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GP-100HS高頻加熱設備使用說明書

一、概述

1.1、設備的用途及特點

1.1.1、本設備為電子管振蕩式高頻感應加熱設備，主要用于鋼和鑄鐵的表面淬火、透熱、熔煉，也可用于鋼管焊接等方面。

1.1.2、本設備具有下列特點：

    陽極電源選用計算機控制可控硅調壓穩(wěn)壓裝置。具有等間距觸發(fā)，諧波分量大大降低，既節(jié)能，又減輕對電網的污染；具有線性校正環(huán)節(jié)，使輸出線性跟蹤給定電位器的變化，調整舒適方便；具有鎖相分頻同步電路。停止加熱時，可控硅自動關斷，變壓器停止工作，減少了變壓器空載損耗，同時也避免了變壓器空載送電、停電時的浪涌電壓出現，減少隔直電容以及硅整流壓敏電阻損壞。

    槽路諧振電路是采用固定的電容反饋來實現的，使調整方便、快速、靈活。

    采用多種過流保護及其它保護裝置，并有故障記憶顯示功能，為設備維修提供極大方便。

    因此，本設備操作簡便，控制靈活、工作穩(wěn)定、節(jié)省能源、布局合理，維修方便。

1.2、設備的組成

    本設備主要有調壓柜、主機柜、整流箱、升壓整流變壓器、輸出變壓器等五部分組成。

1.3、主要電氣技術數據

1.3.1振蕩功率：         100KW

1.3.2振蕩頻率：         200-250KHz

1.3.3電源：             三相380V、50Hz

1.3.4主要冷卻方式：     水冷

1.4、主要設備體積及重量

二、工作原理及線路說明

2.1、工作原理。

    本設備是一個電子管自激振蕩器式的大功率高頻源，將工頻交流電變成250KHz的高頻電，利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應，使開口鋼管的管縫兩側電流密集，迅速達到熔化溫度，經濟壓輥的擠壓熔接在一起，達到焊接目的及機械工件的淬火、透熱、熔煉處理。加熱時間由時間繼電器KT控制。

2.2、線路說明

2.2.1、電子管燈絲電源

    系統(tǒng)電源經調壓高控柜內的空氣開關Q₁及主接觸器KM₁、KM₂送到燈絲變壓器TS，當電源電壓在380V±10%范圍內時，燈絲變壓器降壓到12V輸出，做為電子管V的燈絲電源。

    燈絲電源分半壓、全壓兩級送電。分別由主機柜面板上的按鈕ST₁、SP₁和ST₂、SP₂控制，半壓時電壓為8V左右，全壓時為12V。燈絲電源半壓工作的條件是空氣開關Q₁接通，冷卻水接通且水壓繼電器QS₁動作；冷卻風機M運轉且風壓繼電器QS₂動作，主機柜內半壓接觸器KM₁吸合，從而接通半壓。

    燈絲全壓是主機柜內交流接觸器KM₂的常開點將諧振電容C₁₂與燈絲穩(wěn)壓器諧振繞組接通，達到全壓的目的。半壓時KM₂失電，諧振電容C₁₂與諧振繞組脫開，形成半壓。

2.2.2、微機控制調壓穩(wěn)壓電路

    為了適應加熱需要，保證加熱質量，本設備選用微機控制調壓穩(wěn)壓裝置，由三對反并聯大功率可控硅元件組成�？刂齐娐酚蒑CS-51單片機與鎖相同步電路、整形放大電路、給定電路、過電流保護電路等共同組成。詳細工作原理及電路見“TWY-Ⅲ型微機控制調壓穩(wěn)壓裝置使用說明書”。

2.2.3、電子管陽極電源

    系統(tǒng)電源通過調壓柜內高壓接觸器KM₃與調壓主可控硅相連，將三相380V交流電變成380V內連續(xù)可調，再由升壓整流變壓器升壓，高壓硅錐VC三相橋式整流，變成13.5KV內連續(xù)可調直流高壓電，做為電子管陽極電源。

    調壓柜內高壓接觸器KM3通過面板上按鈕ST₃、SP₃控制。KM₃閉合，將可控硅主電路接通。主電路接通的前提條件是：燈絲為全壓供電：主機柜門關好，門開關SQ₁、SQ₂動作；調壓柜工作電源送電；全線各急停鈕沒有按下。調壓柜內設計有由KM31、R9、R10、R11組成的緩沖裝置，用來防止調壓部分因意外原因不能運行時（將調壓柜內可控硅短接，以應生產急需），防止升壓整流變壓器直接送電時跳閘。

