新一代节能中频炉电源 海山西安中频炉

中频电源结构介绍

数字化中频电源是我公司推出的第六代产品，在设计中除采用常规的主电路以外，控制电路只需两只变压器和一块控制电路板即可。彻底去掉了接触器、中间继电器、以及其它的辅助电路，使整套设备连线极少，更由于三相交流输入不必区分相序，中频输出线不必区别相位的优点，使用户现场调试更为方便。该产品可在200-10khz的频率范围内运行，控制电路板可工作在0-6000kw范围内只需作很简单的调整即可运行。

5.1.3、我公司所有中频电源柜均配带低压开关柜，本中频电源为6脉波整流方式。6脉波整流方式分开关柜  和中频柜两部分组成。

5.1.4、中频电源电路采用6脉波整流时，变压器对电网也为6脉波。

5.2、中频电源特点：

5.2.1、整流部分的可控硅采用了Zui新的叠装式散热器组件如下图：

可控硅组装图

这种安装方式使可控硅的拆装  变得更加方便和科学，在更换可控硅时，只要松开一个顶紧螺栓，即可更换组件内任何一个可控硅元件。散热器组件上有刻度供紧固时作参照，可以保证可控硅和散热器之间正确的压紧力。而且，这种安装方式充分减小了可控硅组件的体积，使电气柜内的操作空间增大。在可控硅整流电路中，一般采用的三相全控整流电路属于六脉波整流，即：电源在一周内的直流电压ud有六个脉波。该电路整流器的输入电流（即整流变压器的输出电流）是一个宽度为120°上下对称的方波电流。

5.2.2、大容量的直流滤波电抗器滤波电抗器对固体电源是非常重要的，它有两个作用。第一，使整流器的输出电流变得平滑稳定。第二，当逆变可控硅直通短路时，限制短路电流的增长速度和Zui大短路电流的大小。如果滤波电抗器的参数设计不合理，铁芯材料不好或制造工艺不过关，将对中频电源的工作可靠性产生极大影响。为了确保滤波电抗器的参数合理，我公司专门开发了滤波电抗器设计软件包。该软件特别考虑了并联逆变条件下滤波电抗器的工作环境，同时依据我们生产中频电源十余年的经验而编制。滤波电抗器的硅钢片采用z10型冷轧高导 磁率产品，铜管为t2挤制铜管，用高强度云母带包扎，h级绝缘。为了减小滤波电抗器的工作噪音，硅钢片采取了特别的紧固工艺，在硅钢片和气隙之间还有专用的缓冲吸音材料。

