中频炉使用说明书资料

1500kW/3T中频无心感应熔铝炉

使用说明书

西安欣悦电器有限责任公司

电话：（029）88323945

88321751

88321954

二〇一九年四月五日

第一章设备安装说明

设备安装说明

对冷却系统的要求

远距离布线和连锁的注意事项

第二章控制操作与指示仪表简介

指示仪表

指示灯和LED

按钮及开关

可选控制功能

操作程序

第三章设备简介

主要技术参数

功率主电路

整流部分

逆变部分

输出电路

电子控制系统

感应体工作原理

调试

第四章维护保养

安全预防措施

定期保养

推荐的保养日程表

故障检修

总述

基本的电源电路检修

第五章设备供货范围及随机文件

第六章技术保证及存储

第一章设备安装说明

设备安装说明

这一型号的电源相当重，因此必须检验地面能否承受这一重量，此外一般还要求妥善保护电源，防止周围环境，尤其是灰尘的侵害。

产品环境条件：符合高、低压电机电器安装条件：

⑴海拔不超过1000m；

⑵环境温度在5～40℃范围内；

⑶使用地区最湿月每日最大相对湿度的平均值不大于90%；

⑷周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气体；

⑸没有明显的振动和颠簸；

⑹工频进线三相电源应近似对称，其不平衡度不大于5%；

⑺工频进线三相电源电压波动范围不大于±5%。

为了减少传输线上的电压降和功率损耗，电源理想的安装部位，应是尽可能靠近负载的地方，注意电源不得放置在工作线圈所产生的过大热量的作用范围内。高功率的传输线必须远离金属表面或结构件，避免电磁耦合会使它们发热。安装设备前，请向我公司咨询。我公司将帮助确定设备的布局。

电源定位时，有几点需要考虑，这一尺寸的电源，应尽量靠近交流进线电源，并利用单独的馈线，最好是专用的变压器连接，减少电源与其他灵敏设备之间的相互干扰，固态电源在线电压波形上产生“缺口”，而某些电器设备易受这类失真的影响。请尽量注意！！！！！

炉体安装注意事项：

⑴地脚螺栓采用二次灌浆固定。

⑵总进水管，总回水管，送电电缆铜排应整齐地从地沟引入或引出，水电路要分开。控制线要穿管埋地下引线。

⑶各连结管线的截面尺寸：

中频电源柜上的总进回水管: 进水内径φ51胶管，回水2.5寸。

电容器柜上的总进回水管: 进水内径φ51胶管,回水8根φ20胶管+16

增强管。

炉体上的总进回水管: 进水3根内径φ63胶管，回水13根φ25胶管+2根φ45胶管。

中频电源至电容器柜铜排之间连线：2X800mm2铜排。

车间低压柜至中频电源工频进线：6-5×60 铜排。

液压站至倾炉油管之间无缝钢管φ28。

液压站至炉盖油管之间无缝钢管φ18。

对冷却系统的要求

冷却系统对于这类电源的无故障运行至关重要。

产品环境条件和对冷却水的要求：

⒈产品环境条件：符合高、低压电机电器安装条件：

⑴海拔不超过1000m；

⑵环境温度在5～40℃范围内；

⑶使用地区最湿月每日最大相对湿度的平均值不大于90%；

⑷周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘和腐蚀性气体；

⑸没有明显的振动和颠簸。

⒉产品对冷却水的要求：

⑴冷却水的水质应符合以下要求：

①PH值： 7～8.5

②悬浮性固体＜10mg/L

③碱度＜50mg/L

④氯离子平均＜50mg/L

最多＜220mg/L

⑤硫酸离子＜100mg/L

⑥全铁＜2mg/L

⑦可溶性Si02＜6mg/L

⑧溶解性固体＜300mg/L

⑨电导率＜500μS/cm

备注：3t炉用水-水热交换装置（50m3/h,热交换量50万kcal/h，供一电一炉循环内冷）。

说明：

电炉断水的情况下运行将会引起感应线圈及水冷电器元件发热，并造成严重事故。因此，不仅要求有备用水源，而且炉子在运行中不能断水，除炉子带有水压、水温等保护系统外，仍需要对水系统进行精心维护。