    本設備在不加熱時，調壓部分可控硅封鎖輸出，故無高壓。加熱由主機柜面板上按鈕ST₄、SP₄控制，當SA3轉到外控時，用戶可自行設運控裝置。啟動加熱輸出的條件是調壓部分可控硅主電路已接通；工件已放入感應圈，加熱啟動后，主機柜內加熱接觸器KM₄吸合，KM₄常閉點斷開，加到電子管柵極的負壓切除，常開點閉合，電子管柵極電路連通。與此同時，KA₄₁常開點使調壓柜內輸出控制繼電器KA₂得電吸合，單片機1腳電位由低電平轉變成高電平，允許可控硅觸發(fā)脈沖輸出，通過調整電位器RP，改變可控硅觸發(fā)角大小，從而改變可控硅輸出電壓的大小，產生380V內連續(xù)可調的交流電經升壓整流變壓器送高壓硅堆整流，變成13.5KV內連續(xù)可調高壓直流電，做為電子管陽極電壓。電子管開始自激振蕩產生高壓高頻電流，通過加熱變壓器輸出達到加熱目的。這是一種可控硅移相調壓式直流高壓穩(wěn)壓電源。它的輸出能在13.5KV內連續(xù)平滑線性調節(jié)，并在任一給定電壓情況下，當電源電壓或負載發(fā)生變化時，使陽極電壓基本穩(wěn)定。當電源電壓波動±10%，可穩(wěn)定在±2%。

2.2.4振蕩電路

    振蕩電路由安裝在主機柜內的電子管V和振蕩槽路組成。電子管V是振蕩電路的心臟。它是利用電子管的放大作用，在電子管接通燈絲電源和陽極電源時，把陽極輸出信號正反饋到柵極，建立起自激振蕩，振蕩頻率大小取決于振蕩槽路的電氣參數。

    振蕩槽路裝在主機柜內。由一槽和二槽共同構成。一槽又稱陽極槽路，由電容C₁、L₇、L₈組成。二槽又稱加熱槽路，由電容C₃和輸出變壓器初級電感組成。二者之間通過母材相連，陽極振蕩信號由電容C₂和反饋線圈取出，通過隔直電容C₄送到電子管V柵極。改變反饋線圈初次級繞組L₅、L₆的相對幾何位置，可均勻調整反饋系數和反饋信號強弱，在陽極槽路電感L₈內移動槽路線圈L₇，可均勻調節(jié)兩槽路間的耦合系數，從而達到調整的目的。線圈L7的長度是線圈L₈的一半。它在最上邊位置耦合最緊，在下邊位置耦合最松�？梢娋鶆蚋淖兎答伜婉詈舷禂稻湍芨淖冋袷幤鞯墓ぷ鳡顟B(tài)，來滿足不同零件加熱工藝的要求。

    當調壓電路由于意外原因不能投入運行時，為不影響工作，調壓柜內的可控硅可短接，主電路一接通，陽極電壓就產生。為控制電子管振蕩器的工作，本設備仍保留傳統(tǒng)的截至柵負壓控制電路。當不加熱時，柵負壓通過KM₄的常閉點，把柵負壓引到電子管V的柵極，使電子管處于截止狀態(tài)，當加熱時，KM₄吸合，其常閉點斷開，將截至柵負壓與電子管柵極斷開，KM₄常開點閉合。把電子管柵極電路接通，產生自激振蕩。

2.2.5、截止柵負壓電路

    截止柵負壓是由負壓變壓器次級繞組經柜橋VC₂整流，再經阻容濾波后，送電子管柵極，控制電子管振蕩器工作。它是為適應調壓器的非正常狀態(tài)而保留的，因此在調壓器工作正常時，可甩掉它，簡化線路，減少故障點。

2.2.6、振蕩器功率輸出

    振蕩器功率加熱變壓器輸出，加熱輸出變壓器初級L一方面做為熱槽路的電感，同時又把諧振功率耦合到次級，由次級把能量傳遞出去。本設備產生的高頻電流通過感應或接觸加熱的方式，使工件局部受熱進行淬火和焊接鋼管。

三、安裝與調試

3.1、整機各部件的正確安裝

3.1.1、設備運到現場后，應等室溫和機溫平衡時拆箱，否則可能因溫度變化太大使機內部件受潮或損壞。

3.1.2、拆箱后應首先找到設備說明書、裝箱單。清點隨機部件，妥善存放備用。

3.1.3、將各部分按工藝布局裝入機位，檢查各部件有無損壞，緊固件有無松動，認真處理。

3.1.4、按設備工藝平面布置圖布置各柜的位置。

3.1.5、按設備管線示意圖配線。

3.1.6、按圖安裝水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)各回路進水與出水口應集中排列旋轉于分水槽處，做好標記，進口應裝水壓表與調節(jié)閥門，進出口與標記應放在便于觀察出水情況的位置，所有進出口可靠接地。

