磁线圈在吸合

38、或释放的瞬间产生了强大的电磁 场，干扰了可控硅调压器的同步电路，使触发电路产生了误触发，由此引起过流。解决方案：（ 1 ）简单的 方法是在加热接触器线圈两端并接一 个吸收电容器 （ CJ41-4uF/400V ）。2）KWY-4 调压器电路 31C2（LM311 ）的 7角与 69 号（地）两端并接一个 50 uF/25V 的电容器。 3K3 （继电器）两端并接一个 10uF/25V 的电容器。（3）采取软启动方法方法一 原电路不动，在 KWY-4 板的给定信号中（电位器的中心头）接入一个 继电器或钮子开关的常开触点（继电器或钮子开关需另行安装） ，工作顺序依然为启 动灯丝一高压一加热一启动新

39、安装的继电器或钮子开关。方法二 将原电路的栅负压电路去除（断开 KA4 加热接触器的常闭点，短接常 开点），将 KWY-4 板的给定信号（电位器的中心头）接入到原 KA4 的接触器常开点 即可。建议用户采取（ 3）软启动方法，其优点是高压整流变压器在加热时工作，不工 作时不带电，减少了变压器的空载损耗，既节约了电能又延长了电子管的的寿命。 不加热时没有高压，安全可靠。运用此方法可节电、降耗，延长设备使用寿命。例 13 设备型号 GGC25-4 （30KW 电子管高频设备）制造商 天津市金能电力电子有限公司故障现象 高压启动后，电位器调一点，高压表指示即到头故障分析 此故障主要出现在反馈电路上，

40、影响到调节器。此电路的工作原理 是当给定电压和反馈电压同时送到调节器的输入端，其输出送到 3F2 的第二级输入 端，输出为 UK 送到角发器。第一级输出由 3RW3 进行负值限幅，限幅值来 UKm ， 当反馈电压Ufu小于或大于Ug时，调节器工作UK，随之变大或UK的变化又引起 触发器的输出Uc高频方波宽度变化，从而控制可控硅的触发角变化，直至Ufu2=Ug 为止。达到高压输出稳定。当失去反馈电压后，调节器输出高电平，触发器全角导 通，高压表将指示到头。解决方案 重点检查高压反馈电路和 KWY-4 的反馈电路， 多数为高频设备的高 压反馈电阻烧蚀（5W2M Q）断路或KWY-4板反馈电路的晶体

41、管、电阻、电容、变 压器等损坏。此时应更换损坏器件。如高压反馈电阻损坏又没有备件，应急方法是将损坏电阻短路或将 KWY-4 调压板开环运行例 14 设备型号 GGC25-4 （30KW 电子管高频设备）制造商 天津市金能电力电子有限公司故障现象 高压启动后，调电位器高压表指示偏小或偏大故障分析 此故障与上例类似，只是器件损坏程度不同。解决方案 重点检查高压反馈电路，多数为高频设备的高压反馈电阻阻值变大或变 小，此时应更换损坏器件。如高压反馈电阻损坏又没有备件，应急方法是将损坏电 阻短路或将 KWY-4 调压板开环运行 （用多只小功率电阻通过串联的方法达到原电阻 要求值也可）。例 15 设备型号

42、 GGC25-4GP30-C3 （30KW 电子管高频设备）制造商 天津市金能电力电子有限公司故障现象 按高压按钮调谐高压时，灯丝电压降低故障分析 引起灯丝电压降低的原因不外乎为灯丝变压器损坏、变压器谐振电 容损坏、电子管损坏、供电电源故障。解决方案 经外观检查，无明显的损坏迹象，用万用表检查变压器、电容器、 电子管均无损坏。按正常程序启动设备，按高压按钮调谐高压，灯丝电压降低。用 万用表检查可控硅输出端，发现三相电压严重不平行，进一步检查可控硅初级三相 电压平行，从而断定引起灯丝电压降低的原因为调压系统电源故障。仔细检查故障 是由于 A 项可控硅损坏（阴极与触发极开路） ，造成缺相。更换可控

43、硅后设备运行正 常。此现象在其它型号设备中也有发生。有时因为触发电路发生故障，造成少触发 也将出现此现象。例 16 设备型号 GGC25-4 （30KW 电子管高频设备）制造商 天津市金能电力电子有限公司故障现象 按加热按钮后，灯丝电压降低，设备过流保护故障分析 引起灯丝电压降低的原因不外乎为灯丝变压器损坏、变压器谐振电 容损坏、电子管损坏、供电电源故障。解决方案 经外观检查，无明显的损坏迹象，用万用表检查变压器、电容器、 电子管均无损坏。 将供电子管的直流高压线从阳极阻流圈处拆除 （电子管不接高压） 按正常程序启动设备，按加热按钮此时不再过流，灯丝电压依然降低，用万用表检 查可控硅输出端，发

