GP-100HS高频加热设备使用说明书

一、概述

1.1、设备的用途及特点

1.1.1、本设备为电子管振荡式高频感应加热设备，主要用于钢和铸铁的表面淬火、透热、熔炼，也可用于钢管焊接等方面。

1.1.2、本设备具有下列特点：

    阳极电源选用计算机控制可控硅调压稳压装置。具有等间距触发，谐波分量大大降低，既节能，又减轻对电网的污染；具有线性校正环节，使输出线性跟踪给定电位器的变化，调整舒适方便；具有锁相分频同步电路。停止加热时，可控硅自动关断，变压器停止工作，减少了变压器空载损耗，同时也避免了变压器空载送电、停电时的浪涌电压出现，减少隔直电容以及硅整流压敏电阻损坏。

    槽路谐振电路是采用固定的电容反馈来实现的，使调整方便、快速、灵活。

    采用多种过流保护及其它保护装置，并有故障记忆显示功能，为设备维修提供极大方便。

    因此，本设备操作简便，控制灵活、工作稳定、节省能源、布局合理，维修方便。

1.2、设备的组成

    本设备主要有调压柜、主机柜、整流箱、升压整流变压器、输出变压器等五部分组成。

1.3、主要电气技术数据

1.3.1振荡功率：         100KW

1.3.2振荡频率：         200-250KHz

1.3.3电源：             三相380V、50Hz

1.3.4主要冷却方式：     水冷

1.4、主要设备体积及重量

二、工作原理及线路说明

2.1、工作原理。

    本设备是一个电子管自激振荡器式的大功率高频源，将工频交流电变成250KHz的高频电，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使开口钢管的管缝两侧电流密集，迅速达到熔化温度，经济压辊的挤压熔接在一起，达到焊接目的及机械工件的淬火、透热、熔炼处理。加热时间由时间继电器KT控制。

2.2、线路说明

2.2.1、电子管灯丝电源

    系统电源经调压高控柜内的空气开关Q₁及主接触器KM₁、KM₂送到灯丝变压器TS，当电源电压在380V±10%范围内时，灯丝变压器降压到12V输出，做为电子管V的灯丝电源。

    灯丝电源分半压、全压两级送电。分别由主机柜面板上的按钮ST₁、SP₁和ST₂、SP₂控制，半压时电压为8V左右，全压时为12V。灯丝电源半压工作的条件是空气开关Q₁接通，冷却水接通且水压继电器QS₁动作；冷却风机M运转且风压继电器QS₂动作，主机柜内半压接触器KM₁吸合，从而接通半压。

    灯丝全压是主机柜内交流接触器KM₂的常开点将谐振电容C₁₂与灯丝稳压器谐振绕组接通，达到全压的目的。半压时KM₂失电，谐振电容C₁₂与谐振绕组脱开，形成半压。

2.2.2、微机控制调压稳压电路

    为了适应加热需要，保证加热质量，本设备选用微机控制调压稳压装置，由三对反并联大功率可控硅元件组成。控制电路由MCS-51单片机与锁相同步电路、整形放大电路、给定电路、过电流保护电路等共同组成。详细工作原理及电路见“TWY-Ⅲ型微机控制调压稳压装置使用说明书”。

2.2.3、电子管阳极电源

    系统电源通过调压柜内高压接触器KM₃与调压主可控硅相连，将三相380V交流电变成380V内连续可调，再由升压整流变压器升压，高压硅锥VC三相桥式整流，变成13.5KV内连续可调直流高压电，做为电子管阳极电源。

    调压柜内高压接触器KM3通过面板上按钮ST₃、SP₃控制。KM₃闭合，将可控硅主电路接通。主电路接通的前提条件是：灯丝为全压供电：主机柜门关好，门开关SQ₁、SQ₂动作；调压柜工作电源送电；全线各急停钮没有按下。调压柜内设计有由KM31、R9、R10、R11组成的缓冲装置，用来防止调压部分因意外原因不能运行时（将调压柜内可控硅短接，以应生产急需），防止升压整流变压器直接送电时跳闸。

