武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司三相控制觸發(fā)板是以工業(yè)級單片機和電源變壓器、脈沖變壓器為核心, 結(jié)合外圍器件來實現(xiàn)對可控硅三相全控、半控橋的觸發(fā)控制,采用鎖相環(huán)技術(shù)及過零觸發(fā)的方法,實現(xiàn)觸發(fā)脈沖與電源信號(線電壓)的同步,提高了觸發(fā)器的抗干擾能力,改善了三相觸發(fā)脈沖的對稱性,由軟件控制可產(chǎn)生不同順序的6組觸發(fā)脈沖,適應(yīng)不同性質(zhì)負(fù)載,控制精度高,動態(tài)特性好。脈沖不對稱度 0.1 ,用軍工脈沖變壓器觸發(fā),脈沖前沿陡度 0.2uS,雙屏數(shù)碼顯示,功能、參數(shù)設(shè)定采用按鍵操作,故障、報警采用LED 顯示,操作簡單、方便,顯示直觀。
一、特點
1、采用寬電源供電,可提供顯示板完成字符人機操作界面,輸入信號故障指示以及輸入輸出可組態(tài),方便用戶使用和維護
2、多功能組合報警,有報警延時,防止誤動作,超溫自動關(guān)輸出,過流報警,啟動斷開報警,也可取消該功能。
3、A/D采集穩(wěn)定,自動消除溫漂處理,參數(shù)可修改,掉電自動記憶。
4、適用于多形式的可控硅觸發(fā),多種不同負(fù)載接線方式,具有可配置性。
5、可任意配置軟啟軟關(guān)功能,外接電阻時可手動輸出。
6、支持標(biāo)準(zhǔn)的Moudbus-RTU協(xié)議, RS485硬件接口。
7、60 脈沖列觸發(fā)方式,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強;輸出具有防燒保護功能。
二、控制原理
2.1整體設(shè)計框圖
2.2 核心電路說明
此電路為NZK-M系列可控硅三相觸發(fā)模塊電流反饋電路,IA1、IA2端接電流互感器(HWGS-3B/2.5mA)次級繞組,初級接負(fù)載電流,反饋電流經(jīng)電流互感器變比后再經(jīng)過電流反饋電路和單片機處理。
三、負(fù)載常規(guī)控制理論
3.1 變壓器控制
1)變壓器的設(shè)計容量不足,造成當(dāng)電流增加到一定程度時變壓器鐵芯飽合,導(dǎo)致電流劇增、波形畸變、損壞器件,則需重新設(shè)計變壓器,或加負(fù)載zui大電流限制功能。
2)運行過程瞬間斷電后又上電等,造成上電時的磁通極性與剩磁極性(固有剩磁和瞬間斷電正在衰減的磁場)的 撞車 ,產(chǎn)生危害性沖擊電壓、電流。所以電感負(fù)載尤其是變壓器,應(yīng)采用上電緩起動,逐步順磁和緩關(guān)斷逐步衰減磁場。
3)變壓器為感性負(fù)載,窄脈沖觸發(fā)不可靠。脈寬可變直流觸發(fā)技術(shù),能提供負(fù)載電流到達(dá)晶閘管擎駐電流的足夠時間,確??煽坑|發(fā)。注:變壓器負(fù)載不能空載調(diào)試、運行。
3.2純金屬類
1)硅鉬、鉬絲、鎢、白金、石墨等負(fù)載冷態(tài)電阻小,低、中溫段需限壓和限流;隨著溫度增高,電阻按線性增大,在高溫段反而需增加負(fù)載電壓??煽毓枞嘁葡?過零觸發(fā)模塊的電流限制功能,是專門為這類負(fù)載設(shè)計的。此外,帶有多組PID 和調(diào)節(jié)輸出限幅的儀表,也可控制負(fù)載電流。例如:本公司的XMA-55系列儀表或島電的FP21等可設(shè)計低、中、高溫區(qū)的調(diào)節(jié)輸出限制。
3.3硅碳棒
2)一般采用緩起動 1 分鐘或更長和電流限制,避開在700℃附近負(fù)阻的沖擊電流(新棒更明顯)。
3.4 恒阻(泛指冷熱阻變化小的負(fù)載)
1) 控制策略較簡單,可采用過零調(diào)功方式,克服調(diào)壓方式功率因數(shù)低、污染電網(wǎng)的缺點。周期過零(占空比控制),一般采用大功率SSR 實現(xiàn)。周波過零調(diào)功,負(fù)載電流以全正弦波為單位均勻分布,多臺設(shè)備運行時,總動力電流相對均衡(避免了周期過零方式電流集中),改善爐溫均勻性,避免了電流表撞針,重要的是:提高了電源利用率和避免電力設(shè)備增容,節(jié)電效果十分明顯??煽毓枞嘁葡?過零觸發(fā)模塊是調(diào)功調(diào)壓一體化設(shè)計,既可調(diào)壓也能調(diào)功(周期和周波過零兩種方式),可滿足不同的控制策略。
四、SCR可控硅觸發(fā)理論
晶閘管由截止到導(dǎo)通需要在控制極上加以一定的觸發(fā)信號,觸發(fā)信號可以是直流、交流信號或脈沖信號,但通常使用的都是脈沖信號,
4.1 晶閘管SCR對觸發(fā)電路的基本要求
1) 觸發(fā)信號應(yīng)有足夠的觸發(fā)功率(電壓和電流),一般觸發(fā)電壓為4-10V,觸發(fā)電流為幾十到幾百毫安,因此要求脈沖變壓器初級直流電源電壓不小于15V左右(一般為18-24V)
2) 控制極平均功率不PG不能超過允許值,對于的晶閘管應(yīng)小于0.5W,10-50A的小于1W等。
3) 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的寬度,因為晶閘管的開通時間約為6us,故觸發(fā)脈沖寬度不能小于6us。
4) 在采用強觸發(fā)時, 晶閘管控制極功率可能超過允許平均功率的幾倍,但允許的峰值功率比平均功率大得多,由于強觸發(fā)時晶閘管的開通時間很短,因此強觸發(fā)脈沖可以很窄,常用強觸發(fā)脈沖波形如下:
5) 為了使觸發(fā)時間準(zhǔn)確,要去觸發(fā)脈沖上升沿要陡,在10 us以下.
