中频电源的结构及工作原理中频电源是什么 _生活百科

中频电源是一种静止变频装置，将三相直流电源转换成单相电源。对各类负荷适应力强、适用范围广

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介绍主要应用于各种金属冶炼、保温、煅烧、焊接、淬火、淬火、透热、金属液净化、热处理、弯头、及其晶体生长等。
规范功率系列为：30kW~4000kW
标准配备熔炼炉系列为：5kg(30kW)~5000kg(4000kW)
规范振荡频率系列为：400Hz~10kHz
中频感应加热理论是根据电磁感应原理及运用涡旋对工件进行加热。因为感应加热具备加热速度快、物料内部发烫效率高、加温匀称且具有选择性、产品品质好、几乎无环境污染、可控性好及便于完成生产自动化等一系列优势,因此近些年获得了快速发展切。目前,感应加热己广泛应用于锻造冶炼、锻造毛坯加温、金属表面热处理、铝电解等领域中。上面这些行业内的传统加热方式大多是以煤、油、气为能源或箱式电炉加温,存有能耗高、工作条件差、环境污染严重、工艺质量无法控制等缺陷,严重制约了我国装备制造业的发展。因此,全面推行感应加热技术,是改造我国传统产业的大势所趋,而此技术的发展与感应加热电源的水准息息相关。
中频电源的构造中频电源从早期的中频发电机组发展成了晶闸管式变频电源,如今经过不断开发健全成为目前新一代变频电源设备。
中频电源主要包含整流变压器、可控硅整流器、续流二极管、逆变器及其联接整流器与逆变器的直流电抗器,也有对应的控制电路和保护回路.
变压器与整流装置中频电源的可控硅整流设备可以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,对其整流装置设计采用提升整流脉冲数做为抑止谐波的主要措施。通常情况下,针对 1000kw 以内的中频电源设备采用 6 脉冲整流,其产生的谐波大多为 6k 士 1(k 为正整数)次的特点谐波电流;但对于 1000kw 以上中频电源设备依据容量的尺寸,可采用 12 脉冲或 24 脉冲整流。针对 12 脉整流电路,是由2组 6 脉冲的三相桥并接构成。2组桥的交流侧各自收到三绕组变压器的两大二次绕组上,一个绕阻是星形接法,另一个是三角形接法,二者相电压相位差为 30“ 。当2组桥实时控制,使2组整流桥获得同样的触发角,经过分析可得来自2组整流桥的 5 次和 7 次谐波电流将于变压器的一次侧彼此相抵。一样 17 次和 19 次谐波电流亦彼此相抵,这时网侧的最少次特点谐波将是 n 次和 13 次谐波,接着就是 23 次和 25 次谐波了。其变压器一次线电流的波型是三阶梯形,更贴近正弦波。
工作原理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，变成直流电源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变为一定频率（一般为 1000 至 8000Hz）的单相高频电流。负荷由电磁线圈和赔偿电容器构成，连接成并联谐振电路（也可串连，一般情况下 IGBT 电源采用串联谐振，自然，IGBT 电源也可采用并联谐振）。
一般情况下，可以把中频电源的故障依照故障问题分成完全不能启动和起动后不能正常运转两大类。做为一般的原则，当出现异常后，需在断电的情形下对整个系统作全面检查，它包括以下几方面：
（一）电源：用万用表测一下主电路开关（接触器）与控制熔断丝后边是否有电，这将清除这些元件短路的概率。
（二）整流器：整流器采用三相全控桥式整流电路，它包括六个快速熔断器、六个晶闸管、六个脉冲变压器和一个续流二极管。在快速熔断器上有一个红色的指示仪，正常时指示仪缩在机壳里面，当快熔烧断后这将弹出，有些快熔的指示仪较紧，当快熔烧断后，他会卡住里边，因此为可靠考虑，能够用万用表通断档测一下快熔，以判断它是否烧坏。
测量晶闸管的简单方法要用万用表电阻挡（200Ω挡）测一下其负极—阳极、门极—负极电阻，测量时晶闸管无需拿下来。通常情况下，阳极—负极间电阻应为无穷，门极—负极电阻需在 10—50Ω之间，过大或太小都表明这只晶闸管门极无效，这将无法被开启通断。
