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GP-100HS高頻加熱設(shè)備使用說(shuō)明書

一、概述

1.1、設(shè)備的用途及特點(diǎn)

1.1.1、本設(shè)備為電子管振蕩式高頻感應(yīng)加熱設(shè)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(shè)備具有下列特點(diǎn)：

    陽(yáng)極電源選用計(jì)算機(jī)控制可控硅調(diào)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(duì)電網(wǎng)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(diào)整舒適方便；具有鎖相分頻同步電路。停止加熱時(shí)，可控硅自動(dòng)關(guān)斷，變壓器停止工作，減少了變壓器空載損耗，同時(shí)也避免了變壓器空載送電、停電時(shí)的浪涌電壓出現(xiàn)，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(lái)實(shí)現(xiàn)的，使調(diào)整方便、快速、靈活。

    采用多種過(guò)流保護(hù)及其它保護(hù)裝置，并有故障記憶顯示功能，為設(shè)備維修提供極大方便。

    因此，本設(shè)備操作簡(jiǎn)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(shè)備的組成

    本設(shè)備主要有調(diào)壓柜、主機(jī)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(shù)數(shù)據(jù)

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(shè)備體積及重量

二、工作原理及線路說(shuō)明

2.1、工作原理。

    本設(shè)備是一個(gè)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(yīng)和鄰近效應(yīng)，使開(kāi)口鋼管的管縫兩側(cè)電流密集，迅速達(dá)到熔化溫度，經(jīng)濟(jì)壓輥的擠壓熔接在一起，達(dá)到焊接目的及機(jī)械工件的淬火、透熱、熔煉處理。加熱時(shí)間由時(shí)間繼電器KT控制。

2.2、線路說(shuō)明

2.2.1、電子管燈絲電源

    系統(tǒng)電源經(jīng)調(diào)壓高控柜內(nèi)的空氣開(kāi)關(guān)Q₁及主接觸器KM₁、KM₂送到燈絲變壓器TS，當(dāng)電源電壓在380V±10%范圍內(nèi)時(shí)，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(jí)送電。分別由主機(jī)柜面板上的按鈕ST₁、SP₁和ST₂、SP₂控制，半壓時(shí)電壓為8V左右，全壓時(shí)為12V。燈絲電源半壓工作的條件是空氣開(kāi)關(guān)Q₁接通，冷卻水接通且水壓繼電器QS₁動(dòng)作；冷卻風(fēng)機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)且風(fēng)壓繼電器QS₂動(dòng)作，主機(jī)柜內(nèi)半壓接觸器KM₁吸合，從而接通半壓。

    燈絲全壓是主機(jī)柜內(nèi)交流接觸器KM₂的常開(kāi)點(diǎn)將諧振電容C₁₂與燈絲穩(wěn)壓器諧振繞組接通，達(dá)到全壓的目的。半壓時(shí)KM₂失電，諧振電容C₁₂與諧振繞組脫開(kāi)，形成半壓。

2.2.2、微機(jī)控制調(diào)壓穩(wěn)壓電路

    為了適應(yīng)加熱需要，保證加熱質(zhì)量，本設(shè)備選用微機(jī)控制調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，由三對(duì)反并聯(lián)大功率可控硅元件組成。控制電路由MCS-51單片機(jī)與鎖相同步電路、整形放大電路、給定電路、過(guò)電流保護(hù)電路等共同組成。詳細(xì)工作原理及電路見(jiàn)“TWY-Ⅲ型微機(jī)控制調(diào)壓穩(wěn)壓裝置使用說(shuō)明書”。

2.2.3、電子管陽(yáng)極電源

    系統(tǒng)電源通過(guò)調(diào)壓柜內(nèi)高壓接觸器KM₃與調(diào)壓主可控硅相連，將三相380V交流電變成380V內(nèi)連續(xù)可調(diào)，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(nèi)連續(xù)可調(diào)直流高壓電，做為電子管陽(yáng)極電源。

    調(diào)壓柜內(nèi)高壓接觸器KM3通過(guò)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(jī)柜門關(guān)好，門開(kāi)關(guān)SQ₁、SQ₂動(dòng)作；調(diào)壓柜工作電源送電；全線各急停鈕沒(méi)有按下。調(diào)壓柜內(nèi)設(shè)計(jì)有由KM31、R9、R10、R11組成的緩沖裝置，用來(lái)防止調(diào)壓部分因意外原因不能運(yùn)行時(shí)（將調(diào)壓柜內(nèi)可控硅短接，以應(yīng)生產(chǎn)急需），防止升壓整流變壓器直接送電時(shí)跳閘。

