KGPF25－0.3－2.5型中頻加熱電源
它屬于KGPF(S)系列中頻加熱電源中的一種，是一種靜止變頻裝置，利用可控硅將三相工頻交流電變成單相中頻交流電來(lái)滿(mǎn)足中頻加熱的需要(圖2為其系統(tǒng)框圖)，對(duì)各種負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于晶體生長(zhǎng)、煅造、冶煉、精密鑄造、熱處理、焊接、彎管等領(lǐng)域。
1、主電路工作原理
中頻加熱電源主電路(圖3)的工作原理是將三相50Hz交流電經(jīng)過(guò)三相全控整流橋V1～V6整流成電壓可調(diào)的脈動(dòng)直流，再通過(guò)平波電抗器G將脈動(dòng)的直流電濾波變成光滑平穩(wěn)的直流電送到單相逆變橋V7～V10，最后通過(guò)逆變橋?qū)⒅绷麟娮兂蓡蜗嘀蓄l交流電供給負(fù)載。負(fù)載部分是由感應(yīng)加熱線圈L及補(bǔ)償中頻電容器C組成的并聯(lián)振蕩電路。該電路對(duì)負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
?電源的輸出頻率是由LC并聯(lián)振蕩電路的諧振頻率決定的。由于逆變橋的觸發(fā)脈沖同步信號(hào)取自負(fù)載回路，所以在負(fù)載回路參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，逆變橋輸出頻率也能相應(yīng)變化，起到自動(dòng)調(diào)頻作用。
?該裝置通過(guò)調(diào)節(jié)整流橋的觸發(fā)角來(lái)改變整流橋的輸出電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)電源的輸出功率的目的。
2、控制電路
由整流移相觸發(fā)控制電路、逆變觸發(fā)控制電路、電源和保護(hù)電路等幾部分組成。這里只對(duì)整流移相觸發(fā)控制電路和逆變觸發(fā)控制電路進(jìn)行介紹。
3、整流移相觸發(fā)控制電路
它由給定、電壓反饋、電流反饋、綜合放大、同步、移相觸發(fā)、電壓及電流限制和保護(hù)等幾個(gè)單元電路組成。給定可以是手動(dòng)電位器給定，也可以是由2604型智能溫度控制儀自動(dòng)給定。給定信號(hào)和反饋信號(hào)在綜合放大單元經(jīng)PI運(yùn)算后，形成控制電壓Uk。該控制電壓在移相觸發(fā)單元形成觸發(fā)脈沖，再去控制可控硅的開(kāi)通時(shí)刻，使整流橋輸出可變直流電壓。
整流移相觸發(fā)控制電路中的移相觸發(fā)電路采用了TC787高性能可控硅三相移相觸發(fā)集成電路。TC787是采用獨(dú)有的先進(jìn)IC工藝技術(shù)設(shè)計(jì)的單片集成電路，可單電源工作，亦可雙電源工作，主要適用于三相可控硅移相觸發(fā)和三相功率可控硅脈寬調(diào)制電路，以構(gòu)成多種調(diào)速或變流裝置。它具有功耗小、功能強(qiáng)、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、外接元件少等優(yōu)點(diǎn)，而且裝調(diào)方便、使用可靠。因此，TC787可廣泛應(yīng)用于三相半控、三相全控、三相過(guò)零等電力電子、機(jī)電一體化產(chǎn)品的移相觸發(fā)系統(tǒng)，為提高整機(jī)壽命、縮小體積、降低成本提供了一種更加有效的新途徑。
?在TC787的內(nèi)部(圖4)集成有3個(gè)過(guò)零和極性檢測(cè)單元、3個(gè)鋸齒波形成單元、3個(gè)比較器、1個(gè)脈沖發(fā)生器、1個(gè)抗擾鎖定電路、1個(gè)脈沖形成電路、1個(gè)脈沖分配器及驅(qū)動(dòng)電路。其工作原理可簡(jiǎn)述為：經(jīng)濾波后的三相同步電壓通過(guò)過(guò)零和極性檢測(cè)單元檢測(cè)出零點(diǎn)和極性后，作為內(nèi)部3個(gè)恒流源的控制信號(hào)；3個(gè)恒流源輸出的恒值電流給3個(gè)等值電容Ca、Cb、Cc恒流充電，形成良好的等斜率鋸齒波，鋸齒波形成單元輸出的鋸齒波與控制電壓Uk比較后取得相交點(diǎn)，該相交點(diǎn)經(jīng)集成電路內(nèi)部的抗干擾鎖定電路鎖定，保證相交唯一穩(wěn)定，使相交點(diǎn)以后的鋸齒波或移相電壓的波動(dòng)不影響輸出；該相交信號(hào)與脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖形成電路處理后變?yōu)榕c三相同步信號(hào)相位相對(duì)應(yīng)且與移相電壓相適應(yīng)的脈沖信號(hào)送到脈沖分配器及驅(qū)動(dòng)電路；假設(shè)系統(tǒng)未發(fā)生過(guò)電流、過(guò)電壓或其他非正常情況，則加在引腳5禁止端的信號(hào)為低電平時(shí)，脈沖封鎖功能無(wú)效，此時(shí)脈沖分配電路根據(jù)用戶(hù)在引腳6設(shè)定的狀態(tài)完成雙脈沖(引腳6為高電平)或單脈沖(引腳6為低電平)的分配功能，并經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)電路功率放大后輸出。
4、逆變觸發(fā)控制電路
逆變脈沖形成電路的同步信號(hào)取自中頻電源負(fù)載的電壓信號(hào)和電流信號(hào)的合成，從而保證了逆變橋輸出頻率的穩(wěn)定，同時(shí)也起到自動(dòng)調(diào)頻的作用。設(shè)備在起動(dòng)方式上采用電流調(diào)節(jié)跟蹤式零壓起動(dòng)方式，簡(jiǎn)化了起動(dòng)電路，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單方便。逆變觸發(fā)整形電路采用集成電路555，具有高輸入阻抗和比較強(qiáng)的輸出電流能力，可驅(qū)動(dòng)功放管進(jìn)行觸發(fā)脈沖放大，功放電路部分采用強(qiáng)觸發(fā)電路。
?由于在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中大量地采用集成電路(如TC787、555等)，以及在起動(dòng)方式上采用零壓起動(dòng)，使得控制電路更加簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備體積減小，成本降低，并提高了設(shè)備整機(jī)壽命。
5、結(jié)束語(yǔ)
KGPF25－0.3－2.5型中頻加熱電源運(yùn)用了TC787等集成電路及零壓?jiǎn)?dòng)方式，使得整個(gè)系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、可靠性高、控制精度高、寬范圍的速度控制及溫度控制調(diào)節(jié)等功能。
?KGPF25－0.3－2.5型中頻加熱電源經(jīng)用戶(hù)較長(zhǎng)時(shí)間的使用驗(yàn)證，其運(yùn)行效果良好，性能指標(biāo)優(yōu)異，完全滿(mǎn)足用戶(hù)的使用要求，并得到了用戶(hù)的稱(chēng)贊。