44、现三相电压严重不平行，进一步检查可控硅初级三相电压也严 重不平行，从而断定引起灯丝电压降低的原因为供电电源故障。仔细检查故障是由 于给设备供电的空气开关触点烧蚀引起接触不良，大电流时造成缺相。更换开关后 设备运行正常。此现象在其它型号设备中也有发生。有的开关触点烧蚀不严重，轻 载或小功率时设备能正常运行，重载或大功率时出现上述现象。例 17 设备型号 GGC25-4 （30KW 电子管高频设备）制造商 天津市金能电力电子有限公司故障现象 按加热按钮后，灯丝电压降低，此现象在其它型号设备中也有发生 故障分析 引起灯丝电压降低的原因不外乎为灯丝变压器损坏、变压器谐振电 容损坏、电子管损坏、供电电源

45、故障。解决方案 经外观检查，变压器、电容器、电子管无明显的损坏迹象，用万用 表检查变压器、电容器、电子管均无损坏。将供电子管的直流高压线从阳极阻流圈 处拆除（电子管不接高压）。按正常程序启动设备， 按加热按钮， 灯丝电压依然降低， 用万用表检查可控硅输出端，发现三相电压严重不平行，进一步检查可控硅调压器， 发现接灯丝变压器的那一相电压明显偏低，从而断定引起灯丝电压降低的原因为供 电电源故障。仔细检查设备安装情况，发现供电电源的零线没有接到设备上，将零 线接好后设备运行正常。此故障是因为用户供电系统装有漏电保护器，而本设备为 四合一供电，即保护零、工作零共用，此系统不能使设备正常运行。为使设备正

46、常 运行，用户强行将漏电保护器至设备的零线拆除。设备中电子管灯丝变压器是单相220V 供电的，缺少零线后自然输出电压会降低（设备重复接地部分不符合要求） 。 正确的做法应该将高频设备改为三相五线制供电，工作零线、保护零线分开（即三 相五线制）。这里强调一点，在同一供电系统中决不允许一部分用电设备接零保护， 而另一部分用电设备接地保护。例 18设备型号 GP/200-C、GP100-C、GP60-C、GP30-C、GGC 系列等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 启动加热数分钟后电子管灯丝旁路电容即损坏故障分析 引起电子管灯丝旁路电容器损坏的原因主要为大电流通过电容器， 造成电容器超载损坏。此

47、类设备在按加热按钮以前均正常，即设备起振后损坏电容 器。这证明有很大的高频电流通过灯丝电容器，根据原理图分析，只有阴极电路对 地失去通路才会有以上现象，应重点检查振荡后的电路。解决方案 经检查发现阳极电流表对地端虚接，造成阳流表对地开路，高频阳 极电流失去通路，高频阳极电流强行通过灯丝，阴极旁路电容对地形成通路，引起 电容器超载损坏。重新将阳流表对地端接好，设备运行正常。例 19设备型号 GP10-C3 系列等制造商 天津市高频设备厂故障现象 有阳流，无栅流，调节反馈不起作用故障分析 仔细检查发现电子管灯丝旁路电容器损坏（无容量） ，更换后设备运 行正常。灯丝电容器在振荡电路中起高频交流旁路作

48、用。当电容器出现故障的时候， 高频旁路电流失去通路，振荡器自然就停止振荡了。灯丝旁路电容宜选用损耗小的 云母电容，纸介油浸电容由于绕制圈数多，感抗大，损耗大，很容易因发热而损坏。解决方案 更换损坏的元器件例 20设备型号 GP10-C3 系列等制造商 天津市高频设备厂故障现象 有阳流，无栅流，调节反馈不起作用故障分析 对于这种现象，故障所包含的范围依然是较广的。可分为低压电路 和高压电路两部分。低压部分是指从交流接触器到高压变压器这一段线路中的输电 线有无故障，栅极电路有无问题，这些方面是容易直观检查出来的。高压部分是指高压元件绝缘击穿造成的不起振。此类设备的故障多数是槽路电 容器击穿损坏，用

49、 2500V 的摇表便能检查出来。如无摇表可采用替换法或摘除法进 行检查。解决方案 更换损坏的电容器例 21设备型号 GP30-C3 、GP10-C3 系列等制造商 天津市高频设备厂故障现象 启动高压或加热后跳闸故障分析 对于这种现象，故障所包含的范围主要有：高压部分、振荡部分。首先检查高压部分的整流变压器、整流硅桥、阳极阻流圈、电子管。振荡部分检查 栅极电路、阳极电路、槽路电容、旁路电容等，以上器件用摇表或万用表即能检查 出故障器件。本例故障为整流变压器的高压侧线包对地短路。解决方案 更换损坏的变压器线包。对于潮湿地区建议使用油浸变压器，或对 变压器进行防潮处理。例 22 设备型号 GP10