脉冲变压器次边接在晶闸管上，原边接在主控板上，用万用表测量原边电阻约为 50Ω 。续流二极管一般不容易出现异常，检查时用万用表二极管挡测其二端，正向时万用表表明结压降约有 500mV，反向堵塞。
（三）逆变器：逆变器包含四只迅速晶闸管和四只脉冲变压器，能够按上述方式查验。
（四）变压器：每个变压器的每个绕阻都应该是通的，一般原边阻值约有几十欧姆，次极几欧姆。应当注意：高频电压互感器的原边与负荷并接，因此其阻值为零。
（五）电容器：与负荷并接的电热电容器可能被穿透，电容器一般分组安装于电容器架上，查验时要先了解被穿透电容器所在的组。断掉每组电容器的集流母排与主汇流排之间的连接点，测量每组电容器2个汇流排间的电阻，正常时应为无穷。确定坏的组后，再断掉每台电热电容器引至汇流排的软铜皮，逐台查验即可找到穿透的电容器。每台电热电容器由四个芯子构成，机壳为一极，另一极各自根据四个绝缘子拉到端盖上，一般只会有一个芯子被穿透，断开这个绝缘子上的导线，这台电容器能够正常使用，其容量是原先的 3/4 。电容器的另一个故障是渗油，一般不影响应用，但要注意防火。
安装电容器的角钢与电容器架是绝缘的，假如绝缘击穿将使主回路接地，测量电容器机壳导线和电容器架之间的电阻，可以确定这部分的绝缘情况。
(六)水冷电缆：水冷电缆的作用是连接中频电源和电磁线圈，它是用每根直径Φ0.6–Ф0.8 紫铜线绞线成的。针对 500 KG电炉，电缆截面积为 480 平方毫米，针对 250 KG电炉，电缆截面积采用 300 至 400 平方毫米。水冷电缆外胶管采用抗压 5 KG的压力橡胶管，里边通以冷却水，这是负荷回路的一部分，工作时遭受拉力和扭矩，与炉墙一起倾动而出现坎坷，因此时间久后容易在柔性连接处破裂开。水冷电缆破裂过程，一般是先断开大部分后，在大功率运行中把未断小部分很快烧坏，这时中频电源就会产生很高的过压，假如过电压保护不可靠，便会烧毁晶闸管。水冷电缆断掉后，中频电源无法启动工作。如不检查出原因而反复启动，就很可能烧毁高频电压互感器。查验故障可用示波器，把示波器探头夹在负荷两边，观查按启动按钮时有无衰减波型。确定电缆断芯时先将水冷电缆与电热电容器导出铜排脱开，用万用表电阻挡（200Ω挡）测量电缆的阻值，正常时阻值为零，断掉时为无穷。用万用表测量时，应将炉墙翻出乱倒位置，使水冷电缆掉起，那样使断处完全摆脱，才能正确判断是否断芯。
故障排查根据以上几个层面检查，一般能查出大部分的故障原因，接下来能够接通操纵电源，作进一步检查。中频电源主电路合闸有手动和自动两种。针对自动合闸的系统，应当先把电源线暂时断掉，以保证主电路不会盖上。接通操纵电源后，能够作下面几个层面检查。
1．将示波器探头接在整流晶闸管的门极和负极上，示波器置于电源同步，按住启动按钮后即可看到开启脉冲波型，应为双脉冲，力度应大于 2V 。按一下停止按键，脉冲将立即消退。反复六次，将每个晶闸管要看一下，假如门极没有脉冲，可以将示波器的探头挪到脉冲变压器的原边看一下，假如原边有脉冲而次边没有，表明脉冲变压器毁坏，不然难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负极上，示波器置于内同步，接通操纵电源后能够看见逆变开启脉冲，这是一串尖脉冲，力度应大于 2V，根据示波器的时标读取脉冲周期，算出开启脉冲频率，正常时要比电源柜的标准频率高约 20%，这个频率称为启动频率。按住启动按钮后，脉冲的间隔增加，频率降低，正常时要比电源柜的标准频率低约 40%，按一下停止按键，脉冲频率马上跳回启动频率。
根据上列查验，大部分能清除完全不能启动的故障。启动之后工作不正常，一般体现在以下几个方面：
1．整流器断相：故障体现为工作时响声异常，较大输出电压升不到额定值，且电源柜怪叫声增大，这时能够降低输出电压在 200V 上下，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型，断相时会缺乏二个，这一故障一般是因为整流器某只晶闸管没有开启脉冲或触发不通断引起的，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档测量一下每个门极电阻，将堵塞或是门极电阻比较大的那只晶闸管更换即可。