    本設(shè)備在不加熱時(shí)，調(diào)壓部分可控硅封鎖輸出，故無(wú)高壓。加熱由主機(jī)柜面板上按鈕ST₄、SP₄控制，當(dāng)SA3轉(zhuǎn)到外控時(shí)，用戶可自行設(shè)運(yùn)控裝置。啟動(dòng)加熱輸出的條件是調(diào)壓部分可控硅主電路已接通；工件已放入感應(yīng)圈，加熱啟動(dòng)后，主機(jī)柜內(nèi)加熱接觸器KM₄吸合，KM₄常閉點(diǎn)斷開(kāi)，加到電子管柵極的負(fù)壓切除，常開(kāi)點(diǎn)閉合，電子管柵極電路連通。與此同時(shí)，KA₄₁常開(kāi)點(diǎn)使調(diào)壓柜內(nèi)輸出控制繼電器KA₂得電吸合，單片機(jī)1腳電位由低電平轉(zhuǎn)變成高電平，允許可控硅觸發(fā)脈沖輸出，通過(guò)調(diào)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(chǎn)生380V內(nèi)連續(xù)可調(diào)的交流電經(jīng)升壓整流變壓器送高壓硅堆整流，變成13.5KV內(nèi)連續(xù)可調(diào)高壓直流電，做為電子管陽(yáng)極電壓。電子管開(kāi)始自激振蕩產(chǎn)生高壓高頻電流，通過(guò)加熱變壓器輸出達(dá)到加熱目的。這是一種可控硅移相調(diào)壓式直流高壓穩(wěn)壓電源。它的輸出能在13.5KV內(nèi)連續(xù)平滑線性調(diào)節(jié)，并在任一給定電壓情況下，當(dāng)電源電壓或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，使陽(yáng)極電壓基本穩(wěn)定。當(dāng)電源電壓波動(dòng)±10%，可穩(wěn)定在±2%。

2.2.4振蕩電路

    振蕩電路由安裝在主機(jī)柜內(nèi)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(yáng)極電源時(shí)，把陽(yáng)極輸出信號(hào)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(shù)。

    振蕩槽路裝在主機(jī)柜內(nèi)。由一槽和二槽共同構(gòu)成。一槽又稱陽(yáng)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(jí)電感組成。二者之間通過(guò)母材相連，陽(yáng)極振蕩信號(hào)由電容C₂和反饋線圈取出，通過(guò)隔直電容C₄送到電子管V柵極。改變反饋線圈初次級(jí)繞組L₅、L₆的相對(duì)幾何位置，可均勻調(diào)整反饋系數(shù)和反饋信號(hào)強(qiáng)弱，在陽(yáng)極槽路電感L₈內(nèi)移動(dòng)槽路線圈L₇，可均勻調(diào)節(jié)兩槽路間的耦合系數(shù)，從而達(dá)到調(diào)整的目的。線圈L7的長(zhǎng)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�(jiàn)均勻改變反饋和耦合系數(shù)就能改變振蕩器的工作狀態(tài)，來(lái)滿足不同零件加熱工藝的要求。

    當(dāng)調(diào)壓電路由于意外原因不能投入運(yùn)行時(shí)，為不影響工作，調(diào)壓柜內(nèi)的可控硅可短接，主電路一接通，陽(yáng)極電壓就產(chǎn)生。為控制電子管振蕩器的工作，本設(shè)備仍保留傳統(tǒng)的截至柵負(fù)壓控制電路。當(dāng)不加熱時(shí)，柵負(fù)壓通過(guò)KM₄的常閉點(diǎn)，把柵負(fù)壓引到電子管V的柵極，使電子管處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)加熱時(shí)，KM₄吸合，其常閉點(diǎn)斷開(kāi)，將截至柵負(fù)壓與電子管柵極斷開(kāi)，KM₄常開(kāi)點(diǎn)閉合。把電子管柵極電路接通，產(chǎn)生自激振蕩。

2.2.5、截止柵負(fù)壓電路

    截止柵負(fù)壓是由負(fù)壓變壓器次級(jí)繞組經(jīng)柜橋VC₂整流，再經(jīng)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(yīng)調(diào)壓器的非正常狀態(tài)而保留的，因此在調(diào)壓器工作正常時(shí)，可甩掉它，簡(jiǎn)化線路，減少故障點(diǎn)。

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(jí)L一方面做為熱槽路的電感，同時(shí)又把諧振功率耦合到次級(jí)，由次級(jí)把能量傳遞出去。本設(shè)備產(chǎn)生的高頻電流通過(guò)感應(yīng)或接觸加熱的方式，使工件局部受熱進(jìn)行淬火和焊接鋼管。

三、安裝與調(diào)試

3.1、整機(jī)各部件的正確安裝

3.1.1、設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)等室溫和機(jī)溫平衡時(shí)拆箱，否則可能因溫度變化太大使機(jī)內(nèi)部件受潮或損壞。

3.1.2、拆箱后應(yīng)首先找到設(shè)備說(shuō)明書、裝箱單。清點(diǎn)隨機(jī)部件，妥善存放備用。

3.1.3、將各部分按工藝布局裝入機(jī)位，檢查各部件有無(wú)損壞，緊固件有無(wú)松動(dòng)，認(rèn)真處理。

3.1.4、按設(shè)備工藝平面布置圖布置各柜的位置。

3.1.5、按設(shè)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(jìn)水與出水口應(yīng)集中排列旋轉(zhuǎn)于分水槽處，做好標(biāo)記，進(jìn)口應(yīng)裝水壓表與調(diào)節(jié)閥門，進(jìn)出口與標(biāo)記應(yīng)放在便于觀察出水情況的位置，所有進(jìn)出口可靠接地。

