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洛阳松导感应加热科技有限公司 

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    半桥串联逆变中频电源技术方案


    一、概况:

    1、设备类型:

    本设备为节电型产品,采用半桥串联逆变中频电源(电压谐振,电炉无论是冷态,热态,加半炉料或加满料时,半桥串联逆变器都能够输出额定功率,功率因数恒定为0.98。)具有速度熔化,能耗低,运行稳定可靠等特点。

    基本配置:一套IGBT中频电源,一台感应线圈,一套闭环冷却塔。配远程操纵箱。

    2.工程说明

    1.乙方负责的指导安装并免费调试。

    2.验收分为二次。

    初验收:在乙方厂内,主要准对设备所有零部件参数及数量型号等验收,双方确认无误后签字即可发货。

    终验收:设备按照设计的各项指标参数满功率运行24个小时,设备达到设备标准及为合格。

    安装调试结束后30天内甲方不能安排设备调试终验收视为默认终验收合格。

    半桥串联逆变中频电源主要技术指标

    A、综合指标

    序号

    项目

    指标要求

    1

    设备形式

    中频感应加热

    2

    工作温度

    2100

    B、电气指标:

    序号

    项目

    指标

    3

    电源功率

    120kw / 36

    4

    整流项数

    6

    5

    逆变器

    IGBT串联逆变

    6

    额定频率

    2.5KHz

    7

    进线电压

    380V

    8

    中频电压

    1500V

    9

    启动成功率

    100%

    10

    功率因数

    0.98

    C、热交换冷却水系统指标

    序号

    项目

    指标

    11

    进水压力

    0.2-0.4MPa

    12

    进水温度

    5-35℃

    13

    出水温度

    <55℃

    D感应器指标

    序号

    项目

    指标要求

    14

    感应器铜管材质

    T2纯铜99.9

    15

    感应器铜管规格

    20X25壁厚≥2MM

    感应器匝数

    19圈

    感应器绝缘

    高温陶瓷漆,耐压8000V

    感应圈内径

    920mm 壁厚≥5

    感应圈高度

    纯感应器高700mm

    上水冷和下水冷4圈 总高度1000mm

    16

    水路

    44水路连接软管

    17

    水路连接软管

    采用无阻燃高绝缘橡胶管

    18

    集水器

    不锈钢材质

    串联逆变中频电源简介:

    IGBT中频电源的特点:

     [1]、可靠性高。由于IGBT是自关断元件,不易发生逆变换向失败、保护动

    作也是瞬时的。IGBT的使用寿命在高技术的管理下是半永久性的。可以做到长期运行无故障。

    [2]、节电。由于采用串联电路并设计无功电流小,使电耗大为减小。

    [3]、用IGBT完成的串联逆变电路,精心应用高技术,就可以设计极其简单的线路,轻松完成单一电源双输出、实现“一拖二”,使操作者容易掌握、维护简便。

    [5]、操作简便。

     [6]、对电网无污染,成套设备对电网的功率因数高,不需外加任何补偿措施,成套电炉设备对电网的功率因数在运行的全过程中都保持在0.98±2%。

    [7]、启动可靠。IGBT是全控器件,它的开通和关断完全可以通过控制极的电压变化来实现。故启动性能好,不论炉料在任何状态下,均是一次启动成功。

    、使用条件

        本装置要求在下列条件下使用:

    1、 海拔不超过1000米。

    2、 环境通风良好,周围环境温度不低于+5℃、不超过+40℃。

    3、 装置停用期间,冷却水必须放净,且环境温度不低于-30℃。

    4、 周网介质相对湿度不超过85%。

    5、 电网电压波动不大于±5%。

    6、 本装置只在无导电尘埃、无易燃易爆、无腐败蚀性气体与蒸汽的场合使用。

    7、 在无强烈震动和冲击的室内使用。

    8、 冷却水进水温度为+5℃~+35℃,出水温度不得超过+40℃,进口水压应为

    0.08~0.1Mpa,冷却水酸碱度PH值在6~8.5范围内,硬度不大于8度(每度为1升水中含10毫克CaO)。不容解物质不超过0.03mg/l,且不可在凝露情况下使用。