    本设备在不加热时，调压部分可控硅封锁输出，故无高压。加热由主机柜面板上按钮ST₄、SP₄控制，当SA3转到外控时，用户可自行设运控装置。启动加热输出的条件是调压部分可控硅主电路已接通；工件已放入感应圈，加热启动后，主机柜内加热接触器KM₄吸合，KM₄常闭点断开，加到电子管栅极的负压切除，常开点闭合，电子管栅极电路连通。与此同时，KA₄₁常开点使调压柜内输出控制继电器KA₂得电吸合，单片机1脚电位由低电平转变成高电平，允许可控硅触发脉冲输出，通过调整电位器RP，改变可控硅触发角大小，从而改变可控硅输出电压的大小，产生380V内连续可调的交流电经升压整流变压器送高压硅堆整流，变成13.5KV内连续可调高压直流电，做为电子管阳极电压。电子管开始自激振荡产生高压高频电流，通过加热变压器输出达到加热目的。这是一种可控硅移相调压式直流高压稳压电源。它的输出能在13.5KV内连续平滑线性调节，并在任一给定电压情况下，当电源电压或负载发生变化时，使阳极电压基本稳定。当电源电压波动±10%，可稳定在±2%。

2.2.4振荡电路

    振荡电路由安装在主机柜内的电子管V和振荡槽路组成。电子管V是振荡电路的心脏。它是利用电子管的放大作用，在电子管接通灯丝电源和阳极电源时，把阳极输出信号正反馈到栅极，建立起自激振荡，振荡频率大小取决于振荡槽路的电气参数。

    振荡槽路装在主机柜内。由一槽和二槽共同构成。一槽又称阳极槽路，由电容C₁、L₇、L₈组成。二槽又称加热槽路，由电容C₃和输出变压器初级电感组成。二者之间通过母材相连，阳极振荡信号由电容C₂和反馈线圈取出，通过隔直电容C₄送到电子管V栅极。改变反馈线圈初次级绕组L₅、L₆的相对几何位置，可均匀调整反馈系数和反馈信号强弱，在阳极槽路电感L₈内移动槽路线圈L₇，可均匀调节两槽路间的耦合系数，从而达到调整的目的。线圈L7的长度是线圈L₈的一半。它在最上边位置耦合最紧，在下边位置耦合最松。可见均匀改变反馈和耦合系数就能改变振荡器的工作状态，来满足不同零件加热工艺的要求。

    当调压电路由于意外原因不能投入运行时，为不影响工作，调压柜内的可控硅可短接，主电路一接通，阳极电压就产生。为控制电子管振荡器的工作，本设备仍保留传统的截至栅负压控制电路。当不加热时，栅负压通过KM₄的常闭点，把栅负压引到电子管V的栅极，使电子管处于截止状态，当加热时，KM₄吸合，其常闭点断开，将截至栅负压与电子管栅极断开，KM₄常开点闭合。把电子管栅极电路接通，产生自激振荡。

2.2.5、截止栅负压电路

    截止栅负压是由负压变压器次级绕组经柜桥VC₂整流，再经阻容滤波后，送电子管栅极，控制电子管振荡器工作。它是为适应调压器的非正常状态而保留的，因此在调压器工作正常时，可甩掉它，简化线路，减少故障点。

2.2.6、振荡器功率输出

    振荡器功率加热变压器输出，加热输出变压器初级L一方面做为热槽路的电感，同时又把谐振功率耦合到次级，由次级把能量传递出去。本设备产生的高频电流通过感应或接触加热的方式，使工件局部受热进行淬火和焊接钢管。

三、安装与调试

3.1、整机各部件的正确安装

3.1.1、设备运到现场后，应等室温和机温平衡时拆箱，否则可能因温度变化太大使机内部件受潮或损坏。

3.1.2、拆箱后应首先找到设备说明书、装箱单。清点随机部件，妥善存放备用。

3.1.3、将各部分按工艺布局装入机位，检查各部件有无损坏，紧固件有无松动，认真处理。

3.1.4、按设备工艺平面布置图布置各柜的位置。

3.1.5、按设备管线示意图配线。

3.1.6、按图安装水冷系统，水冷系统各回路进水与出水口应集中排列旋转于分水槽处，做好标记，进口应装水压表与调节阀门，进出口与标记应放在便于观察出水情况的位置，所有进出口可靠接地。

