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    武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司三相控制觸發(fā)板是以高級(jí)工業(yè)級(jí)單片機(jī)和電源變壓器、脈沖變壓器為核心, 結(jié)合外圍器件來實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖與電源信號(hào)(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(duì)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(dòng)態(tài)特性好。脈沖不對(duì)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(bào)警采用LED 顯示，操作簡(jiǎn)單、方便，顯示直觀。

　一、特點(diǎn)

1、采用寬電源供電，可提供顯示板完成字符人機(jī)操作界面，輸入信號(hào)故障指示以及輸入輸出可組態(tài)，方便用戶使用和維護(hù)

2、多功能組合報(bào)警，有報(bào)警延時(shí)，防止誤動(dòng)作，超溫自動(dòng)關(guān)輸出，過流報(bào)警，啟動(dòng)斷開報(bào)警，也可取消該功能。

3、A/D采集穩(wěn)定，自動(dòng)消除溫漂處理，參數(shù)可修改，掉電自動(dòng)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(shí)可手動(dòng)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(qiáng);輸出具有防燒保護(hù)功能。

 

二、控制原理

2.1整體設(shè)計(jì)框圖

 

2.2 核心電路說明

 

 

 

 

　　1)變壓器的設(shè)計(jì)容量不足，造成當(dāng)電流增加到一定程度時(shí)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(jì)變壓器，或加負(fù)載******電流限制功能。

　　2)運(yùn)行過程瞬間斷電后又上電等，造成上電時(shí)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(chǎng))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(dòng)，逐步順磁和緩關(guān)斷逐步衰減磁場(chǎng)。

　　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(shí)間，確保可靠觸發(fā)。注：變壓器負(fù)載不能空載調(diào)試、運(yùn)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。可控硅三相移相/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(jì)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(jì)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(dòng)> 1 分鐘或更長(zhǎng)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(jiǎn)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(diǎn)。周期過零(占空比控制)，一般采用大功率SSR 實(shí)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(tái)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，總動(dòng)力電流相對(duì)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。可控硅三相移相/過零觸發(fā)模塊是調(diào)功調(diào)壓一體化設(shè)計(jì)，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、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(hào)，觸發(fā)信號(hào)可以是直流、交流信號(hào)或脈沖信號(hào)，但通常使用的都是脈沖信號(hào)，

 

4.1 晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的基本要求

 

　　1) 觸發(fā)信號(hào)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(jí)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(duì)于5A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?yàn)榫чl管的開通時(shí)間約為6us，故觸發(fā)脈沖寬度不能小于6us。

 

　　4) 在采用強(qiáng)觸發(fā)時(shí)， 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(qiáng)觸發(fā)時(shí)晶閘管的開通時(shí)間很短，因此強(qiáng)觸發(fā)脈沖可以很窄，常用強(qiáng)觸發(fā)脈沖波形如下：

5) 為了使觸發(fā)時(shí)間準(zhǔn)確，要去觸發(fā)脈沖上升沿要陡，最好在10 us以下.

 

　　6) 具有抗干擾能力，觸發(fā)時(shí)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(shí)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(gè)周期的導(dǎo)通角相等，而且要求觸發(fā)脈沖發(fā)出的時(shí)刻能平穩(wěn)地前后移動(dòng)(即相角)，同時(shí)還要求移相范圍足夠?qū)挕?/span>

 

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(qiáng)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(qiáng)電感性負(fù)載，可選取1-5ms，對(duì)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(gè)晶閘管同時(shí)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°-α(Α為晶閘管導(dǎo)通角)，適用于強(qiáng)電感性負(fù)載，如圖(c)

 

　　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(jiǎn)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(shí)，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(shí)，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)

 

　　本觸發(fā)板的所有控制參數(shù)均為數(shù)字量，無溫度漂移變化，運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠。強(qiáng)抗干擾能力，采用獨(dú)特措施，惡劣干擾環(huán)境正常運(yùn)行。通用性強(qiáng)，適用范圍寬，觸發(fā)板適應(yīng)任何性質(zhì)負(fù)載，手動(dòng)、自動(dòng);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(gè)晶閘管元件的各種大型可控整流設(shè)備。具有完善故障、報(bào)警檢測(cè)和保護(hù)功能。實(shí)時(shí)檢測(cè)過流、過壓、控制板內(nèi)部故障。設(shè)有開機(jī)軟啟動(dòng)、急停軟關(guān)保護(hù)。調(diào)試簡(jiǎn)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(cè)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(jī)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(jī)械;水晶石生產(chǎn);粉末冶金機(jī)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(jī)械設(shè)備;交直流電機(jī)拖動(dòng);石油化工機(jī)械;電壓、電流、功率、燈光等無級(jí)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，我們正在加強(qiáng)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?cè)笧槟鷨闻_(tái)定制。您在使用我們產(chǎn)品時(shí)，可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些不盡人意的地方，請(qǐng)您提出寶貴意見，我們?cè)诖吮硎局孕母兄x。

 

　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(gè)元件同時(shí)得到觸發(fā)脈沖，如圖(d)