MPU2FK电炉控制板

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1、 品牌：保定兴盛电炉 型号：MPU-2FK 熔化材料类型：有色金属熔炼炉供给:中频炉掌握板，中频感应加热设备,中频熔炼设备,中频感应淬火设备,中频感应透热设备；中频退火设备；中频回火设备；中频感应弯管设备。中频炉,中频熔铜炉,铸铁熔炼炉,中频炼钢炉,中频熔铝炉, 中频熔锌炉；工业热处理炉，淬火炉，透热炉，工业电炉，中频感应电炉,金属熔炼设备，热处理设 备，感应加热设备等.MPU-2FK 恒功率晶闸管中频电源掌握板主要由电源、调整器、移相掌握、保护电路、相序自适应电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。其核心部件承受高性能、高密度、大规模专用 MPU 集成电路，

2、使其电路除调整器外，其余均实现数字化，整流触发器局部不需要任何调整，具有牢靠性高、脉冲对称度高、抗干扰力量强、反响速度快等特点，又由于有相序自适应电路，无需同步变压器，所以，现场调试中免去了调相序、对同步的工作，仅需把 KP 晶闸管的门极线接入掌握板相应的接线端上，整流局部便能投入运行。逆变承受扫频式零压软启动方式，启动性能优于一般的零压软启动电路。并设有自动重复启动 电路，可防止中频电源间或的启动失败，使启动成功率到达 100%。频率跟踪电路承受的是平均值取样方案，提高了逆变的抗干扰力量，而且仅需取样中频电压信号，而无需槽路电容器的电流信号，免去了外接中频电流互感器、确定取样电流相位的苦恼。

3、因此，在调试和使用现场中，也不会由于中频输出线或取样电流互感器的相位接反，而产生中频电源不能启动的问题。逆变电路中还加有逆变角调整电路，可以自动调整负载阻抗的匹配，到达恒功率输出，可以制成“快速熔炼”的中频电源，到达节时、节电、提高网侧功率因数的目的此功能也可被送掉。逆变局部的主要电路均在 MPU-2 大规模集成电路的内部，亦是数字电路。MPU-2 掌握板全板仅有 7 只集成电路、6 只晶体管、6 只微调电位器、32 个引出端子，安装格外便利，适用于各种晶闸管并联谐振中频电源。MPU-2 掌握板在设计中征求了多方面的意见，实行了有效措施，使得调试极为便利，大多数参数的都由电路内部自动设定，需要

4、用户调整的只有 6 只电位器的参数设定，所以具有极强的通用性和互换性。2、产品名称产品名称：恒功率晶闸管中频电源掌握板3、适用装置适用于 400HZ-10KHZ 各种晶闸管并联谐振中频电源。4、正常使用条件4.1 海拔不超过 2023 米。4.2 环境温度不低于-10，不高于+40。4.3 空气最大相对湿度不超过 90%205时。4.4 运行地点无导电及爆炸性尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。4.5 无猛烈振动和冲击。5、主要技术参数5.1 主电路进线额定电压：100V660V50HZ留意 R3、R7、R11 的匹配5.2 掌握供电电源：单相 17V/2A。5.3 中频电压反响信号：AC

5、12V/15mA。5.4 电流反响信号：AC12V/5mA 三相输入。5.5 整流触发脉冲移相范围：=0130。5.6 整流触发脉冲不对称度：小于 1。5.7 整流触发脉冲信号宽度：600S、双窄、间隔 60。5.8 整流触发脉冲特性：触发脉冲峰值电压：12V触发脉冲峰值电流：1A触发脉冲前沿陡度：0.5A/S5.9 逆变频率：400HZ10KHZ。5.10 逆变触发脉冲信号宽度：1/16逆变频率。5.11 逆变触发脉冲特性：触发脉峰值电压：22V触发脉峰值电流：3A触发脉冲前沿陡度：2A/S逆变的触发脉冲变压器是外接的5.12 最大外型尺寸：23817540mm。5.13 故障信号输出：掌握

6、板在检测到故障信号时，输出一组接点信号，该接点容量为 AC：5A/220V：DC：10A/28V。6、电路原理整个掌握电路除逆变末级触发单元外，做成一块印刷电路板构造。功能上包括电源、整流触发、调整器、逆变、启动演算等，除调整器为模拟运算电路外，其余均为数字电路。组成该掌握板的核心集成电路为 IC6，型号为 MPU-2，它是一块专用超大规模数字集成电路， 有 3 路时钟输入口，31 路输入/输出口，内部功能包括整流移相触发、相序自适应、逆变触发、逆变引前角锁定、逆变重复起动、过流保护、过压保护、缺相保护、水压低保护、掌握板欠压保护，另外还有三个 0.2 秒钟的定时器。6.1 整流触发工作原理这

