中频炉控制电路原理

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1、控制电路原理整个控制电路除逆变末级触发电路板外，做成一块印刷电路板结构，从功能上分为整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分。详细电路见《控制电路原理图》。1.1整流触发工作原理这部分电路包括三相同步、数字触发、末级驱动等电路。触发部分采用的是数字触发，具有可靠性高、精度高、调试容易等特点。数字触发器的特征是用计（时钟脉冲）数的办法来实现移相，该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器，输出脉冲频率受移相控制电压Uk的控制，Uk降低，则振荡频率升高，而计数器的计数值是固定的（256），计数器脉冲频率高，意味着计一定脉冲数所需时间短，也

2、即延时时间短，α角小，反之α角大。计数器开始计数时刻同样受同步信号控制，在α=0时开始计数。现假设在某Uk值时，根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ，则在计数到256个脉冲所需的时间为（1/25000）×256=10.2（ms）相当于约180°电角度，该触发器的计数清零脉冲在同步电压〔线电压〕的30°处，这相当于三相全控桥式整流电路β=30°位置,从清零脉冲起，延时10.2ms产生的输出触发脉冲,也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管α=150°位置，如果需要得到准确的α=150°触发脉冲,可以略微调节一下电位器W4。

3、显然有三套相同的触发电路，而压控振荡器和Uk控制电压为公用，这样在一个周期中产生6个相位差60°的触发脉冲。数字触发器的优点是工作稳定，特别是用HTL和CMOS数字集成电路，可以有很强的抗干扰能力。IC16A及其周围电路构成电压----频率转换器，其输出信号的周期随调节器的输出电压Uk而线性变化。W4微调电位器是最低输出频率调节(相当于模拟电路锯齿波幅值调节)。三相同步信号直接由晶闸管的门极引线K4、K6、K2从主回路的三相进线上取得，由R23、C1、R63、C40、R102、C63进行滤波、移相，经6只光电耦合器进行电位隔离，获得6个相位互差60

4、°、占空比略小于50%的矩形同步信号。IC3、IC8、IC12(4536计数器)构成三路数字延时器。三相同步信号对计数器进行复位后,对电压---频率转换器的输出脉冲每计数256个脉冲便输出一个延时脉冲,因计数脉冲的频率是受Uk控制的,换句话说Uk控制了延时脉冲。计数器输出的脉冲经隔离、微分后变成窄脉冲，送到后级的NE556，它既有同步分频器功能，亦有定输出脉冲宽度的功能。输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲，再经晶体管放大，驱动脉冲变压器输出。具体时序图见附图。1.2调节器工作原理调节器部分共有四个调节器：中频电压调节器、电流调节器、阻抗调节器、逆变角

5、调节器。其中电压调节器、电流调节器组成常规的电压、电流双闭环系统。在启动和运行的整个阶段，电流调节器始终参与工作，而电压环仅工作于运行阶段。另一阻抗调节器从输入上看，它与电流调节器LT2的输入完全是并联关系，区别仅在于阻抗调节器的负反馈系数较电流调节器略大，再者就是电流调节器的输出控制的是整流桥的输出直流电压，而阻抗调节器的输出控制的是中频电压与直流电压的比例关系，即逆变功率因数角。调节器电路的工作过程可以分为两种情况：一种是在直流电压没有达到最大值的时候，由于阻抗调节器的反馈系数略大，阻抗调节器的给定小于反馈，阻抗调节器便工作于限幅状态，对应的为

6、最小逆变θ角，此时可以认为阻抗调节器不起作用，系统完全西是一个标准的电压、电流双闭环系统。另一种情况是直流电压巳经达到最大值，电流调节器开始限幅不再起作用，电压调节器的输出增加，而反馈电流却不变化，对阻抗调节器来说，当反馈电流信号比给定电流略小时，阻抗调节器便退出限幅开始工作，调节逆变角调节器的θ角给定值，使输出的中频电压增加，直流电流也随之增加，达到新的平衡。此时，就只有电压调节器与阻抗调节器工作，若负载等效电阻RH继续增大，逆变θ角亦相应增大，直到最大逆变θ角。逆变角调节器用于使逆变桥能在某一θ角下稳定地工作。中频变压器过来的中频电压信号由CO

7、N2-1和CON2-2输入后，分为两路：一路送到逆变部分；另一路经D7-D10整流后，又分为三路：一路送到电压调节器；一路送到过电压保护；另一路用于电压闭环自动投入。电压PI调节器由IC13A组成，其输出信号由IC13D进行钳位限幅。IC13C和IC21C组成电压闭环自动投入电路，DIP-3开关用于电压开环调试。内环采用了电流PI调节器进行电流自动调节，控制精度在1%以上，由主回路交流互感器取得的电流信号，从CON2-3、CON2-4、CON2-5输入，经二极管三相整流桥整流后分为三路：一路作为电流保护信号；另一路作为电流调节器的反馈信号；还有一路

8、作为阻抗调节器的反馈信号。由IC17B构成电流PI调节器，然后由IC17A隔离后控制触发电路的电压---频率转换器。IC1