固态功率装置承受最大负载的能力，随着接电温度的增高而降低。因此，冷却系统越有效，发生故障的机会越少。水质是我们首先要靠考虑的因素。它的电阻率至少不低于2500Ω—㎝。这一点必须严格遵守，为了获得最佳冷却效果，建议使用蒸馏水。对冷却系统的其他要求如下：

⑴使用容量足够的有色金属管道、镀锌钢管或能耐受一定压力的PVC管道；

⑵不要让低于露点的水流经或滞留在电源中。否则，这些水会在电路冷凝；

⑶不要使用含防腐成分的防冻剂，它们会降低水的电阻率；

⑷在进水和出水管道上配置阀门，并在管道的最高点安放一个放气阀。电源内部的水

管上安置小型的清洗阀，适应最初的排水。在装置储存之前，用防冻剂冲洗冷却管道，并清理干净。

远距离布线和连锁的注意事项

用户订购的电源，操作面板安装在电源柜上。用户也可以要求提供一套遥控操作面板。电源柜与电源柜控制面板之间须用最短的线路布线。遥控操作面板可安置在用户的机器上或其他位置。面板上有一安装好的测量仪表和控制开关。

用户可按我公司提供的图纸，在电源和负载之间布线。在电源与遥控面板之间布线时，应按照图纸使用标准的独立布线管道，远离电源工作区域，并保证接触良好，绞合线或屏蔽线符合规范。

第二章操作控制与指示器简介

操作控制与指示

所有的操作控制开关都装在电源柜的门上。如果客户需要，我公司可提供一套遥控面板，下文描述它们不同的功能。

指示仪表

1．动力柜：每套电源有两个动力柜，每个动力柜中电压表显示工频进线侧实时线电压，三个电流表分别显示工频进线侧主回路中A相、B相、C相的实时电流。

2．中频电源柜：直流电压表显示经整流环节后直流电压的大小，直流电流表显示经整流环节后直流电流的大小，变频电压表显示变频柜输出电压的大小。频率表显示变频柜输出频率的大小。

指示灯和LED

指示灯用来显示电源正处于的工作状态或者系统发生故障。

指示灯分为220V和LED（发光二极管）二种。指示灯用于显示电源正处于工作状态或者系统发生故障，提醒操作人员立即采取行动。LED表示固态电源在运行中发生的特殊情况，应向有经验的服务维修人员询问。

