串联逆变使用说明书

节能型串联中频电源

KGRS-CL系列

使用说明书

西安迪利捷机电科技发展有限公司

西安迪利捷机电科技发展有限公司 Xi’an DeLiJay M&E Technical Development Co.,Ltd

感谢选购我公司产品。

本说明是专门为节能型串联设备的用户所编写。 为了确保正确使用，请在操作前先仔细阅读本说明。

1. 本说明书编写时虽力求准确，但恐有疏漏之处，读者如有发现错误或不明白的地方可与本公司联系，我公司将万分感谢。 2. 本说明中未包含您购买的某些产品。

为了确保安全与正确使用，发挥本套设备最佳性能，同时使操作者完全熟悉本套设备的性能及特点，我们建议在操作本套电源设备前请全面仔细阅读此说明书。在阅读完毕后，请妥善保管此说明，防止丢失，以方便以后查阅本说明书中内容。

装置型号说明：

KGPS -CL—△/□

1. KG—晶闸管 2. P—变频器 3. S—水冷 4. CL—串联

5. △—额定输出功率（KW） 6. □—额定输出频率（KHz）

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公 司 简 介

西安迪利捷机电科技发展有限公司（西安迪利捷科技\\DLJ），是以研发、设计、制造及销售感应加热设备及控制线路为主的企业。公司人员配备合理，其中工程技术人员占公司人数的40%以上，具有自主研发电子、自控、机械等多方面的能力。在不断吸收国內外先进科技技术的同时，长期与西安电炉研究所、交通大学、西安石油大学、浙江大学等多家科研单位合作，已成功开发出用于淬火、透热、熔炼、钎焊、烧结等多领域的高、中、低频感应加热成套先进设备；公司自主研发出的“DLJ”系列KGPS控制主板，市场占有率达到感应加热控制板行业的60%以上。为了适应行业发展需要，公司技术人员经过多年的不懈努力，相继开发出大功率并联IGBT超音频电源、KGPS串联逆变中频电源，填补了国内此领域的空白。在开发新产品的同时我公司时刻遵循“依靠科技进步 诚信务实发展”的原则，依靠强大的技术力量，为客户提供高品质、高性能的产品，公司产品以其可靠的质量与良好的售后服务在广大客户中赢得较高的赞誉。

公司自创立以来，就确立了“我们的信誉和客户的满意是最好的财富”为目标，以项目带动企业发展、以产品创新来提升企业竞争力的战略，公司坚持以人为本、和谐发展，从而增强了企业的凝聚力和向心力，不断推动企业发展。

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一、简述

本设备采用国际先进的DLJ控制系统。节能型一拖二电源分别向两台电炉供电，中频电源的功率可以在两台炉体之间任意分配使用，使一台电炉熔炼另一台炉体保温。设备启动成功率达100%，谐波污染小，比并联逆变设备节能，从而改善了电网环境，为使用单位节约制造成本，获得可观经济效益提供了有力保障。该设备主要应用于铸钢、合金钢、不锈钢的冶炼、锻件的加热和钢管的弯曲、挤压成型、工件的预热、钢件的浸液淬火、退火等热处理、粉末合金、管道防腐、晶体生长等不同场合。

二、使用条件

本设备在下列条件下使用： 1、 海拔高度不超过1000米。 2、 环境温度不高于+40℃不低于-2℃。 3、 空气相对温度不大于80%。

4、 安装于室内应通风良好没有导电尘埃及不含腐蚀性气体的地方。 5、 没有剧烈震动和冲击的地方。 6、 没有爆炸危险的地方。 7、 装置不得在凝露情况下使用。 8、 电网要求：

电网电压应为正弦波，谐波失真不大于5%，电网输入为三相交流，线电压380V（660V，950V），电压持续波动范围不超过±10%，电网电压的频率变化不超过±2%（即应在49~51Hz之间），三相电压相间不平衡度应小于±5%。