7、局部电路包括三一样步、相序自适应、压控时钟、数字触发、末级驱动等电路。三一样步信号直接由晶闸管的门极引线 K4、K6、K2 从主回路的三相进线上取得，由 R3、C1、R7、C2、R11、C3 进展滤波，再经 6 只光电耦合器进展电位隔离，获得 6 个相位互差 60 度的矩形波同步信号低电平有效，输入到 IC6 的 5P-10P。在 IC6 的内部有相序自适应电路，确保了中频电源的三相沟通输入可以不分相序。IC1D 及其四周电路构成压控时钟，其输出信号的周期随调整器的输出电压VK 而线性变化。压控时钟信号输入到 IC6 的 11P，作为数字触发的时钟 CL0K0。数字触发的特征是用计数时钟脉冲的

8、方法来实现移相，6 路整流移相触发脉冲均由 IC6 产生，IC2C、IC2D 及其四周电路组成定输出脉宽电路。6 路整流移相触发脉冲经 IC5 晶体管陈设放大后，驱动整流脉冲变压器输出，这里脉冲变压器承受的是反激工作方式。6.2 调整器工作原理共设有 2 个调整器：中频电压/电流调整器、逆变角调整器。其中电压/电流调整器IC3C，是常规的 PI 调整器，在启动和运行的整个阶段，该环始终参与工作；逆变角调整器IC3B用于使逆变桥能在某一 角下稳定的工作。调整器电路的工作过程可以分为两种状况：一种是直流电压没有到达最大值的时候，即 IC3D 没有限幅，而IC3A 工作于限幅状态，对应的为最小逆变

9、角，此时系统完全是一个标准的电压/电流闭环系统；另一种状况是直流电压已经到达最大值，即 IC3D 开头限幅，整流桥的调整不再起作用， 而 IC3A 退出限幅状态开头工作，调整逆变角调整器的 角给定值，使输出的中频电压增加，到达的平衡。此时，就有电压/电流调整器与逆变角调整器双环工作。中频电压互感器过来的中频电压信号由 CON2-1 和 CON2-2 输入后，分为两路，一路由 IC1A 进展电平转换后送到 IC6 的 30P，另一路经 D7-D10 整流后，又分为两路，一路送到电压/电流调整器，另一路送到过电压保护。由主回路沟通互感器取得的电流信号，先在外部转换成电压信号，从 CON2-3、CO

10、N2-4、CON2-5 输入，经二极管D11-D16 整流后，再分为两路，一路作为过流保护信号，另一路作为电压/电流调整器的反响信号。6.3 逆变局部工作原理本电路逆变触发局部，承受的是扫频式零压软起动，只需取一路中频电压反响信号，无需槽路 中频电容器上的电流信号，其本质上相当于它激转自激电路，属于平均值反响电路。由于主回路上无需附加任何起动电路，不需要预充磁或预充电的起动过程，因此，主回路得以简化，调试过程简洁。起动过程大致是这样的，在逆变电路起动前，先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆 变晶闸管，当电路检测到主回路开头有直流电流时，便掌握它激信号的频率从高向低扫描，同时加大主回路的直

11、流电流，当它激信号频率下降到接近槽路谐振频率时，中频电压便建立起来，并反响到自动调频电路。自动调频电路一旦投入工作，便停顿它激信号的频率往低扫描动作，转由自动调频电路掌握逆变动引前角，使设备进入稳态运行。假设一次起动不成功，即自动调频电路没有抓住中频电压反响信号，此时，它激信号便会始终扫 描到最低频率，重复起动电路一旦检测到它激信号进入到最低频段，便进展一次再起动，把它激信号再推到最高频率，重扫描一次，直至起动成功，重复起动的周期约为 0.5 移钟。由 CON2-1 和 CON2-2 输入的中频电压信号，经 IC1A 转换成方波信号，输入到 IC6 的 30 角， 由 IC6 的 15P、16

12、P 输出的逆变触发信号。经 IC7A 隔离放大后，驱动逆变触发 CMOS 晶体管 Q5、Q6。IC4B 和 IC4C 构成逆变压控时钟，输入到 IC6 的 33 脚 CLOK2；同时又由 IC7B 进展频压转换后用于驱动频率表。W6 微调电位器用于设定压控时钟的最高频即逆变它激信号的最高频率，W5 微调电位器用于整定外接频率表的读数。另外，当发生过电压保护时，IC6 内部的过电压保护振荡器起振，输出 2 倍于最高逆变频率的触发脉冲，使逆变桥的 4 只晶闸管均导通。IC4A 为起动失败检测器，其输出掌握 IC6 内部重复起动电路。6.4 启动演算工作原理过电流保护信号经 Q3 倒相后，送到IC6