⑴灯泡指示灯

主回路合闸指示：表示主回路已经送电，可以准备开始下一步的工作；

控制回路电源通：表示控制回路接通；

中频启动指示：表示电源柜准备工作就绪；

报警指示：表示电源柜因故障无法工作；

⑵LED

这些LED分别安装在电源整流和逆变控制板上。

过压保护指示发光二极管O.V：逆变器输出电压超出设定最高极限。电源停止工作；

过流保护发光二极管O.C：进线电流超出设定最高极限，电源停止工作；

冷却水压低W.P.L发光二极管：电源柜冷却水进水压力低，电源停止工作；

电压调节器投入指示 V.LOP发光二极管：变频电压正常工作；

缺相保护指示 P.O.W 发光二极管：工频进线缺相。电源停止工作；

整流振荡脉冲输出指示发光二极管：整触发部分基准脉冲发生部分正常工作；

逆变起动成功和失败检测发光二极管P.P：指示逆变器的工作状态；

控制回路通电指示发光二极管POWER：控制回路接通。

按钮及开关

⑴控制电源启动/停止—提供控制电源

⑵HD隔离开关：合上后主回路带电，断开后在HD以下不带电，可用来检修电源柜和调试，平时不开中频电源时拉掉该隔离开关以避免发生设备和人身触电事故。

⑶中频启动/停止—转换开关可以启动或停止电源的运行。如果在故障之后再次启动，必须再把转换开关旋到停止进行复位，然后再启动。

⑷功率调节电位器：调节电源输出功率。

⑸万能断路器：合闸后主回路带电，分闸后主回路不带电，可以用来检修电源柜和调试，平时不开中频电源时分闸后以避免发生设备和人身触电事故。

⑹本控-远控转换开关:转换开关旋转本控位置时,只能在中频电源柜面板上操作,转换开关旋到远控位置时只能在远控处操作,以方便用户操作.

可选控制功能

如果用户需要，我们还可提供其他控制开关。其中最常见的是本地/远控选择开关。这个选择开关，可以选定执行控制功能的是装在电源柜上的开关还是一套远控开关。

操作程序

以下叙述均为在本控工作状态下的操作顺序

⑴打开冷却水进水管道，向电源和线圈供水。检查各控制阀是否处于正确的开启/关闭位置，查看电源各水管的出水量。如果可能，检查进水温度。

⑵闭合刀开关，并保持这一状态。

⑶按下合闸按钮使万能断路器闭合,主回路带电, 并保持这一状态。

⑷闭合控制电源开关，使控制回路带电。

⑷根据试验的结果选择适合的电容器容量。

⑸中频启动开关旋到启动位置，作好启动前的准备工作，为了谨慎起见，最好在中频

启动开关动作之前，先将功率调节调节电位器调到“0”位。

⑹慢慢调节功率电位器，启动中频电源，开始熔炼，根据熔化时的要求可以调节功率

的大小。

⑺在熔炼结束或出现故障时，将功率调节电位器拨到“0”位，然后中频启动开关旋到

停止位置，控制电源开关旋到断开位置，再按下分闸按钮，然后断开刀开关。

千万注意:在中频电源工作的过程中,严禁操作万能断路器的分闸按钮

第三章设备简介

主要技术参数：

1.额定容量3t

2.最大容量

3.6t

3.额定功率1500KW

4.额定频率400Hz

5.工频进线10KV±5%/三相1800KV A供电

380V 三相80KV A

6.整流变压器1800KV A 10KV±5%/660V

7.感应器电压2300V

8.工作温度铝>800℃

最高1000℃

9.热炉熔化率铝≧2.6t/h

10.热熔化电耗铝≤565kWh/t

11.热炉熔化时间铝70～75min/炉次

（装料3t时）

12.功率因数：≥0.8（额定功率的75%加热率时）

13.噪声：≤85db（距离设备发生源3米处）

14.一次启动率： 100%

15.炉体气密性：≥3小时（10Pa下降到7.5Pa所需时间）

16.冷却水流量

①1500KW/3t中频炉一台

冷却水循环流量：～35M3/h

②1500KW中频电源(包括中频柜、电容器柜) 一套

冷却水循环流量：～15M3/h

17.炉体重量～18t/台

(安装时可拆卸)

功率主电路

变频电源是一种电流型逆变器，它与并联谐振回路相连，谐振回路包括加热线圈与电容组合。

逆变器在额定频率下工作，但是由于炉料特性发生变化，频率应连续、自动地得到调整，以便控制逆变器的某些运行参数，变频电源中包含可控整流器、并联桥式逆变器以及连接整流器与逆变器之间的直流电抗器。

整流部分

整流部分是两组三相（共六相），其中一组三相是三角形接法，一组三相是星形接法，共同组成12脉波形式，每一组三相都是50Hz的电源，经整流桥整流，变成单相直流电压（Vd）。整流部分由一组六个可控硅组成。它们以交流配对的方式组合，产生直流电压。这是一种固态开关，它通过一个微弱的门信号导通，使电流朝一个方向流动；而且必须在两端形成反向电压时，才能关断。整流器里的晶闸管轮流导通。50Hz三相线电压整流后，