三、装置的技术性能介绍

1）装置的技术数据

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参数Parameters 中频功率 KW 型号 IF power Model KGPS-CL-250 KGPS-CL-500 KGPS-CL-800 KGPS-CL-1000 KGPS-CL-1500 KGPS-CL-2000 KGPS-CL-2500 KGPS-CL-3000 KGPS-CL-3500 KGPS-CL-4000 KGPS-CL-4500 KGPS-CL-5000 KGPS-CL-6000 KGPS-CL-8000 KGPS-CL-10000 KGPS-CL-15000 KGPS-CL-9000 KGPS-CL-10000 KGPS-CL-12000 KGPS-CL-15000 KGPS-CL-20000 KGPS-CL-28000

进线电压 Incoming Voltage 进线电流A 直流电压V 直流电流A Incoming Direct Direct Current Voltage Current 中频电压 IF Voltage (±10%)V 中频频率 IF frequency 250 500 800 1000 1500 6N-380V 2000 2500 3000 3500 6N-480V 4000 4500 5000 6000 8000 10000 12N-620 15000 9000 10000 12000 15000 20000 28000 12N-1200 6N-1200 6N-575 3N-380V 408 816 1305 816 1220 1000 1630 2040 1960 2280 1250 2610 2940 2720 3260 4350 5100 1600 7650 4606 5122 6147 7680 9221 10245 1600 1600 1500 500 500 1000 1600 1000 1500 2400 2000 2500 2400 2800 2900 3200 3600 3330 4000 5330 6250 3600 9370 5620 6250 7500 9370 11250 12500 4

1200 100~500 100~400 100~300 3400 100~250 100~200 3600 100~250 3600 100~200 西安迪利捷机电科技发展有限公司 Xi’an DeLiJay M&E Technical Development Co.,Ltd

2）线路原理介绍

图1-1串联逆变的原理图

图1-1表示可控硅串联逆变电源的简单方块图，它由进线变压器、整流器、滤波电容器、逆变器、谐振电容器、DLJ控制器及感应线圈组成。可控硅串联中频电源的基本工作原理，就是通过一个三相桥式整流电路，把50HZ的工频交流电流整流成直流，再经过滤波器进行滤波，最后经逆变器将直流变为单相中频电流以供给感应线圈，所以这种逆变器实际上是：交流―直流―交流变换器。

1） 整流器原理

整流器的作用是把交流电能转换成直流电能。本套设备是采用可控硅全控整流桥，因工作过程中处于全开放状态，所以系统的功率因数始终处于最高状态（≧0.96），谐波干扰小。并且在故障报警时，可控硅全控整流桥相当于一个固态控制开关，会立即切断主回路。通常在功率1000KW以下时采用3相6脉波整流方式，因为功率越大，谐波就越大，一般以3、5、7等高次谐波对电网干扰最为大，在功率大于1000KW时，谐波电流干扰相对较大，采用6相12脉波整流方式，在功率大于8000KW时，采用12相24脉波整流，来降低谐波

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干扰。采用双桥整流(十二脉波)，输入电流谐波次数为17、19、35、37、53、55，…；采用四桥整流(二十四脉波)， 输入电流谐波次数为23、25、47、49、71、73，…，此时的其它奇偶次谐波被相互抵消，使谐波含量始终保持在较低的水平。

整流器这部分电路包括三相同步、数字触发、末級驱动等电路。触发部分采用的是数字触发，具有可靠性高 ，精度高，调试容易等特点。

数字触发器的优点是工作稳定，特别是用HTL或CMOS数字集成电路，则可以有很强的抗干扰能力。

2） 滤波器

过滤直流电源上的纹波信号，使直流电压更为平稳；抑制中频分量对工频电网的影响，同时为无感功电流提高通路。滤波电容器是自愈式水冷电容器，通过外接循环水强制冷却冷却，过载能力大，可靠程度高，运行稳定；如发生电容击穿时短路点会烧断，只是瞬间电流大，烧断后即恢复绝缘。

3） 逆变器

① 逆变器的特点：

 利用DLJ技术设计的串联逆变器，采用调频调功的方式，即频率的较小调整将带动功率的极大变化，因此在熔炼过程中，可获得恒功率输出以缩短熔炼时间，节约电能，提高经济效益。