13、 的 20P，封锁整流触发脉冲：驱动“O.C”LED 批示灯亮和驱动报警继电器。过电流触发器动作后，只有通过复位信号或通过关机后再开机进展“上电复位”， 方可再次运行。通过W1 微调电位器可整定过流电平。当三相沟通输入缺相时，本掌握板均能对电源实现保护和指示。其原理是：由4#、6#、2#晶闸管的阴极K分别取 A、B、C 三相电压信号通过门极引线，经过光电耦合器的隔离送到 IC6 进展检测和判别，一旦消灭“缺相”故障时，除了封锁整流触发脉冲外，还驱动“O.P”LED 指示灯以及报警继电器。为了使掌握电路能够更牢靠准确的运行，掌握电路上还设置了启动定时器和掌握电源欠压检测 保护。在开机的瞬间，掌握

14、电路的工作是不稳定的，设置一个3 秒钟左右的定时器，待定时过后，才容许输出触发脉冲。这局部电路由 IC2B 等元件构成。假设由于某种缘由造成掌握板上直流供电电压过低，稳压器不能稳压，亦会使掌握出错。设置一个欠压检测电路由 IC2A 等组成，当 VCC 电压低于 12.5V 时便封锁整流触发脉冲，防止不正确的触发，同时点亮“L.Y”LED 批示灯和驱动报警继电器。自动重复起动电路在 IC8 内部。微动开关 DIP-1 用于关闭自动重复起动电路。Q2 组成中频过电压检测，输入到 IC6 的 29P，封锁整流触发脉冲；驱动“O.Y”LED 指示灯亮和驱动报警继电器；同时使过压保护振荡器起振。过电压保

15、护动作后，也像过流保护一样，只有通过复位信号或通过关机后再开机进展“上电复位”，方可再次运行，调整 W2 微调电位器可整定过压电平。IC4D 及四周电路组成水压过低延时保护电路，延时时间约 3 秒，输入到 IC6 的 27P，封锁整流触发脉冲；驱动“W.P.L”LED指示灯亮和驱动报警继电器。复位开关信号由 CON2-6、CON2-7 输入，闭合状态为复位/暂停。输入到 IC635P 的时钟信号 CLOK1，其周期为 20mS。7、掌握板的接线端子与参数掌握板共有 32 个 M3 接线端子，端子排列图参见图一，各端子功能表见表一。表一功能端子号参数故障CON1-1常开接点AC 5A/220V，

16、DC 10A/28V输出CON1-2常开接点的定触头，接电源N 线电压反CON2-1VF馈信号CON2-2中频电压 12V电流CON2-3IF反响信号CON2-4CON2-5AC，三相 12V掌握CON2-6RST 悬空为运行状态，接地为停顿运行和故障复位信号CON2-7GND 掌握信号接地端与给定共用给定CON2-7CON2-8GND 给定接地端Vg给定：DC，0+15VCON2-9CON3-1电源CON3-2逆变CON3-3VCCDC，+15V，最大输出 20Ma 17VAC17V/2A+22V逆变输出公共端E 端脉冲CON3-4OUT逆变输出端，最大输出 15V输出CON3-5OUT逆变

17、输出端，最大输出 15V外故障CON3-6WP接地为故障状态，OV 灯亮，带 3 秒延时。输入CON3-7GND接地为故障地端频率CON3-8Vcc频率表正端表CON3-9F频率表负端5mA 输出整流脉冲输出G1G6 K1K6接 16 号晶闸管掌握极接 16 号晶闸管阴极8、发光二极管工作状态代号POWER WPLOC LV OV OP发光二极管亮时指示状态掌握板带电工作水压低故障过电流故障掌握板欠电压故障中频过电压故障 三相输入缺相故障LED1-LED6六路整流脉冲指示，正常为微亮，过亮表示SCR 门极接反或开路9、电位器代号W1IF电位器工作状态最大输出电流设定电位器；当有电流反响时可设定

18、最大输出电流，顺时针方向为最小，最大调整范围约 2 倍。W2VF最大中频输出电压设定电位器；当有电压反响时可设定最大中频输出电压，顺时针方向为最小，最大调整范围约2 倍。W3MAX 最大逆变引前角设定电位器，顺时针方向为增大，最大调整范围约为40 度至 60 度。W4MIN 最小逆变引前角设定电位器，顺时针方向为增大，最大调整范围约为20 度至 40 度。W5FHZ外接频率表设定电位器，顺时针方向为读数增大，最大调整范围约3 倍。W6FMAX最大它激逆变频率设定电位器，顺时针方向为增大，最大调整范围约 2 倍。10、安装与连接MPU-2 掌握板的 G1-G6、K1-K6 触发脉冲连接导线用 0.7mm2RV 导线连接，建议用不同颜色的导线表示极性，其余连接导线用 0.5mm2RV 导线连接。假设所装的中频电源不需要复位功能、报警功能、内接频率表的话，端子 CON2-6、CON2-1、CON3-8、CON3-9 便可不用。11、应用举例图示为一台 KGPS-160KW 中频电源的电气原理图，可作为其它装置原理设计的参考，由于掌握电路已经对开机，关机的规律进展了设计，因此，不必考虑主回路与掌握回路的上电挨次。