武漢輝達工控技術(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、支持標準的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)，能提供負載電流到達晶閘管擎駐電流的足夠時間，確?？煽坑|發(fā)。注：變壓器負載不能空載調(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)，弱電感性負載，可選取1ms以下 ，強電感性負載，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。

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