6) 具有抗干擾能力,觸發(fā)時觸發(fā)電路的輸出電壓應(yīng)小于0.15-0.2V,為避免誤觸發(fā),必要時可在控制極加上1-2V的負(fù)電壓。
7) 觸發(fā)脈沖必須與加在晶閘管上的電源電壓同步,以保證主電路中的晶閘管在每個周期的導(dǎo)通角相等,而且要求觸發(fā)脈沖發(fā)出的時刻能平穩(wěn)地前后移動(即相角),同時還要求移相范圍足夠?qū)挕?p>
4.2常用脈沖觸發(fā)形式
根據(jù)負(fù)載形式的不同,可以選擇6種不同脈沖的觸發(fā)形式,具體如下:
1) 窄脈沖:其脈沖寬度T=30-100us,適用于電阻性負(fù)載和小功率晶閘管,如圖(a)
2) 寬脈沖:其脈沖寬度T=100us-5ms,適用于感性負(fù)載,根據(jù)電感的強弱選取適當(dāng)?shù)拿}沖寬度如圖(b),弱電感性負(fù)載,可選取1ms以下 ,強電感性負(fù)載,可選取1-5ms,對于三相全控橋式電路,如果不是采用雙脈沖觸發(fā)為了使順相序的兩個晶閘管同時被觸發(fā),脈沖寬度必須大于60 電角度,一般取5ms左右。
3) 連續(xù)脈沖:其脈沖寬度T=180 - ( 為晶閘管導(dǎo)通角),適用于強電感性負(fù)載,如圖(c)
4) 雙脈沖:雙脈沖主要是為了適應(yīng)三相全橋式電路要求,使相鄰兩個元件同時得到觸發(fā)脈沖,如圖(d)
5) 脈沖列:載波頻率為5-20kHz,任何一種寬度的脈沖都可調(diào)制成脈沖列,主要是簡化了脈沖的傳送,如圖(e)
6) 組合脈沖:在觸發(fā)串聯(lián)或并聯(lián)的晶閘管時,要求觸發(fā)電流有很高的上升率,如(1-3)A/us,當(dāng)脈沖寬時,脈沖變壓器匝數(shù)必然多,漏感大,難以達(dá)到很高的電流上升率,如圖(e),為此,需采用上升率高的窄脈沖和寬脈沖組合方式。
五、總結(jié)
輝達(dá)工控觸發(fā)板的所有控制參數(shù)均為數(shù)字量,無溫度漂移變化,運行穩(wěn)定、工作可靠。強抗干擾能力,采用獨特措施,惡劣干擾環(huán)境正常運行。通用性強,適用范圍寬,觸發(fā)板適應(yīng)任何性質(zhì)負(fù)載,手動、自動;穩(wěn)流、穩(wěn)壓;電位器控制、模塊控制可任意選擇和切換,適應(yīng)多于六個晶閘管元件的各種大型可控整流設(shè)備。具有完善故障、報警檢測和保護功能。實時檢測過流、過壓、控制板內(nèi)部故障。設(shè)有開機軟啟動、急停軟關(guān)保護。調(diào)試簡便,觸發(fā)板調(diào)試不用示波器和萬用表。每一塊觸發(fā)板均經(jīng)過了嚴(yán)格的軟件測試、硬件老化,以確保工作穩(wěn)定可靠。
主要應(yīng)用領(lǐng)域:鹽浴爐、工頻感應(yīng)爐、淬火爐溫控;熱處理爐溫控;玻璃生產(chǎn)過程溫控;金剛石壓機加熱;大功率充磁/退磁設(shè)備;半導(dǎo)體工業(yè)舟蒸發(fā)源;航空電源調(diào)壓;真空磁控濺射電源;紡織機械;水晶石生產(chǎn);粉末冶金機械;隧道電窯集散溫控系統(tǒng);彩色顯像管生產(chǎn)設(shè)備;冶金機械設(shè)備;交直流電機拖動;石油化工機械;電壓、電流、功率、燈光等無級平滑調(diào)節(jié),恒壓恒流恒功率控制等領(lǐng)域。
為了滿足不同層次的需求,武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司正在加強新產(chǎn)品的開發(fā),并不斷推陳出新。為了滿足您的特殊要求,我們愿為您單臺定制。您在使用我們產(chǎn)品時,可能還會發(fā)現(xiàn)一些不盡人意的地方,請您提出寶貴意見,我們在此表示衷心感謝。
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時閱讀專業(yè)資訊