中频电源

主要应用于各种金属的熔炼、保温、烧结、焊接、淬火、回火、透热、金属液净化、热处理、弯管、以及晶体生长等。

标准输出功率系列为：30kW~4000kW

标准配置熔炼炉系列为：5kg(30kW)~5000kg(4000kW)

标准振荡频率系列为：400Hz~10kHz

中频感应加热技术是通过电磁感应原理及利用涡流对工件进行加热。由于感应加热具有加热速度快、物料内部发热效率高、加热均匀且具有选择性、产品质量好、几乎无环境污染、可控性好及易于实现生产自动化等一系列优点,因此近年来得到了迅速发展切。目前,感应加热己广泛应用于铸造熔炼、锻造毛坯加热、金属表面热处理、铝电解等行业中。以上这些行业中的传统加热方式大多是以煤、油、气为能源或箱式电炉加热,存在能耗高、劳动条件差、环境污染严重、工艺质量难以控制等缺陷,严重制约了我国装备制造业的发展。因此,全面推广感应加热技术,是改造我国传统产业的必然趋势,而此技术的发展与感应加热电源的水平密切相关。

中频电源从早期的中频发电机组发展成为可控硅式变频电源,如今经过不断开发完善成为目前新一代变频电源装置。

中频电源主要包括整流变压器、可控硅整流器、续流二极管、逆变器以及联结整流器与逆变器的直流电抗器,还有相应的控制回路和保护回路.

变压器与整流装置

中频电源的可控硅整流装置能够产生大量的高次谐波电流,可以把它看成是一个谐波源。为了减少其谐波危害,对其整流装置的设计采取增加整流脉动数作为抑制谐波的主要措施。通常情况下,对于1000kw以下的中频电源装置采用6脉动整流,其产生的谐波主要为6k士1(k为正整数)次的特征谐波电流;而对于1000kw以上的中频电源装置根据容量的大小,可采用12脉动或24脉动整流。对于12脉整流电路,它是由两组6脉动的三相桥并联组成。两组桥的交流侧分别接到三绕组变压器的两个二次绕组上,一个绕组是星型接法,另一个是三角形接法,两者线电压相位差为30“。当两组桥同步控制,使两组整流桥得到相同的触发角,经过分析可得来自两组整流桥的5次和7次谐波电流将在变压器的一次侧相互抵消。同样17次和19次谐波电流亦相互抵消,这时网侧的最低次特征谐波将是n次和13次谐波,接下来就是23次和25次谐波了。其变压器一次线电流的波形是三阶梯形,更接近正弦波。

中频电源的工作原理为：采用三相桥式全控整流电路将交流电整流为直流电，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变成一定频率（一般为1000至8000Hz）的单相中频电流。负载由感应线圈和补偿电容器组成，连接成并联谐振电路。

中频电源的主要特点有以下几点：

一、先进的重复启动功能，实现100%的成功启动 启动方式采用它激转自激形式的扫频式零压软启动方式，在整个启动过程中，频率调节系统和电流，电压调节闭坏系统，时刻跟踪负载的变化，实现理想的软启动，这种启动方式对可控硅冲击小，利于延长可控硅的使用寿命，同时具有轻重负荷均易启动的优点，尤其是炼钢炉满炉、冻炉均可轻易启动。

二、尖端的技术，卓越的节能效果 控制电路采用了微电脑恒功率处理电路系统，加装了逆变Ф角自动调节电路，在运行过程中会随时自动监控电压，电流，频率的变化情况，并由此判断出负载的变化，会自动调整负载阻抗的匹配，达到恒功率输出，从而达到节时、节电提高功率因数的目的。

三、完善的设计，促使电路的工作可靠 由于控制电路采用了CPLD软件设计，其程序输入由电脑来完成，其脉冲精度高，抗干扰，反应速度快，调试方便，具有截流，截压，过流，过压,欠压，缺相，缺水，等多项保护功能，由于各电路元件始终工作在安全范围内，从而大大提高了设备的使用寿命。

四、该设备能自动判断三相进线相序，无需分辩A，B，C相序，调试极为方便。

五、程序所用软件采用美国进口，电路板的制作全部采用波峰自动焊接，绝无虚焊现象，各种调节系统全部采用无触点式电子调节，无故障点，故障率极低，操作极方便。

六、高频率设备节能明显，电网污染小。

可控硅中频电源采用国际先进ISP工业模块控制，全数字化运算，硬软件可靠保护，功能更加齐全，适应于金属的熔炼、保温、透热、金属热处理、淬火、烧结等场合。负载由感应线圈和补偿电容器组成，连接成并联谐振电路。