 逆变器采用半桥电路，主元器件数量的相对减少，从而将低了故障率。  在串联逆变电路中，线圈负载电流等于逆变输出电流，电流相对较小，基本上是有功电流，负载电压等于逆变输出电压乘以品质因数Q值，相当于高压远距离传输，同时100%的电流流过负载线圈，因而负载侧获得的电效率较高，可以达到并维持在96%左右。如图5，6所示：

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② 逆变器的工作原理：

启动过程大致是这样的：在逆变启动前，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直流电流时，便控制它激信号的频率从高向低扫描，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馈到自动调频电路控制逆变引前角，使设备进入稳态运行。逆变桥是由2组可控硅KS1、KS2和快速二极管ZS1、ZS2组成半桥逆变桥，工作时像并联逆变器一样，轮流触发KS1和KS2使得负载得到中频电流，设置快速二极管的目的是在晶闸管关断期间，给负载震荡电流提供通路。

在电源工作的过程中，每个环节上加以有效的控制。迪利捷控制系统的一些基本参数是根据具体情况动态设定的。例如，根据分析逆变器的电流、电压信号来设定晶闸管触发时间频率，该信号通常会根据线圈以及加热工件的材质、大小和加热温度进行动态变化。该分析过程会在半个电流周期内完成，所

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以我们可以立即知道线圈以及加热工件快速变化导致的负载线路性能所发生的巨大变化，从而可以在一个电流周期内自动调整系统参数，尽量避免设备故障，并使设备始终处于高效工作状态。

4） 谐振电容器

谐振电容器在串联逆变电路中主要起着补偿无功功率、改善回路电压、提高或降低频率级别，电容采用的是水冷却，通过外接循环水来冷却电容器，是LC串联谐振电路的重要组成部分。

5）DLJ-CL3型控制板

DLJ- CL3中频电源控制板，是本公司开发研制的新型可控硅串联逆变电源的控制板，它可单电源工作也可以实现一拖二工作，并可方便与单整流桥（3相6脉）、双整流桥（6相12脉）及四整流桥（12相24脉）配合工作。主要由电源、调节器、保护电路、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。其核心部件采用美国生产的高性能、高密度、超大规模专用DLJ集成电路，使其电路除调节器外，其余均实现数字化，而且可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点。

整个控制电路除逆变末级触发单元外，做成一块印刷电路板结构。功能上包括电源、调节器、保护电路、逆变触发、启动演算等，除调节器为模拟运算电路外，其余为数字电路。

组成该控制板的核心器件是大规模可编程集成芯片，型号为DLJ它是一块专用大规模数字集成电路，有3路时钟输入口，35路输入/输出口，内部功能包括整流移相触发、逆变触发、逆变触发、逆变引前角锁定、整流电流过流保护、输出电流过流保护、过压保护、水压低保护、水温高保护保护。 控制板发光二极管工作状态

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西安迪利捷机电科技发展有限公司 Xi’an DeLiJay M&E Technical Development Co.,Ltd 代号 +15V +5V CDKS CDJS QD GY ZGL NGL SW SY 电位器 代号 W1 W2 W3 颜色 绿 绿 绿 绿 绿 红 红 红 红 红 发光二极管亮时指示状态 控制板+15V电源工作 控制板+5V电源工作 滤波器充电开始指示，亮：没充电；灭：充电开始。 滤波器充电完毕指示，亮：滤波器充电完毕。 亮：电源启动、脉冲信号产生。 中频过电压故障 进线电流过电流故障 输出电流过电流故障 水温高故障 水压低故障 功 能 输出电流截流整定。 输出电压截压整定。 进线电流截流整定。 四、安装

1）电源与联机前检

电源送电前，应检查装置各部分电路，主要的检查项目是： 1. 检查所有的组件是否完好，有无遗漏，以保证设备的完整性。 2. 检查装置的部件有无松动的迹象。重新紧固所有母线和接线的线头是

否脱落。

3. 核对安装联机是否正确，与图纸要求相同。

4. 检查冷却水管否弯折、压扁，进出水管是否接的正确，开启上水阀

门，各支路应畅通无阻，水管接头无渗漏，水压继电触点闭合良好。 5. 用万用表检查主电路、控制电路对机壳绝缘和各相同的绝缘。 6. 主接触器合闸前应检查继电控制线路动作顺序是否符合原理图要求。 7. 断路器处于OFF（断开）状态。