2．逆变器三桥臂工作：故障体现为输出电流非常大，空炉时也一样，且电源柜工作时响声很厚重，启动后把功率旋钮调至最小位置，会发现高频输出电压比平常时高。用示波器依次观查四个逆变晶闸管的阳极—负极之间的电压波形。假如三桥臂工作，能够看见逆变器含有邻近的二只晶闸管的波型正常，此外邻近的二只有一只没有波型，另一只为正弦波，如图 4 所示，KK2 开启堵塞，其阳极—负极之间的波型便是正弦波；同时 KK2 不通断会导致 KK1 没法关闭，因此 KK1 二端就没有波型。
3．电磁线圈故障：电磁线圈是中频电源的负荷，它采用厚度 3 至 5 毫米的方形铜管制成。它常见问题有以下几点：
电磁线圈渗水，这可能引起线圈匝间点火，必须及时补焊才能运作。
钢液粘到电磁线圈上，炉渣发烫、泛红，会引起铜管烧穿，必须及时清理干净。
电磁线圈匝间短路，这种故障在小型中频感应炉上特别容易发生，由于火炉小，在工作中遇热应力作用而变形，造成匝间短路，故障体现为电流较大，输出功率比平常时高。
总的来说，为了能采用正确的方式开展中频电源的故障维修，就必须了解中频电源常见问题的特征和原因，才能事半功倍，节省时间，尽快的将故障处理，修复中频电源的正常运行，从而保证制造的顺利开展。
主要特征中频电源的主要特点有以下几点：
一、先进的反复启动作用，完成 100%的成功启动启动方式采用它激转自激方式的扫频式零压软起动方法，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，时刻追踪负荷的改变，实现梦想的软起动，这类启动方式对晶闸管冲击小，利于增加晶闸管的使用期，并且具有轻重负载均易启动的优势，特别是炼钢炉满炉、冻炉均可随便启动。
二、尖端的技术，优异的节能效果控制电路采用了全智能恒功率解决电控系统，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，并由此推断出负荷的改变，会自动调整负载阻抗的配对，达到恒功率导出，从而达到节时、省电提高功率因数的效果。
【中频电源的结构及工作原理中频电源是什么】三、完善的设计，促进电路的工作可靠因为控制电路采用了 CPLD 软件开发，其程序输入由电脑去完成，其脉冲精度高，抗干扰，反应速度快，调节便捷，具备截留，截压，过流，过压,欠压，断相，少水，等各项保护功能，因为各电路元件始终工作在安全范围内，进而大大提升了设备的使用寿命。
四、此设备能自动判断三相入线相序，无需辨别 A，B，C 相序，调节极为便捷。
五、程序常用软件采用美国进口，线路板制作全部采用波峰自动焊接，绝无空焊状况，各种调节系统全部采用无触点式电子调整，无故障点，故障率极低，操作极便捷。
六、高频设备节能显著，电网污染小。
可控电源晶闸管中频电源采用国际先进 ISP 工业模块操纵，全智能化计算，硬软件可靠维护，功能更为齐全，适应于金属冶炼、保温、透热、金属热处理、淬火、煅烧等场合。负荷由电磁线圈和赔偿电容器构成，连接成并联谐振电路。
晶闸管中频电源的基本工作原理,就是利用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,再经过一个过滤器(直流电抗器)开展过滤,最终经逆变器将直流变成单相高频交流以提供负荷,所以这种逆变器事实上是一只交流-直流-交流变换器。
晶闸管静止变频器电路中由变压器将三相直流电源降压后，提供变频器，在变频器内最先经三相桥式半控全波整流后，再经电抗器过滤，得到直流电源，该直流电源经单相桥式逆变器变成频率可变的中频电源，提供感应炉。
1.整流：根据三相桥式全波整流线路，将三相交流电(380V)整流为直流电
2.过滤：经电抗器过滤后获得一个波型稳定的直流电源，提供逆变器。
3.逆变：过滤后的直流电，由单相桥式逆变线路，运用晶闸管的轮流通断和关闭，使直流电变为频率可调的高频电流。

中频电源的结构及工作原理 中频电源是什么

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