5.2.3、主电路可控硅元件选取依据

采用6脉波整流时，选取可控硅的电流值时以整流后的直流电流为依据，根据以下原则选取。

5.2.3.1、可控硅电流值的选取：

a、根据进线电压计算出整流后的直流电压

a、 6脉波整流时直流电压vd=1.35×进线电压

b、直流电流

a、 6脉波整流时直流电流id max=中频功率/直流电压vd

c、整流可控硅的平均电流可按下式计算

        ikpmax=id max／2.72

    d、逆变可控硅的平均电流可按下式计算

        ikkmax=0.45×idmax

  通过上述公式，选定可控硅的规格并选取它们具有的安全系数大于2倍。

5.2.3.2、可控硅电压值的选取：

a、整流可控硅上耐受的峰值电压vkp=1.414×进线电压vi

b、逆变可控硅上耐受的峰值电压vkk=1.414×中频电压vo

其中中频电压vo=1.5×直流电压vd（前面已经计算出了vd）

根据计算出的整流和逆变可控硅上耐受的峰值电压vkp和vkk，在选择可控硅时，按可控硅的耐压值大于可控硅上耐受峰值电压的2倍的原则选取。

5.2.4、逆变电路采用大容量快速可控硅为了保证逆变器的可靠性，逆变可控硅采用两只大容量kk硅串联。                       

3.2、中频电源结构特点：           

3.2.1、可控硅采用了Zui新的水电合一式散热器组件。

这种安装方式使可控硅的拆装变得更加方便和科学，在更换可控硅时，只要松开一个顶紧螺栓，即可更换组件内任何一个可控硅元件。  

而且，这种安装方式充分减小了可控硅组件的体积，使电气柜内的操作空间增大。

    此结构采用铜管将水和电同时进行传输，使得结构更加合理。柜内通水软管比传统的方式减少很多，有效地防止了软管接头的漏水现象，更有效地降低了电源柜漏水所产生的故障率。

 3.2.2、大容量的直流滤波电容器

滤波电容器对固体电源是非常重要的，它可以使整流器的输出电压变得平滑稳定，为逆变提供稳定平滑的电压，使逆变波形稳定可靠。

3.2.3、逆变电路采用大容量快速可控硅和续流二极管

为了保证逆变器的可靠工作和可靠续流，我公司选用西码高质量的逆变可控硅，使设备运行安全可靠。

3.2.4、为了使整套设备安全运行，主要器件（主要是可控硅）的选取上按照3倍左右的裕量，设备虽然成本有所升高，但设备的安全性有很大的提高。

3.3、串联型一拖二中频电源的性能特点

3.3.1、高功率因数运行特性

    由于系统无论在烘炉、保温和熔化的整个工作过程中整流始终处于全开通状态（相当于二极管整流），所以系统的功率因数始终处于Zui高状态（≥0.98）。这种性能是并联型中频电源所无法达到的。

3.3.2  控制系统全数字化，无继电控制

控制系统采用单板高可靠性的大规模集成电路控制。各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能，整个中频电源设备无一只继电器，这就避免了由于继电器接点不可靠带来的设备故障。

3.3.3 电源恒功率输出运行，有效的缩短熔化时间

由于系统在工作时，中频电源的输出电压和功率是通过调节逆变触发频率来实现的，这样就可以始终使输出的电压和功率处于Zui大状态，并且通过电压和电流闭环作用，使中频电源达到恒功率输出。

3.3.4  具有优异的抗冲击负荷能力

系统中主要元器件的参数选择均留出较大裕量，在硬件上保证了各元器件有较好的抗冲击能力。

3.3.5  完善可靠的保护功能            

本控制线路设有整流过压/过流保护、槽路过压/过流保护、缺相保护、控制电源欠电压保护、冷却水压过低和冷却水温过高保护等各项保护措施。这些保护功能的分析处理与实现都在主控制板和逆变控制板上完成，保证了各项保护功能的灵敏度及可靠性。

本套系统为水冷却设备，为了设备的安全可靠运行，故应对冷却水的水温进行多点实时监控。我公司针对水温监控重要性，设计了一套具有特色的专用监测仪表。在每一只可控硅上均装有两个温度检测点，这就使该套系统的可控硅每一个水冷却部分均受到实时监控，决不会因为某点的水温过高而造成元器件的损坏。

3.3.6  先进的相序自识别功能

控制系统中含有相序自识别电路，使系统中无须安装同步变压器，免去了调试维修中调相序、对同步的工作。

3.3.7  丰富的外控接口

 设备含有内/外转换、自动/手动转换开关和它们的接口，可方便的实现远程自动控制。并设有温度外环的控制接口，与红外测温仪和温度自动控制系统相结合，可方便的实现程序设定温升对电源输出功率的自动调节，使钢管的Zui终加热温度达到预期温度。

3.3.8光隔离脉冲输出

    在控制系统中，触发脉冲从控制板到可控硅的控制极之间具有双重隔离措施。在控制板上采用了2500v以上耐压的光隔离器件对触发脉冲进行光电隔离，在脉冲变压器上采用了3000v以上耐压等级的变压器组件。即使可控硅过压击穿，也不会对控制系统产生任何影响。

3.3.9  方便的功率转换功能

    只需要通过旋转面板上的功率转换电位器，就可以实现两个炉体之间的功率转换。达到一台炉体熔化另一台炉体保温的效果。

5、补偿电容器组

串联型中频电源的特点就是槽路电流（炉体线圈电流）和中频电源输出的电流相同，槽路的电压随着逆变角的变化而变化，通过逆变角的变化即可达到中频输出功率的调节。补偿电容器安装在中频电源柜内。只需通过水冷电缆与炉体连接即可。大大减小了安装现场的工作量和线路损耗。

六、电炉部分

电炉部分包括电炉炉体、水冷电缆、主回路铜排。

本产品的加工定制是是，品牌是海山西安中频炉，型号是kgps-cl，Zui大输出功率是（kw），Zui大输入功率是（kw），输出中频电压是1800（V）