转换成直流纹波电压。改变可控硅在线电压上的导通点，可将直流电压平均值从零调整到最大。直流电抗器的电感可减少直流电流中的纹波量，流入逆变器的是稳定的直流电流。

逆变部分

将整流器输出的直流电，从任意一侧轮流导入并联调谐负载上，从而可将直流电频率转换成额定输出频率，对角的一组可控硅可同时导通，输入并联LC电路的矩形波电流，在负载两端形成正弦电压，在工作线圈上产生正弦电流。

输出电路

功率的调节，是通过控制整流器的直流输出电压来实现的，实际上，功率的转换，包括一个输出电容耦合的过程。根据不同的应用情况，这一网络可改变工作线圈的电流。

电子控制系统

整个控制电路除逆变末级触发电路板外，做成一块印刷电路板结构，从功能分为整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分。详细电路见《中频电源控制电路原理图》、《中频电源主电路原理图》

1.主回路工作原理

见中频电源原理方框图。两组三相电源经隔离开关1ZK和2ZK至两个三相全控整流桥,整流后经电抗器1Ld和2Ld滤波和隔离后,将直流电压输出到逆变器,逆变器由快速晶闸管、感应器、中频电容器等组成,逆变器输出中频电压,其值由下式表达：

1.1Ud

Ua = ────其中:Ud为整流桥输出直流电压

CosΦ

Φ为逆变器换流引前角

中频电源原理方框图

负载感应线圈与中频电容器组成并联谐振回路,也可以采用电容串联与感应线圈组成的电容升压(倍压)式负载回路,后者常用于中频熔炼。

2.控制电路原理

整个控制电路是两块整流控制电路板和一块逆变控制线路板组合结构,从功能分为两套整流触发部分、调节器部分、一套逆变部分、启动演算部分。详细电路见附图。

2.1 整流触发工作原理

这部分电路包括每组都是三相同步、数字触发、末级驱动等电路。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。数字触发器的特征是用计(时钟脉冲)数的办法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器,输出脉冲频率受α移相控制电压Vk 的控制,Vk 降低,则振荡频率升高,而计数器的计数量是固定的(256),计数器脉冲频率高,意味着计一定脉冲数所需时间短,亦即延时时间短,α角小,反之,α角大。计数器开始计数时刻受工频同步信号控制,在α=0°时开始计数。现假设在某Vk 值时,根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25kHZ,则在计数到256个脉冲所需的时间为(1/25000)×256=10.2(mS),相当于180°电角度。该触发器的计数清零脉冲在同步电压(线电压)的30°处,这相当于三相全控桥式整流电路的β=30°位置,从清零脉冲起,延时10.2mS产生的输出触发脉冲,也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管α=150°位置,如果需要得到准确的α=150°触发脉冲,可以略微调节一下电位器W4。显然,有三套相同的触发电路,而压控振荡器和Vk 控制电压为公用,这样在一个周期中产生6个相位差60°的触发脉冲。

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。

1IC13B及其周围电路构成电压--频率转换器,其输出信号的周期随调节器的输出电压Vk 而线性变化。这里1W2微调电位器是最低输出频率调节(相当于模拟电路锯齿波幅值调节)。

每组三相同步信号都是直接由晶闸管的门级引线K4,K6,K2或者从主回路的三相进线上取得,由1R42,1C19,1R43,1C20,1R44,1C21进行滤波及移相,再经6只光电耦合器进行电位隔离,获得两组6个相位互差60度、占空比略小于50%的矩形波同步信号如1IC4C,1IC4D 的输出。1IC7,1IC8,1IC9构成数字延时器。三相同步信号对计数器进行复位后,对电压--频率转换器的输出脉冲每计数256个脉冲便输出一个延时脉冲,因计数脉冲的频率是受Vk 控制的,换句话说,Vk 控制了延时脉冲。计数器输出的脉冲经隔离、微分后，变成窄脉冲，送到后级的LM556,它既有同步分频器的功能,亦有定输出脉宽的功能。输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲,再经晶体管放大,驱动脉冲变压器输出。

