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中頻爐整流系統屬于三相橋式全控整流電路，而三相可控整流電路一般有三相半波可控整流電路、三相橋式全控整流電路。三相半波可控整流電路只需要三個晶閘管，若帶阻感負載，則只在正半周開通。三相半波可控整流電路的特點是簡單，但輸出脈動大，變壓器二次測電流中含直流分量，造成變壓器鐵心直流磁化。為使變壓器鐵心不飽和，需增大鐵心截面積，增大了設備的。因此，實際中一般不采用半波整流，而采用全波整流。三相可控整流電路中應用較多的是三相橋式全控整流電路，共六個晶閘管組成三對橋臂。由于在交流電源的正負半周都有整流輸出電流流過負載，故該電路為全波整流。在 u2 一個周期內，整流電壓波形脈動 6 次，脈動次數多于半波整流電路，該電路屬于雙脈波整流電路。變壓器二次繞組中，正負兩個半周電流方向相反且波形對稱，平均值為零，即直流分量為零，不存在變壓器直流磁化問題，變壓器繞組的利用率也高。

一、整流電路工作原理，該模塊主電路圖可表示為如下：

該電路中，在每個晶閘管都并聯了保護電路，由一個電容和電阻做成。同時又在變壓器二次側上串聯了一個快速熔斷器，起過電流保護作用。由于我們的電路可以應用于生產實踐中，而實際中，電網電壓是有波動的，所以一定要加上保護電路。在電路中變壓器二次側接成星形是為了得到零線，而一次側接成三角形是為了避免 3次諧波流入電網。陰極連接在一起的 3 個晶閘管（VT1，VT3，VT5），稱為共陰極組，這種接法為共陰極接法。陽極連接在一起的 3 個晶閘管（VT4，VT6，VT2），稱為共陽極組，這種接法為共陽極接法。而我們習慣上也希望是晶閘管是按順序導通，即導通順序為 VT1－〉VT2－〉VT3－〉 VT4－〉VT5－〉VT6。

表 1 三相橋式全控整流電路晶閘管工作情況

從表中，我們可以總結出三相橋式全控整流電路的一些特點：

（1）每個時刻均需 2 個晶閘管同時導通，形成想負載供電的回路，其中一個是共陰極組的，一個是共陽極組的，且不能為同一相的晶閘管。

（2）對觸發脈沖的要求：6 個晶閘管的脈沖按 VT1－〉VT2－〉VT3－〉 VT4－〉VT5－〉VT6 的相序，相位依次相差 60 度，VT1,VT3,VT5 的脈沖依次相差 120 度，共陽極組VT4,VT6,VT2 也依次相差 120 度；同一相的上下兩個橋臂，即 VT1 與 VT4，VT3 與 VT6，VT5 與 VT2 脈沖相差 180 度。

（3）整流輸出電壓 Ud 一周期脈動 6 次，每次脈動的波形一樣，故該電路為 6 脈波整流電路

（4）在整流電路合閘啟動過程中或電流斷續時，為確保電路的正常工作，需保證同時導通的 2 個晶閘管均有觸發脈沖。為此，可用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于 60 度（一般去 80°-100°），成為寬脈沖觸發。另一種方法是：在出發某個晶閘管時，給序號緊前的一個晶閘管補發脈沖。即用兩個窄脈沖代替寬脈沖，兩個窄脈沖的前沿相差 60°，脈寬一般為 20°-30°，即為雙脈沖觸發。一般三相橋式全控整流電路都是給阻感負載和反電動勢阻感負載比如直流電動機供電。直流電動機可以看做是阻感負載的一種，它的波形圖和三相橋式全控整流電路帶阻感負載的波形圖基本上是一致的，以下就為三相橋式全控整流電路帶阻感負載 a =0的波形圖。

當 a ≤60時，Ud 波形連續，電路的工作情況十分相似，各個晶閘管的通斷情況，輸出整流電壓 Ud 波形，晶閘管承受的電壓波形等都是一樣的。而當 a >60時，帶阻感負載時的工作情況就和帶電阻負載時有不同之處了。帶阻感負載時，由于有電感 L 的作用，Ud 波形會出現負的部分。若電感 L 的值足夠大的話，Ud中正負面積可以認為基本相等，這樣的話平均值就近似為零了。而電阻負載時，ud 波形不會出現負的部分。所以我們可知帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的 a 角移相范圍為 0°～90。

從上圖我們可以看到，如果電感值等于 90°時，Ud 中正負面積可以認為基本相等，這樣的話平均值就近似為零了。而整流輸出電壓是不能為負的，所以帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的 a 角最大值為 90°。其實三相橋式全控整流電路帶負載不同，波形的區別不是很大，主要的區別在負載的電流波形上，因為如果是阻感負載的話，電感有平波的作用，在電感為無限大時，我們可以看做輸出電流波形為一條直線。但是電感不可能無限大，而且直流電動機的電感也不是很大，所以還是會有紋波，而且如果出現電流斷續的情況的話，那么電動機的機械特性將會很軟，所以為了克服這個缺點，我們一般會給主電路中直流輸出側，直流電動機串聯了一個平波電抗器。

二、串聯逆變電源工作原理 串聯逆變電源為電壓源供電，串聯逆變電源主回路原理圖如圖 4 所示。

電源由三相橋式整流橋和可控硅半橋逆變電路組成，運行時整流橋可控硅全導通，滿電壓工作。逆變器主電路由二組可控硅橋臂和二組諧振電容器及電爐線圈組成，半橋逆變電路適用于大功率低頻率恒壓源逆變器。逆變橋臂上兩個 SCR 交替導通，任何一只 SCR 導通一定要在串聯負載電流過零之后，即大于 SCR 關閉時間 TOT 之后，觸發導通，如圖 5，6 所示逆變器負載波形圖，當 SCR 電流過零后，與其并聯的反向二極管導通，其反向壓降把SCR 關閉，之后另一臂 SCR 才能觸發導通，逆變器的輸出工作頻率為 300—400Hz，工作頻率越高，輸出功率越大。

