可控硅中频电源原理及使用说明书.doc

可控硅中频电源原理及使用说明书第二册( 宽频电源 板) 洛阳市大好机电有限公司前言洛阳市大好机电有限公司是专业生产可控硅中频电源装置的老企业, 公司占地面积 20000 余平方米,建筑面积近 15000 平方米。拥有高中级工程师二十余名,大部分员工都具有大中专以上学历,普通员工也是从技校毕业生中挑选出来的。公司从上世纪七十年代中期创建至今, 始终与科研院校保持着紧密的合作关系, 以科研为先导, 从事中频电源的研发与制造。三十余年来我公司先后研发和制造了二十几代 SCR 系列可控硅中频电源装置, 其产品遍布全国各地, 并远销前苏联,越南,泰国,缅甸, 马来西亚等国。优越可靠的性能,加上良好的售后服务,深得广大用户的满意和好评。 主控板是我公司最新研制开发的产品。其特点是:控制线路采用全集成化, 双电源供电,抗干扰能力强,各点电位不发生漂移,使其工作更加稳定可靠。第一章概述可控硅中频电源装置简称可控硅中频装置,是利用可控硅的开关特性把50H z的工频电流变换成中频电流的一种电源装置, 主要是在感应熔炼, 感应加热, 感应淬火等领域中广泛应用。它的优点是:1 效率高可控硅电源装置具有相当高的变换效率(90-95%), 输出功率低时, 电源转换效率并不降低, 特别是在热处理行业中, 有些被加热工件需要分段加热, 频繁开机和停机, 在停机状态下无损耗。因此,在感应加热行业中采用可控硅中频装置可节约能源。 2 体积小重量轻可控硅变频装置由半导体元件组成, 没有复杂的机械旋转部分无震动, 噪音小, 安装时对地面基础无特殊要求。 3 操作方便可控硅装置的功率调节范围大。频率可随负载参数改变而自动变化( 既所谓频率跟踪)。负载回路保持在近乎谐振状态,既在最佳状态下工作。再加上它有一系列的自动保护装置,使它的工作稳定可靠。 4 启动灵活可控硅变频装置一般采用零压软启动,启动成功率高无冲击,快而平稳。基于以上几个方面, 并伴随着新的专有集成电路的开发成功, 其高度的稳定性及结构紧凑性, 深受广大用户的欢迎。因此; 洛阳市大好机电公司为了满足用户需要。研制开发了 SCR 系列宽频带中频电源控制板。 1) 均采用了先进的大规摸芯片, 元件少工作可靠 2) 先进的控制电路设计, 性能稳定故障率低。 3) 频率适应范围宽,在 50Hz — 10000Hz 范围内不必调整可直接使用。4)采用零压软启动,启动成功率高无冲击。完全能够满足广大热加工行业用户的需求。第二章感应加热的作用原理中频无铁芯感应电炉的结构(见图 1) 主要有三部分组成1 感应圈( 由水冷却的铜管绕制的)2 坩埚( 通常用耐火材料捣制而成)3炉料(可为各种金属材料的碎块) 中频无铁芯感应电炉的基本原理是属于空气芯变压器的一种类型, 感应圈相当于变压器的初级绕组, 而坩埚内部的金属炉料则相当于变压器的次级绕组( 既负载) 当在初级绕组中通过中频电流(200Hz — 8000Hz) 就在电磁场的作用和应响下, 产生磁力线切割次级绕组,致使炉料产生感应电势,并在垂直于感应圈轴线的表面内引起感应电流( 称涡流), 从而使炉料本身发热将金属熔化。用于锻造的加热到锻造温度。下面我们简单的分析一下感应电炉的工作情况; 根据变压器互感应的理论,在次级绕组(既炉料)内的感应电势的有效值(用E 2表示) 与频率及交变磁通的最大值两个参数有关, 在这个感应电势 E 2 的作用下, 炉料所形成的闭和回路中, 便有涡流通过, 涡流的数值大小, 与感应电势 E 2 成正比, 与炉料回路的阻抗成反比, 当炉料的阻抗已确定的情况下, 则发热与感应电势成比例。无铁心感应电炉由于没有导磁的物体存在,所以磁力线必须经过空气而闭合,但是空气的磁阻很大,会减少有效的磁通量,为了要获得所必须的感应电势, 就要求增加磁力线的切割速度, 这就要求增加通过感应线圈电流的频率, 来达到发热效果显著的目的。但在实际情况下炉料中感应电流的流动, 也会形成磁场, 但其方向是与感应器的磁场相反,二个磁场迭加一起的结果将削弱整个的作用。随着不断被削弱的磁场继续向炉料内部深入分布并不断产生电流, 而电流的去磁作用又促使炉料中感应的电场强度和电流密度自表面向中心剧烈的减小, 电流的频率愈高, 这种现象也愈显著, 这也就是所谓集肤效应作用的结果。为了提高炉料的发热量, 如果无限制的增高频率, 一则受到电源装置复杂性的限制,更重要的是由于上述集肤效应的原因, 涡流发热随着电流频率的升高, 只局现在炉料周围的表面层, 而炉料中心的热量是由表面传导进来的, 所以加热时间将拉长了, 电效率不再上升。电源的频率与电效率之间的关系可以这样来描述, 在感应电炉炉料直径固定, 炉料的物理性能不变的情况下, 电效率将随着电流频率的增加而显著上升, 但当频