中频炉应用

wcm896600

中频炉结构和原理，以及维护维修方面的资料。越详细越好，最好有图的。

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中频炉采用200-2500Hz中频电源进行感应加热，熔炼保温，主要用于熔炼碳钢，合金钢，特种钢，也可用于铜，铝等有色金属的熔炼和提温.设备体积小，重量轻，效率高，耗电少，熔化升温快，炉温易控制，生产效率高。
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    中频炉工作原理
& ]2 [2 R) w. d
    中频炉，中频电炉使用电源方式不同于工频电锅炉，是将380V的工频交流电源输入中频电源柜（中频电源柜内具有过压保护、过流保护、如有过压、过流现象会自动停机报警），在中频电源柜内将工频交流电源整流为单相直流电，再通过逆变成为单相交流中频电压、电流（单相交流中频电压、电流是安全的），将单相交流中频电压、电流输入加热器产生感应电对锅炉内的物体进行感应加热。

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中频电源调试及维护

     3.1整流部分的调试

+ T7 n( ^& V3 Y' ~+ S     调试前，应该使逆变桥不工作。例如：把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级的输入线，使逆变桥的晶闸管无触发脉冲。再在整流桥口接入一个约1～2KW的电阻性负载。电路板上的If微调电位器W2顺时针旋至最高端，(调试过程发生短路时，可以提供过流保护)。主控板上的DIP开关均拨在ON位置；用示波器做好测量整流桥输出直流电压波形的准备；把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。

     送上三相电(可以不分相序)，检查是否有缺相报警指示，若有，可以检查进线快速熔断器是否损坏。
4 O  C% |( {. T, o" Z) v) _9 Q
     把面板上的“给定”电位器顺时针旋大，直流电压波形应该几乎全放开，再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小，调节整流板上的W4微调电位器，使直流电压波形全关闭，移相角约150度。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。
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     把逆变桥接入，使逆变触发脉冲投入。把电路板上的Vf微调电位器W1顺时针旋至最高端，(调试过程发生逆变过压时，可以提供过压保护)。把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，这时逆变桥便工作。当出现直通现象时，继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至一半，此时直流电流表应指示到额定电流的25%左右，若电流表的指示不为额定值的25%，可调节控制板上的W2反馈微调电位器，使直流电流表达到额定值的25%左右。一旦逆变起振后,直流电流就可接近额定电流值,精确的额定电流整定,要在满负荷运行时才可进行。

+ ^* o+ k: n9 r! g$ o0 L     若把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，逆变器便起振,不出现直通现象,可调节中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下,就不会起振了。

; I0 x( Z" A; z" B5 D     3.2逆变部分的调试

/ p4 h3 Y) P" L& x2 [1 u8 F     3.2.1 首先应校准频率表，用示波器测逆变触发脉冲的它激频率(它激频率可以通过W6来调节),调节W7微调电位器,使频率表的读数与示波器测得的相一致。
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     3.2.2 起振逆变器,调节控制板上的W6微调电位器，使其略高于槽路的谐振频率。把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，这时它激频率开始扫描,逆变桥进入工作状态，当起动成功后,控制板上的“P.P”指示灯会熄灭。可以把面板上的“给定”电位器旋大、旋小反复操作,这样,它激信号也反复作扫频动作。若不起振,可调节中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下。此步骤的调试,亦可使DIP-2和DIP-3开关处在OFF位置,此时加入了重复起动功能,电压环也投入工作。

     3.2.3 逆变起振后,可做整定逆变引前角的工作,把DIP-1开关打在OFF位置,调节W5微调电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.2左右;再把DIP-1开关打在ON位置,调节W3微调电位器,使中频输出电压与直流电压的比为1.5左右,此项调试工作可在较低的中频输出电压下进行。注意,必须先调1.2倍关系,再调1.5倍关系,否则顺序反了,会出现互相牵扯的问题。

     3.2.4 下一步可以在轻负荷的情况下整定电压外环。主控板上的DIP-3开关拨在OFF位置，W1微调电位器顺时针旋至最大，把面板上的“给定”电位器顺针旋大，逆变桥工作。继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大，逆时针调节W1微调电位器，使输出的中频电压达到额定值。在这项调试中,可见到阻抗调节器起作用的现象,即直流电压不再上升,而中频输出电压却还能继续随“给定”电位器的旋大而上升。
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' ~% q& }- \/ W8 w     3.3过压保护
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- z+ u  ?% W% k     控制电路上已经把过压保护电平固定在额定输出电压的1.2倍上,当进行额定电压整定时,过压保护就自动整定好了。若觉得1.2倍不合适,可改变控制板上的R13电阻值,增大R13,过压保护电平增高;反之减小。

     3.4过流保护
6 R8 c% t# D* w' S& s+ }
. h; b+ Z2 x3 I" j, O! r; L* @     控制电路上已经把过流保护电平固定在额定直流电流的1.5倍上,当进行额定电流的整定时,过流保护就自动整定好了。若觉得1.5倍不合适,可改变控制板上的R43电阻值,增大R43,过流保护电平增高;反之减小。