圖 5 為逆變器觸發脈沖和負載波形圖，把可控硅視為理想開關，瞬時導通和關斷，電感 L 和電阻 R 串聯，等效于爐體的負載，觸發脈沖頻率略低于負載諧振頻率 f。

半橋逆變器工作電流流動路經的描述 圖 6 為簡化的逆變器電路圖，逆變運行時，電流通過逆變器和爐體線圈 L的路徑，逆變器的工作波形如圖 7 所示，逆變工作前恒定直流電壓 Ud 為電容 C1、C2 均分，各充電至 1／2Ud，均為上正下負電壓，當 t=to 時 SCRl 被觸發導通，電容 C1 電荷通過 SCRl-Lf-Rf -C1 下端放電，另一路是使 C2 充電，+Ud 由 CF 上端-SCRl-Lf-Rf-C2-CF 下端，這二路都是同一諧振電路的一部份，由于 C1=C2，因而兩路的工作頻率相同，等于 C=C1+C2，Lf-Rf 組成的諧振頻率。當 t=t1 時 C1放電結束，C1 電壓為零，C2 上電壓必定充電到Ud，因為 CF 兩端電壓恒定，其值等于 C1 和 C2 電壓之和，此時流過負載線圈的電流為最大，I=I1+I2，由于在爐體線圈中儲蓄的磁場能量作用下，繼續維持上述兩路電流流動，使電容 C1 反向充電，下正上負，而 C2 則從 Ud 值繼續升高，直到 t=t2 時，磁場能量降至零，線圈 Lf 電流 I=0，這時 C1 上反壓和 C2 上正向電壓都達到最大值，到此流過爐體線圈的電流為半個正弦波周期。

接著住 C1，C2 電容電壓的作用下，形成兩路和前述兩路路徑基本相同，只是 DI 代替SCRl 通過電流，而電流方向與前完全相反，此電流仍按正弦波規律變化，直到 t=t4 時，C1 正向充電到 1／2Ud，C2 電壓也恢復到 1／2Ud，爐體線圈電流又降至零，至此通過爐體負載的電流完成一個正弦波周期，當放電電流通過二極管 D1 時，其反向壓降使 SCRl 關斷，如果在大于可控硅 SCRl TOT 關斷時間，及時將 SCR2 觸發導通，電流 14 通過C1-Rf-Lf-SCR2-CF 下端，對 C1 充電，爐體線圈從電源吸取的電能，其電流與放電電流方向一致，觸發 SCRl 的時間越接近TOT，爐體線圈輸出的功率就越大，如果 SCR2 一直不能通，上述放電電流將形成爐體感應器電流的負半周，當電流到達零時，C1 和 C2 上的電壓將相等，等于 1／2Ud。 需要其它中頻爐資料或配件聯系Q352624827或偉信jishu156，負載在 SCRl 或 SCR2 導通期間，從電源獲取電能，在 D1，D2 導通期間，電容中的電能又反饋到電源，顯然 D1 是在 SCRl 電流過零到 SCR2 導通期間導通。D1 導通時間一定要大于 SCRl 的關斷時間 TOT，SCR2 導通后，SCR2 便接過 D1 中的電流，使 D1 自行關斷，D2 的工作過程與 D1 相同，只不過用來使 SCR2關斷。圖 8 為逆變運行時，示波實器測波形

諧振回路的自然諧振頻率 f0 在運行中不是固定不變的，電感 L 和等效電阻 R隨著溫度和爐料的多少而不斷變化，對一定容量的爐體是在一定范圍內變化。電壓源串聯逆變器的觸發脈沖頻率始終低于負載諧振頻率，當觸發脈沖頻率接近諧振頻率時，負載阻抗降低，輸出功率增加。當觸發脈沖頻率越低于負載諧振頻率時，負載阻抗增大，輸出功率便減小。如圖 9 所描繪的頻率對功率的變化曲線，因此電爐始終在低于諧振頻率下工作。

三、JHX-CL3 型控制板JHX- CL3 中頻電源控制板，是本公司開發研制的新型可控硅串聯逆變電源的控制板，它可單電源工作也可以實現一拖二工作，并可方便與單整流橋（3 相 6 脈）、雙整流橋（6 相 12 脈）及四整流橋（12 相 24 脈）配合工作。主要由電源、調節器、保護電路、啟動演算電路、逆變頻率跟蹤、逆變脈沖形成、脈沖放大及脈沖變壓器組成。其核心部件采用美國生產的高性能、高密度、超大規模專EPM7128 集成電路，使其電路除調節器外，其余均實現數字化，而且可靠性高、脈沖對稱度高、抗干擾能力強、反應速度快等特點。整個控制電路除逆變末級觸發單元外，做成一塊印刷電路板結構。功能上包括電源、調節器、保護電路、逆變觸發、啟動演算等，除調節器為模擬運算電路外，其余為數字電路。組成該控制板的核心器件是大規模可編程集成芯片，型號為EPM7128 它是一塊專用大規模數字集成電路，有 3 路時鐘輸入口，35 路輸入/輸出口，內部功能包括整流移相觸發、逆變觸發、逆變觸發、逆變引前角鎖定、整流電流過流保護、輸出電流過流保護、過壓保護、水壓低保護、水溫高保護保護?？刂瓢灏l光二極管工作狀態

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