以上步骤未经检查与校验，禁止开机，以免造成设备损坏，

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发生意外事故。

2）本装置对安装基础无特殊要求，但安装环境应参照本装置使用条件选择。为便于检修，柜体与周围墙壁应保持1m以上距离，以保证柜门能方便开启。

3）本装置的三相电源进线分为上进线和下进线两种，中频输分为上出线和下出线两种，所有导线的接处应保持良好的接触。本装置为大功率的用电负载，供电电源的接线必须保证足够的截面积。下表列出参考进线的截面积： 中频功率KW CL-KGPS-250 CL-KGPS-500 CL-KGPS-800 CL-KGPS-1000 CL-KGPS-1500 CL-KGPS-2000 CL-KGPS-2500 CL-KGPS-3000 CL-KGPS-3500 CL-KGPS-4000 CL-KGPS-4500 CL-KGPS-5000 CL-KGPS-6000 CL-KGPS-8000 进线电压 3N-380V 3N-380V 3N-380V 6N-380V 6N-380V 6N-380V 6N-380V 6N-480V 6N-480V 6N-480V 6N-480V 6N-575 6N-575 6N-575 进线电流A 408 816 1305 816 1220 1630 2040 1960 2280 2610 2940 2720 3260 4350 最小截面积 150×3 300×3 450×3 300×6 420×6 600×6 700×6 700×6 800×6 900×6 1000×6 950×6 1100×6 1500×6 推荐铜排 4×40 5×60 6×80 5×60 6×80 8×80 8×100 8×100 8×100 10×100 10×100 10×100 10×120 10×150 10

西安迪利捷机电科技发展有限公司 Xi’an DeLiJay M&E Technical Development Co.,Ltd CL-KGPS-10000 CL-KGPS-15000 12N-620 12N-620 2550 3830 900×12 1300×12 10×100 10×150 3）本装置柜内底座有接地螺栓，安装时必须注意良好接地。

4）主配电柜的水冷系统上水管径直径1.5寸，下水管径直径3寸，均从柜底地沟引入，与分水器相连。

5）装置的调试，必须与负载一同安装完毕方可进行，负载必须合理安装。一般来说，负载与变频器柜连接的距离越近越好，最好不超过8m，以减少线路损耗，使负载获得最大功率。

五、调试

1）整流部分调试

调试前，应该使滤波器及逆变桥不工作，把滤波器的一端断开，在整流桥口接入一个约1～2KW的电阻性负载。送上三相供电（可以不分相序），检查是否有缺相报警指示，若有，可以检查进线快速熔断器是否损坏。

把电源进线接入，合控制电源和主回路开关，再按动充电按钮，使控制板上的CDKS绿色指示灯灭掉，直流电压应缓慢上升（10~20秒），直至直流电压波形达到全放开，若整流桥没有达到全开放，则调节控制板上的电阻R69（没有达到全开放则减小R69），使直流电压波形全关闭，移相角约120度。

2）滤波器调试

调试前，把滤波器铜排恢复，合控制电源和主回路开关，再按动充电按钮，使整流输出电压缓慢上升，滤波器电容被缓慢充电（10~20秒），达到直流电压的最大值。观察电容器有无打火、放电及响声等不正常现象。维持20~40分钟无异常现象说明调试成功。

3）逆变部分的调试

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a校准频率表

用示波器测逆变触发脉冲的它激频率，调节W5微调电位器，使频率表的读数与示波器测得相一致。

b逆变启动

调节电位器W4可调节它激频率，把它激频率调整到额定频率的2~3倍。 启振逆变器。接上电源按下充电按钮，确认滤波器充好电之后，按下中频启动按钮，逆变脉冲产生并触发逆变可控硅，使逆变桥启动。用示波器观察逆变波形，调节W4使逆变波形达到理想状态。缓慢调整电位器，使逆变输出电压升高，直至电位器调整到最大，若电压电流没有达到额定值，则可以通过调整W1、W2、W3来整定输出电压、输出电流及进线电流的大小。