     3.5额定电流整定

     在满负荷下调节控制板上的W2反馈微调电位器，使直流电流表达到额定值。
( B7 K, @0 D$ Z# W1 j. k( B
     七 、控制板的接线端子与参数:
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     控制板共有32个M3接线端子，各端子功能表见下表。
% D# W' N  z- S! H
功   能
* @5 P' m; t* v8 s+ K 端子号
) e2 g! S( i0 D( z  b, _. K% S 参    数

故障输出
CON1-1

CON1-2
常开接点AC  5A/220V，DC  10A/28V

常开接点的定触头，接电源N线

电压反馈信号
CON2-1
2 X: I' [4 l# ^
CON2-2
% h2 k' Z! v- a! T) G; j Vf
9 V9 d, c) H" k9 r" F6 k, h! b
: a9 D! Y) I# ?# r  o中频电压12V

电流反馈信号
% p7 q6 x% x, W CON2-3  CON2-10

CON2-4  CON2-11

CON2-5  CON2-12
If

8 H- [4 Y$ R6 h% y8 X8 a1 o% C1 ?AC，三相12V

# Z/ s* E" o) d: {5 t8 [控制信号
CON2-6

  J" e8 Z4 G& {7 r7 UCON2-7
! f, A" ^; F+ d  q RST  悬空为运行状态，接地为停止运行和故障复位平
# `. m. G8 N, O- C8 ~" i$ B
5 G. a* A( y( JGND  控制信号接地端（与给定共用）

给    定
CON2-7
: w- |# y9 t7 p4 M; y3 J3 j7 y) U/ w* u
+ b. ]; @6 J% z5 d# p# ^CON2-8

CON2-9
# u& }" I+ O" ^5 H. V' Y GND 给定接地端
1 d2 |7 S" I% n: u. |
Vg  给定：DC，0～+15V

3 t. g. C: ~6 J) H4 I& F7 HVcc  DC，+15V，最大输出20mA
, e" W: E7 p6 }" e) [1 c
电    源
" p' o) i+ i7 ?, I! A  Q CON3-1
/ `# w+ V- v4 ?) y" L; Y
9 J& @! n7 d/ L! O& Y7 N+ d: ]( {CON3-2
# Z$ r! G3 Y2 O. R- U 17V

AC17V/2A

" i6 V/ C3 Q. l! S6 y逆变脉冲输出
  h5 x: ]/ f, Y, | CON3-3
. k  K3 n9 J+ q* M( [& v7 a
CON3-4

" |2 l' H0 q$ l+ S3 U, ACON3-5
+22V 逆变输出公共端   E端

9 S8 a  U; H4 E& D' ~' |OUT  逆变输出端，最在输出15A
2 e8 n6 j; y! e
8 ?1 T3 m3 ]+ W+ _/ U% w( j- WOUT  逆变输出端，最大输出15A
1 Z9 i0 U# Q' M4 c( Y1 E4 H  v
外故障输入
CON3-6
0 |4 g0 p0 K0 A0 d7 q- A9 A


7 v2 K$ a4 e! B& H1 cCON3-7
WP  接地为故障状态，OH灯亮，带3秒延时

8 ?$ R9 j2 B5 s6 X7 YGND 外故障接地端

频率表
CON3-8

CON3-9
Vcc频率表正端基层F 频率表负端（5mA输出）
0 p; F4 V  [2 [& Y; n
整流脉冲输出
6 S" q% T: M" ~ G1～G6 2G1~2G6
, i2 J6 j# F; t
K1～K6 2K1~2K6
2 e4 x  _. M+ P4 @ 接1～6、7~12号晶闸管控制极

6 b. v+ I% H. F接1～6、7~12号晶闸管阴极


: }/ f7 Z: t' F& Z5 x6 e. }1 F$ L8 Q
/ m1 I+ n$ \) u, `6 i$ h     八、发光二极管工作状态:

代        号
  x1 Q; G, d4 L/ V! o" W 发光二极管亮时指示状态

3 d6 h) q- ^" t& Q9 B5 |3 MPOWER
  U( j! A5 H- ?+ S; CWPL
OC
, ]% ^2 x9 h! qLV
OV
* l1 V9 J4 _2 L+ U4 C/ K$ x2 COP
' w* @6 g: d, f8 @; HLED1～LED12
$ r! q0 r0 w  P 控制板带电，工作

! ~9 ?/ ]+ e9 B( m水压低故障

8 ^/ O7 j/ h4 S' H, s0 r过电流故障

控制板欠电压故障

% a' d" q: l- _$ s& ]中频过电压故障
* |. d  l. r8 k/ H! [% n2 B
& \# B% K1 b5 O+ ^, k6 d5 f三相输入缺相故障
) `  c. p8 `" B# G( _
9 E4 S0 Z( ?4 z0 v8 ]/ D12路整流脉冲指示，正常为微亮或不亮，亮表示SCR门极接反或开路
7 Q- C6 a- E8 \! Z$ a4 J/ d* t0 e


) \1 ?6 ]3 p8 H( o     九、电位器:

     W1（If）最大输出电流设定电位器，当有电流反馈时可设定最大输出电流，顺时针方向为最小，最大调节范围约2倍。

# t) _* \# ]7 K9 Y) c! p7 N     W2（Vf）最大中频输出电压设定电位器，当有电压反馈时可设定最大中频输出电压，顺时针方向为最小，最大调节范围约2倍。

     W3（θmax）最大逆变引前角设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围约为40°～60°。
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     W4（θmin）最小逆变引前角设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围20°～40°。

     W5（F）外接频率表设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围约3倍。

; f. y5 y5 M/ U7 C" D( i5 W     W6（Fmax）最大它激逆变频率设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围2倍。
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     W7（2If）最大输出电流设定电位器，当有电流反馈时可设定最大输出电流，顺时针方向为最小，最大调节范围约2倍。
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& g  r0 ?2 P+ j( l$ m; x     十. 维护与保养:
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. M/ e$ A5 q7 a! G: v9 g2 W- `     晶闸管变频装置与中频发电机组比较，有省电、无噪声、调节方便等许多优点，但是，由于半导体器件的过载能力较差，因此，合理使用，正确操作与精心维护，是晶闸管变频电源安全运行避免故障的重要保证。在连续运行的生产线上搞好装置的维护保养尤为重要。

+ P9 `$ d; y) w3 e9 o3 m* u     1.经常清除电源柜内积尘，尤其是可控硅管芯外部，要用酒精擦除干净。运行中的变频装置一般都有专用机房，但实际作业环境并不理想。在熔炼锻压工序，粉尘很大振动强烈；在透热淬火工序，装置常靠近酸洗、磷化等作业设备，有较多腐蚀性气体，这些都会对装置的元件起到破坏作用，降低装置的绝缘强度。在积尘较多时，往往会发生元件表面放电现象，因此必须注意经常清洗工作，防止故障发生。
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     2.经常检查水管接头扎结是否牢固，清理冷却水管内壁水垢，在使用自来水、井水作为装置的冷却水源时，更易积存水垢，影响冷却效果。在塑料水管老化产生裂纹时，应及时更换。装置在夏天运行时采用自来水、井水冷却往往容易发生凝露现象。应该考虑使用循环水系统，凝露严重时应该停止运行。

4 K2 X! _: ~4 _- R2 Y     3.定时对装置进行检修，对装置各部的螺栓、螺母、压接进行检查和紧固。接触器、继电器的触头有松动或接触不良，均应及时修理更换，不要免强使用，防止引起更大事故。定期校验装置的过流、过压等保护系统，防止保护失灵。
: Z2 n2 W* e4 W  H0 H
) y  J" M- W8 J     4.经常检查负载的接线是否良好，绝缘是否可靠，透热感应圈内积存的氧化皮要及时清理；隔热炉衬有裂纹时，要及时更换；熔炼炉在更换新炉衬后，应注意检查绝缘。变频装置的负载都设在工作现场，故障比较高，而往往被人忽视，因此，加强对负载的维护，防止故障波及变频电源是保证装置正常运行的重要一环。

% R: f/ H! I" U. Y" C8 c     十一.操作规程:
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     1.中频电源开机操作程序：
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+ f6 t$ Q" ?( L* U  h* L4 T     1.1开启水泵，检查各支路流水应畅通无阻。
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     1.2将“控制电源”开关搬向“合”的位置，“控制电源指示”灯亮。
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- |: C/ n* P- D# k4 M( ?/ j     1.3合断路器开关，并将功率电位器逆时针旋至零位。若无故障指示，将中频启动开关搬向“启动”的位置，“中频指示”灯亮。
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$ a* A1 ]4 i3 ^. ^     1.4以上动作完成后，缓慢旋动功率电位器，观察直流电压和中频电压，当听到中频叫声后，说明已经启动，继续旋动功率电位器，调至所需的电压和功率，装置进入正常运行状态。

; o3 ~# c$ R# y6 w2 z3 ?9 l+ [     1.5选择适当的工件加热节拍输入推料时间，打开气源，打开推料运行开关，推料机构周期性运行。装入工件，由气缸自动推入感应器内进行加热，在中频功率一定的情况下，加热温度可由推料时间微调。通过调节气缸磁性开关的位置，可以调整气缸运行距离；调节进气压缓冲阀，可以调整气缸推料速度。

     2．中频电源关机操作程序：
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     2.1先将功率电位器旋至零位。

! V' z  G/ E- h+ n' ]3 [3 a( r$ d     2.2按顺序将“中频”开关搬向“停”位置，“控制电源”开关搬向“分”的位置，再分断主供电开关,此时装置完全停止工作。
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# c; V8 z* U9 c     2.3用冷工件将感应器中已加热的工件置换出来，然后驱除炉中所有工件，同时关闭推料开关和气源。用气吹干净炉膛内残留的氧化皮。
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# v' D' c; Z/ m7 R9 S8 ?. F2 B     2.4冷却水应在中频电源停止工作半小时后再关闭.

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感应线圈要通电，内部还要通水，线圈采用空心铜管，铜管的内外绝缘问题怎么解决？如果绝缘破坏，是否有危险？