3.1.7、安装完毕，清理现场后，即可安装机内部件，电子管安装前，应仔细检查是否有裂纹，电极是否焊牢，用干净干布将表面擦干净，用万用表检查灯丝冷态阻值应直通；用2500付兆欧表检查各电极绝缘情况，各电极间电阻不小于1000兆欧，验证完好后，在水套上口放好橡皮垫圈，用双手捧着阳极铜圆盘，将电子管小心插入管座，压好紧固螺丝。在整个过程中对电子管一定要轻拿轻放，且勿倾倒，禁止用任何工具紧固水套与电子管兰盘之间的螺栓。

3.1.8、送水检查水冷系统工作是否正常。试水时，应将水压提高到正常水压两倍，此时各连接水管均应不漏。

3.1.9、高频设备具有独立的接地系统，接地电阻不大于4欧。

3.2、送电检查

3.2.1、灯丝线先不连，调压柜到升压整流变压器连线断开，用三只100W“Y”型联接灯泡做可控硅调压器的负载。

3.2.2、按顺序接通灯丝半压、全压、主电路、加热输出，观察各电器执行元件动作是否正确，调整阳压控制电位器RP，三只灯泡亮度应一致，且能线性跟踪RP的变化而连续变化。然后模拟各种故障（如停水、过流大、开门）进行停电，送电试验，以检查各保护系统动作，及信号灯等监视系统是否正常。

3.2.3、按表3.1所列数据整定电流继电器、水压继电器的动作值。表中数值仅供参考，用户可根据实际使用情况的酌情调整。

表3.1

3.2.4、测量灯丝电压，若半压在8V左右，全压在12V左右，可停电将灯丝线连好，再送电，灯丝电压应符合要求。

3.3、振荡器调试

3.3.1、拆除假负载灯泡，连通调压柜输出到升压整流变压器的线路。

3.3.2、在感应圈内放一合适尺寸的负载，并通水冷却。

3.3.3、把阳压调整电位器旋回零位，顺序操作各主令按钮，开通加热输出。缓慢顺时针调整电位器，阳压、阳流、栅流随之上升，感应圈内负载温度升高，发红。证明谐振槽路已起振，加热输出变压器有输出。

3.3.4、正式开车调试。顺序启动设备，开通加热控制，调整加热输出电位器，观察阳压、阳流、栅流及工件加热情况。使阳栅流比为5:1-8:1左右。

四、设备的使用与维护

4.1、每班维护

4.1.1、高频设备值班人员必须坚守工作岗位。

4.1.2、每隔一小时查看一次冷却水的流量，并细心观察有无异常现象。

4.1.3、每隔一小时查看一次电子管冷却风机及其它通风设备运转是否正常。

4.1.4、每隔一小时记录一次各仪表指示。

4.1.5、设备修理与更换元件应有记录。

4.1.6、交班前擦抹机器外部尘土及打扫机房清洁卫生。

4.2、每周维护

4.2.1、检查各接触器、过流继电器等接线有无松动。

4.2.2、电子管水套对地绝缘电阻不小于250千欧。

4.2.3、检查冷却水管有无破裂危险，特别是靠近电子管水套一端，发现迹象，及时更换。

4.2.4、对机内做一次清扫除尘，擦除绝缘支柱，高压瓷瓶，槽路电容上的尘土。

4.3、每月维护

4.3.1、重复进行周维护项目。

4.3.2、对各冷却水路的流量，做计量测定，若明显减少，应查找原因，及时处理。

4.3.3、清除电子管水垢。可用10%稀盐酸清洗，然后立即用清水冲净。

4.3.4、检查各保护电路和主令器件（例如门开关，过流继电器等）的动作是否可靠。

4.3.5、有备用电子管的单位，应将设备上已使用电子管与备用管交替使用。

4.4、半年维护

4.4.1、重复月维护项目

4.4.2、对机柜顶部，电缆沟等作彻底清扫。

4.4.3、对地线做认真检查。

    以上维修项目属一般要求，各长可依本公司实际情况，制定本厂维修规程。

4.5、安全注意事项

4.5.1、运行时设备各柜门应关好。

4.5.2、停机后，应继续供给冷却水不少于10分钟。

4.5.3、检修应在停电后进行。

4.5.4、检修前应对各储电器件放电棒放电。

4.5.5、检修时应挂出明显的防止送电标识。

4.5.6、检修时一人工作，一人监护。

4.5.7、检修后应对现场认真清理，确认以具备送电条件后，方可送电。

电气元件明细表

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