50、0-C3 、GP60-C3 、GP30-C3 、GP10-C3 系列等制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 高频冷却水带电，手触到水后有麻电感觉故障分析 对于这种现象，故障所包含的范围主要有：高压水冷部分、振荡水 冷部分，首先检查高压水冷系统，没有发现故障。在检查振荡水冷部分时，发现用 做振荡管水阻的水管过短且没有接地（电子管水套进出口用水管直接接到水池里） 由于水阻过小造成设备出水电压没有降到安全值，使水中带电。此现象将十分危险，必须立即解决解决方案 加长水阻，水管经设备接地后入水池。阳极水阻的经验长度：水套 的排水管应采用绝缘良好的材料并有足够的长度，以保证安全。一般来说阳极高压 为多少千

51、伏，排水管的最短长度就需多少米。例如阳极高压为 12.5KV ，其排水管至 少应有 12.5m ，才能确保安全。例 23 设备型号 GP100-C3 、GP60-C3 、GP30-C3 、GP10-C3 系列等 制造商 国内各高频设备生产厂故障现象 高频冷却水出水水温过高（超过60 C）故障分析 对于这种现象，故障所包含的范围主要有：水冷部分。首先检查供 水压力（水压保证在2kg/ cm 2左右）、流量是否符合要求，水值、水电阻率是否符合 要求（电阻率不得低于4k Q/mm 2）。设备是否匹配、是否超功率（负荷）运行。解决方案 以上各项出现问题都将引起水温过高，应对症处理，调整不合理的 地方。

52、2 交流调压器检修流程2.1 KWY-皿型可控硅调压柜检修流程摘去可控硅调节器压器与升压变压器 3根连线处理好绝缘 .用 6只（3只） 200W （100W） /220V 灯泡接成星形连接，接在调压器的输出端。调压旋钮置“ 0”位， 调压器控制方式为 “开环” （ TJD 调节板面板开关搬到开环位置） 。合闸按正常程序送 高压启动，如果将灯泡星点接地，送高压后 3 只灯泡应为 110V 电压的亮度，此时 说明调压器整流二极管正常。否则应检查整流二极管。微调高压调谐电位器（高压 调谐旋钮）， 6 只（ 3 只）灯泡由不亮到暗再逐步到亮，平滑无闪泺为正常（注意， 此时灯泡星点不接地） 。如亮度不均

53、或跳变，在保证输入相序正常下，了解分析调压 器故障，检修调压控制板及可控硅。调压板易损件为：三极管3DK12、3DK4、3DG6 , 集成电路 LM324 、555，稳压块 7812 、7912 、317。保险管 0.5A。2.2 KWY-4 型可控硅调压柜检修流程接去可控硅调压器与升压变压器 3 根连线处理好绝缘 .用 3 只 200W （100W ） 220V 灯泡星形连接，接在调压器的输出端。调压器旋钮置“ 0 ”位，调压器控制方 式为“开环”（KWY-4调节板左端开关搬到开环位置）。合闸按正常程序送高压启动， 微调高压调谐电位器（高压调谐旋钮） ，3 只灯泡由不亮到暗再逐步到亮，平滑无

54、闪 烁为正常（注意，此时灯泡星点不接地） 。如亮度不均或跳变，在保证输入相序正常 下，了解分析调压器故障，检修调压控制板及可控硅。为方便用户检修，将 KWY-4 主要集成电路介绍给大家。2.3 KJ004 可控硅移相电路简介KJ004 可控硅移相触发器电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中，用作可 控硅的双路脉冲移相触发。 KJ004 器件输出两路相差 180 度的移相脉冲，可以方便 地构成全控桥式触发器线路。该电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周 脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能 与特点。电路工作原理 该电路由同步检测电路、锯齿形成电路、偏移电

55、压、移相电压、 移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。电原理为： 锯齿波的斜率决定于外接电阻 R27 、RW 3流出的充电电流和积分电容 C8 的数值。对 不同的移相控制电压V,只要改变权电阻R32、R33的比例，调节相应的偏移电压V， 同时调整锯齿波斜率电位器 RW3，可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。 触发电路为正极性型，即移相电压增加，导通角愈大。 KJ004 的同步电压为任意值。 如整形电路 UA741 损坏，应急情况下可将交流同步电压直接接到 KJ004 的同步输 入端 8 角。功能输出空锯齿波形成-Vee(1K)空地同步输入综合比较空微分阻空封锁调制输出+V脚号1234567891011 1213 141516电参数（1 ）电源电压：直流+15V -15V，允许波动土 50 %（10 %时功能正常）。（2）电源 电流：正电流w 15mA ;负电流w 10mA。（3）同步电压：任意值。（4）同步输入端允许最大同步 电流：6 mA （有效值）。（5）移相范围170。（同步电压30V，同步输入电阻15k）。（6）锯齿波幅度：10V （幅度以锯齿波平顶为准）。（7）输出脉冲：宽度：400必2m