3.1.7、安裝完畢，清理現場后，即可安裝機內部件，電子管安裝前，應仔細檢查是否有裂紋，電極是否焊牢，用干凈干布將表面擦干凈，用萬用表檢查燈絲冷態(tài)阻值應直通；用2500付兆歐表檢查各電極絕緣情況，各電極間電阻不小于1000兆歐，驗證完好后，在水套上口放好橡皮墊圈，用雙手捧著陽極銅圓盤，將電子管小心插入管座，壓好緊固螺絲。在整個過程中對電子管一定要輕拿輕放，且勿傾倒，禁止用任何工具緊固水套與電子管蘭盤之間的螺栓。

3.1.8、送水檢查水冷系統(tǒng)工作是否正常。試水時，應將水壓提高到正常水壓兩倍，此時各連接水管均應不漏。

3.1.9、高頻設備具有獨立的接地系統(tǒng)，接地電阻不大于4歐。

3.2、送電檢查

3.2.1、燈絲線先不連，調壓柜到升壓整流變壓器連線斷開，用三只100W“Y”型聯接燈泡做可控硅調壓器的負載。

3.2.2、按順序接通燈絲半壓、全壓、主電路、加熱輸出，觀察各電器執(zhí)行元件動作是否正確，調整陽壓控制電位器RP，三只燈泡亮度應一致，且能線性跟蹤RP的變化而連續(xù)變化。然后模擬各種故障（如停水、過流大、開門）進行停電，送電試驗，以檢查各保護系統(tǒng)動作，及信號燈等監(jiān)視系統(tǒng)是否正常。

3.2.3、按表3.1所列數據整定電流繼電器、水壓繼電器的動作值。表中數值僅供參考，用戶可根據實際使用情況的酌情調整。

表3.1

3.2.4、測量燈絲電壓，若半壓在8V左右，全壓在12V左右，可停電將燈絲線連好，再送電，燈絲電壓應符合要求。

3.3、振蕩器調試

3.3.1、拆除假負載燈泡，連通調壓柜輸出到升壓整流變壓器的線路。

3.3.2、在感應圈內放一合適尺寸的負載，并通水冷卻。

3.3.3、把陽壓調整電位器旋回零位，順序操作各主令按鈕，開通加熱輸出。緩慢順時針調整電位器，陽壓、陽流、柵流隨之上升，感應圈內負載溫度升高，發(fā)紅。證明諧振槽路已起振，加熱輸出變壓器有輸出。

3.3.4、正式開車調試。順序啟動設備，開通加熱控制，調整加熱輸出電位器，觀察陽壓、陽流、柵流及工件加熱情況。使陽柵流比為5:1-8:1左右。

四、設備的使用與維護

4.1、每班維護

4.1.1、高頻設備值班人員必須堅守工作崗位。

4.1.2、每隔一小時查看一次冷卻水的流量，并細心觀察有無異�，F象。

4.1.3、每隔一小時查看一次電子管冷卻風機及其它通風設備運轉是否正常。

4.1.4、每隔一小時記錄一次各儀表指示。

4.1.5、設備修理與更換元件應有記錄。

4.1.6、交班前擦抹機器外部塵土及打掃機房清潔衛(wèi)生。

4.2、每周維護

4.2.1、檢查各接觸器、過流繼電器等接線有無松動。

4.2.2、電子管水套對地絕緣電阻不小于250千歐。

4.2.3、檢查冷卻水管有無破裂危險，特別是靠近電子管水套一端，發(fā)現跡象，及時更換。

4.2.4、對機內做一次清掃除塵，擦除絕緣支柱，高壓瓷瓶，槽路電容上的塵土。

4.3、每月維護

4.3.1、重復進行周維護項目。

4.3.2、對各冷卻水路的流量，做計量測定，若明顯減少，應查找原因，及時處理。

4.3.3、清除電子管水垢。可用10%稀鹽酸清洗，然后立即用清水沖凈。

4.3.4、檢查各保護電路和主令器件（例如門開關，過流繼電器等）的動作是否可靠。

4.3.5、有備用電子管的單位，應將設備上已使用電子管與備用管交替使用。

4.4、半年維護

4.4.1、重復月維護項目

4.4.2、對機柜頂部，電纜溝等作徹底清掃。

4.4.3、對地線做認真檢查。

    以上維修項目屬一般要求，各長可依本公司實際情況，制定本廠維修規(guī)程。

4.5、安全注意事項

4.5.1、運行時設備各柜門應關好。

4.5.2、停機后，應繼續(xù)供給冷卻水不少于10分鐘。

4.5.3、檢修應在停電后進行。

4.5.4、檢修前應對各儲電器件放電棒放電。

4.5.5、檢修時應掛出明顯的防止送電標識。

4.5.6、檢修時一人工作，一人監(jiān)護。

4.5.7、檢修后應對現場認真清理，確認以具備送電條件后，方可送電。

電氣元件明細表

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