3.1.7、安裝完畢，清理現(xiàn)場(chǎng)后，即可安裝機(jī)內(nèi)部件，電子管安裝前，應(yīng)仔細(xì)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(wàn)用表檢查燈絲冷態(tài)阻值應(yīng)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(yàn)證完好后，在水套上口放好橡皮墊圈，用雙手捧著陽(yáng)極銅圓盤，將電子管小心插入管座，壓好緊固螺絲。在整個(gè)過(guò)程中對(duì)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(shí)，應(yīng)將水壓提高到正常水壓兩倍，此時(shí)各連接水管均應(yīng)不漏。

3.1.9、高頻設(shè)備具有獨(dú)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(diào)壓柜到升壓整流變壓器連線斷開(kāi)，用三只100W“Y”型聯(lián)接燈泡做可控硅調(diào)壓器的負(fù)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(dòng)作是否正確，調(diào)整陽(yáng)壓控制電位器RP，三只燈泡亮度應(yīng)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(guò)流大、開(kāi)門）進(jìn)行停電，送電試驗(yàn)，以檢查各保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，及信號(hào)燈等監(jiān)視系統(tǒng)是否正常。

3.2.3、按表3.1所列數(shù)據(jù)整定電流繼電器、水壓繼電器的動(dòng)作值。表中數(shù)值僅供參考，用戶可根據(jù)實(shí)際使用情況的酌情調(diào)整。

表3.1

3.2.4、測(cè)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(yīng)符合要求。

3.3、振蕩器調(diào)試

3.3.1、拆除假負(fù)載燈泡，連通調(diào)壓柜輸出到升壓整流變壓器的線路。

3.3.2、在感應(yīng)圈內(nèi)放一合適尺寸的負(fù)載，并通水冷卻。

3.3.3、把陽(yáng)壓調(diào)整電位器旋回零位，順序操作各主令按鈕，開(kāi)通加熱輸出。緩慢順時(shí)針調(diào)整電位器，陽(yáng)壓、陽(yáng)流、柵流隨之上升，感應(yīng)圈內(nèi)負(fù)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(kāi)車調(diào)試。順序啟動(dòng)設(shè)備，開(kāi)通加熱控制，調(diào)整加熱輸出電位器，觀察陽(yáng)壓、陽(yáng)流、柵流及工件加熱情況。使陽(yáng)柵流比為5:1-8:1左右。

四、設(shè)備的使用與維護(hù)

4.1、每班維護(hù)

4.1.1、高頻設(shè)備值班人員必須堅(jiān)守工作崗位。

4.1.2、每隔一小時(shí)查看一次冷卻水的流量，并細(xì)心觀察有無(wú)異�，F(xiàn)象。

4.1.3、每隔一小時(shí)查看一次電子管冷卻風(fēng)機(jī)及其它通風(fēng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

4.1.4、每隔一小時(shí)記錄一次各儀表指示。

4.1.5、設(shè)備修理與更換元件應(yīng)有記錄。

4.1.6、交班前擦抹機(jī)器外部塵土及打掃機(jī)房清潔衛(wèi)生。

4.2、每周維護(hù)

4.2.1、檢查各接觸器、過(guò)流繼電器等接線有無(wú)松動(dòng)。

4.2.2、電子管水套對(duì)地絕緣電阻不小于250千歐。

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

4.2.4、對(duì)機(jī)內(nèi)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(hù)

4.3.1、重復(fù)進(jìn)行周維護(hù)項(xiàng)目。

4.3.2、對(duì)各冷卻水路的流量，做計(jì)量測(cè)定，若明顯減少，應(yīng)查找原因，及時(shí)處理。

4.3.3、清除電子管水垢�？捎�10%稀鹽酸清洗，然后立即用清水沖凈。

4.3.4、檢查各保護(hù)電路和主令器件（例如門開(kāi)關(guān)，過(guò)流繼電器等）的動(dòng)作是否可靠。

4.3.5、有備用電子管的單位，應(yīng)將設(shè)備上已使用電子管與備用管交替使用。

4.4、半年維護(hù)

4.4.1、重復(fù)月維護(hù)項(xiàng)目

4.4.2、對(duì)機(jī)柜頂部，電纜溝等作徹底清掃。

4.4.3、對(duì)地線做認(rèn)真檢查。

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

4.5、安全注意事項(xiàng)

4.5.1、運(yùn)行時(shí)設(shè)備各柜門應(yīng)關(guān)好。

4.5.2、停機(jī)后，應(yīng)繼續(xù)供給冷卻水不少于10分鐘。

4.5.3、檢修應(yīng)在停電后進(jìn)行。

4.5.4、檢修前應(yīng)對(duì)各儲(chǔ)電器件放電棒放電。

4.5.5、檢修時(shí)應(yīng)掛出明顯的防止送電標(biāo)識(shí)。

4.5.6、檢修時(shí)一人工作，一人監(jiān)護(hù)。

4.5.7、檢修后應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真清理，確認(rèn)以具備送電條件后，方可送電。

電氣元件明細(xì)表

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