    、电路基本原理

    IGBT中频电源装置,主电路原理是,从电网输入三相工频交流电,经硅二极管三相整流桥,全波整流成为脉动直流电,又经Cd、Ld滤波成平滑的直流电,送入由IGBT元件组成的半桥式逆变被动为主动器,逆变成所需的交流电,逆变桥的输出端接向由感应器L与补偿电容器C组成的串联振荡电路。本装置的输出频率由主控电路的调控频率f1控制,还与LC串联振荡电路的固有振荡频率fo有关,f1=fo时,即能输出所需最大功率。当负载参数变化时,主控电路自动控制f1使其跟踪fo的变化以保证时刻输出最大功率。本装置的功率调节是通过主电路调节逆变桥的工作状态来实现的,调整方便、灵活。

    整流触发电路。三相半控整流桥中的三只可控硅是作为电子快速开关用,工作时由脉冲振荡器输出10kHz的一列脉冲打开三只可控硅,整流桥作不控的全波整流,当需停止工作或需保护时,自动封锁整流脉冲使快速开关断开。

    逆变控制电路。设有IGBT控制、频率控制、功率控制、中频限流控制、中频限压控制、中频过流保护、工频过流保护、接地保护、水压上下限保护、电网过压欠压保护等。各种保护均是通过封锁整流脉冲及IGBT栅极脉冲来实现的。

    、结构说明

        1、本装置为柜式结构。

    2、前右门内为电源主开关、控制电源开关、整流电路,下部为滤波电抗器。

    4、前左门上,安装直流电压表、直流电流表、中频电流表、起动按钮、停机按钮、功率调节旋钮等。

    1、 前左门内上方安装逆变器,下方安装中频电容器组。

    2、 前右门上内安装控制系统。

    六、安装调试

    [1]、安装

    1、 安装好时必须修整好因运输中造成的如:线头松脱、螺栓松动、焊点或

    器件受损脱落等,以及处理好受潮影响,方能使用。

    2、 电源柜需装于通风良好、不受水汽侵袭、无导电尘埃、无油污气体的电

    源室内,环境温度为+5℃~+40℃,与墙距离应大于1米。

        3、接通并检查水路、水质、水压应符合要求,排除水管弯折与堵塞。

    [2]、调试

    设备在使用前必须调试正常。按下列步骤,对逆变器进行检查:

    ①只合控制部分的电源(注意:不要合主电路的大空气开关),按机柜门上的

    逆变启动按钮(绿色按钮),将功率调节旋钮顺时针调到最大位置,用双线示波器观察各IGBT模块控制极上的驱动信号是否正常(脉冲约为50%的方波,脉宽顶部约为+15V,休止部分约为-8V。上升沿和下降沿在1μS以内,桥臂上下两个IGBT栅极脉冲的死区大于2Μs),并确认同一桥臂的IGBT驱动信号是同相位的(上、下沿的误差不能超过0.5Μs),上、下桥臂的IGBT驱动信号必须是反相的。

    整流脉冲的检查。按启动按钮,三只SCR的门极应有一列脉冲,幅值大于1.8V,脉宽50%,脉冲频率约为10kHz。

    耐压试验。合主电路大空气开关(不要合控制电压开关)。此时应见直流电压表指针徐徐升至500V以上,观察设备是否正常(无异常声音、无异味、各器件无击穿现象),保持10分钟在右,视设备正常,可关主电源开关。这时直流电

    压自动徐徐降至零。

    ④按下列步骤,启动逆变器。

    通冷却水,检查各冷却水通路是否正常。将功率调节旋钮反时针调到最小位置,依次合水泵开关、合控制电源开关、合主电源开关,注意直流电压表随充电上升到近500V时即可。按启动按钮,延时2秒钟在右逆变器即启动。有关各表应有相应的指示,逐渐将功率调节旋钮顺时针调大,直流电流及功率表指示立即增大并达到给定值。此时设备已进入正常运行。由设备生产厂派出人员将各保护设定值调到需要的数值(设备出厂前已基本调好,在现场可根据需要作适当调整)。

    ⑤主控板电位器说明

    P1——调中频电流波形勾头,使接近正弦波,并留约200角度。

    P2——调中频电流截流值大小。

    P3——调工频电流截流值大小。

    P8——调中频电流保护值大小。

    P9——调工频电流保护值大小。

    P10——频率表校准。

    ⑥按下述步骤停机。

    先将功率调节旋钮反时针调到最小位置,按逆变停止按钮,中频声立即停止。关主电源开关,这时观察直流电压表下降到零时,再最后关控制电源开关、水泵

    开关。

    ⑦主控板信号指示灯说明:

    名称

    作用

    名称

    作用

    L3

    输入电源指示

    L4

    输入电源指示

    L5

    +15V电源指示

    L6

    -15V电源指示

    L7

    +5V电源指示

    L8

    电网保护指示

    L9

    水温水压电源指示

    L10

    逆变脉冲工作指示

    L11

    逆变脉冲工作指示

    L12

    整流脉冲工作指示

    L13

    模块保护指示

    L1

    中频过流保护指示

    L2

    工频过流保护指示

     

     

    ⑧外部保护板信号指示灯说明:

    名称

    作用

    名称

    作用

    ILED1

    输入电源指示

    ILED2

    外循环水压保护指示

    ILED3

    外循环水压保护指示

    ILED4

    电网欠压保护指示

    ILED5

    电网过压保护指示

    ILED6

    内循环水压保护指示

    ILED7

    内循环水压保护指示

    ILED8

    内循环水温保护指示

    ILED9

    机柜内部环境温度保护指示

     

     

    ⑨警示:主电源开关合闸、逆变启动后,禁止用示波器或用表测试任何部位,否则将因仪器测试端外参数的接入而引起故障。

    七、维护和检修

    1、 本设备每月检查一次,清除机内尘土灰垢,检查IGBT模块、主电路通

    电回路上的各螺栓是否松动和是否有损坏的器件。如有松动情况,应修整后再使

    用。要保持柜内清洁明亮。

    2、 如设备暂不使用,应加强干燥措施,加强通风,以免受潮引起设备损坏,

    以及各电子元件变质,冬天应排除系统中的积水,防止冻结损坏管道。

        3、由于半导体功率开关器件的过载能力已经设定,不允许超载运行。

    4、在设备工作过程中,不允许在输出回路(感应器线圈)和机内有任何碰

    线(短路)发生,否则会导致设备损坏。

    5、本机需要适时调整的参数少,因此用户在维修中,不需去调节任何电器,

    如有元件损坏,正确更换,即可立即再投入运行。

    6、用户单位应配专门操作、维修人员,其他人员不得乱动。以防发生人为

    故障或故障扩大。

        7、用户单位应备有检修用仪表,如万用表、20MHz双踪示波器等。

    8.本设备故障很容易判断,并且IGBT模块不易损坏,可用万用表测量IGBT

    模块的CE两极电阻值,一般情况只要CE两极不短路即可认为IGBT模块是正常的。如测得IGBT模块CE极短路,则可检查各控制板的有关指示灯的信息和

    输出信号来查出故障在哪块板上,更换新板,重复“调试”部分各条的操作即可。

        9、夏天因进水温度太低(与室温相比),电源柜内易出现凝露,这时必须立即停机,设法提高进水温度,直至消除凝露方能开机使用。

        10、保持机内通风,使各控制板上元件散热良好。

        11、电源柜中,电路表面如覆盖了导电尘埃及油污应及时用丙酮或酒精清擦干净,以保证设备无故障运行。

    、逆流式闭环冷却塔技术的选择

    设备选型:

    按照4台电源120kw/台计算,总功率480kw采用逆流式闭环冷却塔来冷却中频电源柜,计算水冷塔的流量为10T采用ZXZ-N10T逆流式闭环冷却塔。

    冷却塔外壳采用宝钢镀铝锌板,防锈防腐,经久耐用。换热设备、连接螺丝、补水箱使用304不锈钢材质;永不腐蚀。电机使用工业级别,三防电机,水冷塔可户外直接使用;主水泵配备一台备用,防止单台故障,造成设备损失。电控采用温度控制,节能省电;温度控制在50度以下。

    技术指标

    ZXZ-N10T

    冷却能力

    50000 kcal/h

    冷却水量

    10m3/h

    风机功率

    0.75KW  ×2

    风机风量

    22000m3/h  × 2

    喷淋泵

    11m3/h0.75kw    

    主循环泵

    25m3/h;32m;2.2kw(一用一备)

    补水水箱

    0.25T  304不锈钢膨胀水箱

    出水口径

    DN:65

    补水口径

    DN:65

    排污口径

    DN:25

    工作水压

    0.05~0.5Mpa

    空机重量

    500kg

    运行重量

    800kg

    外形尺寸mm

    2000×1000×1850一体机尺寸


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