可控硅中频电源的基本工作原理,就是通过一个三相桥式整流电路,把50 Hz的工频交流电流整流成直流,再经过一个滤波器(直流电抗器)进行滤波,最后经逆变器将直流变为单相中频交流以供给负载,所以这种逆变器实际上是一只交流-直流-交流变换器。

可控硅静止变频器电路中由变压器将三相工频电源降压后，供给变频器，在变频器内首先经三相桥式半控全波整流后，再经电抗器滤波，获得直流电源，该直流电源经单相桥式逆变器变为频率可变的中频电源，供给感应炉。

1、整流：通过三相桥式全波整流线路，将三相交流电(380V)整流为直流电

2、滤波：经电抗器滤波后获得一个波形平稳的直流电源，供给逆变器。

3、逆变：滤波后的直流电，由单相桥式逆变线路，利用可控硅的轮番导通和关断，使直流电变成频率可调的中频电流。

1．将示波器探头接在整流晶闸管的门极和阴极上，示波器置于电源同步，按下启动按钮后即可看到触发脉冲波形，应为双脉冲，幅度应大于2V。按一下停止按钮，脉冲将立即消失。重复六次，将每个晶闸管都看一下，如果门极没有脉冲，可以将示波器的探头移到脉冲变压器的原边看一下，如果原边有脉冲而次边没有，说明脉冲变压器损坏，否则问题可能出在传输线或主控板上。

2．将示波器探头接在逆变晶闸管的门极和阴极上，示波器置于内同步，接通控制电源后可以看到逆变触发脉冲，它是一串尖脉冲，幅度应大于2V，通过示波器的时标读出脉冲周期，算出触发脉冲频率，正常时应比电源柜的标称频率高约20%，这个频率称为启动频率。按下启动按钮后，脉冲的间距加大，频率变低，正常时应比电源柜的标称频率低约40%，按一下停止按钮，脉冲频率立即跳回启动频率。

通过上列检查，基本上能排除完全不能启动的故障。启动以后工作不正常，一般表现在下列几个方面：

1．整流器缺相：故障表现为工作时声音不正常，最大输出电压升不到额定值，且电源柜怪叫声变大，这时可以调低输出电压在200V左右，用示波器观察整流器的输出电压波形（示波器应置于电源同步），正常时输入电压波形每周期有六个波形，缺相时会缺少二个，这一故障一般是由于整流器某只晶闸管没有触发脉冲或触发不导通引起的，这时应先用示波器看一下六个整流晶闸管的门极脉冲，如果有的话，关机后用万用表200Ω档测量一下各个门极电阻，将不通或者门极电阻特别大的那只晶闸管换掉即可。

2．逆变器三桥臂工作：故障表现为输出电流特别大，空炉时也一样，且电源柜工作时声音很沉重，启动后把功率旋钮调到最小位置，会发现中频输出电压比正常时高。用示波器依次观察四个逆变晶闸管的阳极—阴极之间的电压波形。如果三桥臂工作，可以看到逆变器中有相邻的二只晶闸管的波形正常，另外相邻的二只有一只没有波形，另一只为正弦波，如图4所示，KK2触发不通，其阳极—阴极之间的波形就是正弦波；同时KK2不导通会导致KK1无法关断，所以KK1二端就没有波形。

3．感应线圈故障：感应线圈是中频电源的负载，它采用壁厚3至5毫米的方形紫铜管制成。它的常见故障有以下几种：

感应线圈漏水，这可能引起线圈匝间打火，必须及时补焊才能运行。

钢水粘在感应线圈上，钢渣发热、发红，会引起铜管烧穿，必须及时清除干净。

感应线圈匝间短路，这类故障在小型中频感应炉上特别容易发生，因为炉子小，在工作时受热应力作用而变形，导致匝间短路，故障表现为电流较大，工作频率比平常时高。

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加热快：最快加热速度不到1秒

加热广：可加热各式各样的金属工件

安装方便：连接电源，感应圈和进出水管即可使用；体积小、重量轻、使用非常方便

操作简便：几分钟即可学会

启动快：通水通电后即可启动加热

耗电少：比老式电子管高中频设备节电70%左右，工件越小耗电量越小

效果好：加热非常均匀，升温快，氧化层少，退火后无废品

功率可调：无极调节输出功率

保护全：设有过压、过流、过热、缺水等报警指示，并自动控制和保护！