4）过压保护

控制电路上已经把过压保护电平整定在额定输出电压的1.2倍上，当进行额定电压整定时，过压保护就自动整定好了。在轻载下调整控制板W2电位器，使输出电压达到额定值。

5）进线电流整定

控制电路上已经把进线电流过流保护电流整定在额定进线电流的1.2倍上，当进行进线电流过流整定时，过流保护就自动整定好了。在满负荷下，调节控制板上的W3电流反馈微调电位器，使直流电流表达到额定值。

6）输出电流整定

控制电路上已经把输出电流过流保护电流整定在额定输出电流的1.2倍上，当进行输出电流过流整定时，过流保护就自动整定好了。在满负荷下，调节控制板上的W1电流反馈微调电位器，使输出电流表达到额定值。

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六、装置的维护与保养

虽可控硅串联逆变有省电，启动成功率100%，谐波干扰小，调节方便等许多优点。但是，由于半导体器件的过载能力较差，因此合理使用，正确操作与精心维护，是晶闸管变频器电源安全运行，避免故障的重要保证。在连续运行的生产线上，搞好装置的维护尤为重要。

1）经常清除配电柜内的积尘，尤其是晶闸管管心外部，要用酒精擦试干净。运行中的变频器，一般都有专用机房，但实际作业环境并不理想。在熔炼，锻压工序，粉尘很大，振动强烈；在透热，淬火工序，装置常靠近酸洗、磷化等作业设备，有较多的腐蚀性气体。这些都会对装置的元件起到破坏作用，降低装置的电器绝缘强度，在积尘较多时，往往发生元件表面放电现象。因此必须注意经常的清洁工作，防止故障发生。

2）经常检查水管接头是否扎结牢固，清理冷却水管内的水垢和堵塞物。在塑料水管老化产生裂纹时，应及时更换。装置在夏天运行时，晶闸管心外部容易结露，引起晶闸管阳极与阴极间严重漏电，应该考虑使用循环水系统，结露严重时应该停止运行。

3）定时对装置进行检修，对装置各部的螺栓、螺母、压接件进行检查；接触器、继电器的触头有松动，接触不良，均应及时修理、更换，不要勉强使用，以至引起更大事故。定期校验装置的过流过压、截流截压整定值，检查保护系统动作可靠性，防止保护失灵。

4）经常检查负载的接线是否完好，绝缘是否可靠，透热感应圈内积存的氧化皮要及时清理；隔热炉衬有裂纹时要适时更换；熔炼炉在更换新炉衬后，应注意检查绝缘。变频装置的负载都放置在工作现场，出现故障的机率比较高，而往往被人们忽视。因此，加强对负载的维护，防止故障波及变频器，是保证

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装置安全运行的重要一环。

七、操作注意事项

1）启动前注意事项

启动装置前应先打开冷却循环水，设备在每一次启动前应首先检查各冷却水是否通畅；进线电压是否符合本设备要求，是否有不安全因素存在；调功电位器是否回零。

2）运行时注意事项

装置运行时，应按照操作规程进行操作，时刻注意观察各仪表指示参数是否正确，水路是否畅通。

3）使用完毕后注意事项

装置使用完毕后应先断掉进线电源，使装置停止运行。如果负载使用的是透热炉，需在断掉进线电源1小时后再关闭循环冷却水；如果负载使用的是熔炼炉，需在断掉进线电源12小时后再关闭循环冷却水，设备发生故障后，应及时与我公司技术部们取得联系排除故障。

八、操作规程：

1）首先给中频电源送电，并通知现场所有人员，以防触电事故。 2）观察面板上进线电压表与供电电压是否相符，并且要求三相进线电压平衡。

3）合上控制电源开关，同时电源指示灯亮（绿）。按下充电按钮，并等到充电完成指示等亮（绿），然后再按下逆变启动按钮。

4）升功率。先顺时针微调节功率电位器，注意观察逆变频率建立并听到啸叫声，表示中频电源已启动成功，这时才允须把功率缓慢升高；否侧将电位器旋回，重新启动。

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