2.2 调节器工作原理

调节器部分共设有四个调节器:中频电压调节器、电流调节器、阻抗调节器、逆变角调节器，（电流调节器共两个，每个整流控制板上均有一个）

其中电压调节器、电流调节器，组成常规的电流、电压双闭环系统，在启动和运行的整个阶段，电流环始终参与工作，而电压环仅工作于运行阶段；另一阻抗调节器，从输入上看，它与电流调节器LT2的输入完全是并联的关系,区别仅在于阻抗调节器的负反馈系数较电流调节器的略大,再者就是电流调节器的输出控制的是整流桥的输出直流电压,而

阻抗调节器的输出控制的是中频电压与直流电压的比例关系,即逆变功率因数角。

调节器电路的工作过程可以分为两种情况:一种是在直流电压没有达到最大值的时候,由于阻抗调节器的反馈系数略大,阻抗调节器的给定小于反馈,阻抗调节器便工作于限幅状态,对应的为最小逆变θ角,此时可以认为阻抗调节器不起作用,系统完全是一个标准的电压、电流双闭环系统；另一种情况是直流电压已经达到最大值，电流调节器开始限幅，不再起作用，电压调节器的输出增加，而反馈电流却不变化，对阻抗调节器来说，当反馈电流信号比给定电流略小时，阻抗调节器便退出限幅，开始工作，调节逆变角调节器的θ角给定值，使输出的中频电压增加，直流电流也随之增加，达到新的平衡.此时，就只有电压调节器与阻抗调节器工作，若负载等效电阻RH 的继续增大,逆变θ角亦相应增大,直至最大逆变θ角。

逆变角调节器用于使逆变桥能在某一θ角下稳定的工作。

中频电压互感器过来的中频电压信号由J3-3和J3-4输入后,分为两路,一路送到逆变部分,另一路经3D1-3D4整流后,又分为三路,一路送到电压调节器;一路送到过电压保护;一路用于电压闭环自动投入。

电压PI调节器由3IC3A组成, 其输出信号由3IC3D进行钳位限幅。3IC1C和3IC5C组成电压闭环自动投入电路, DIP-1开关用于进行电压开环调试。内环采用了电流PI调节器进行电流自动调节,控制精度在1%以上,（以一组整流为例，另一组整流和其相同）由主回路交流互感器取得的电流信号,从J3-1、3-2、J3-3，经二级管1D40～1D45三相整流桥整流后,再分为三路。一路作为电流保护信号,另一路作为电流调节器的反馈信号,还有一路作为阻抗调节器的反馈信号。由1IC11D)构成电流PI调节器,然后由1IC11A隔离,控制触发电路的电压--频率转换器。

3IC4C构成阻抗调节器,它与电流调节器是并列的关系,用于控制逆变桥的引前角。其作用可间接地达到恒功率输出,或者可提高整流桥的输入功率因数。DIP-1可关掉此调节器。

3IC6A构成逆变角调节器,其输出由3IC6B为其钳位限幅。

2.3 逆变部分工作原理

本电路逆变触发部分,采用的是扫频式零压软起动,由于自动调频的需要,虽然逆变电路采用的是自励工作方式,控制信号也是取自负载端,但是主回路

上不需要附加的起动电路,也不需要预充磁或预充电的起动过程,因此,主回路得以简化,但随之带来的问题是控制电路较为复杂。

起动过程大致是这样的,在逆变电路起动前,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。自动调频电路一旦投入工作,便停止它激信号的频率扫描,转由自动调频电路控制逆变引前角,使设备进入稳态运行。

若一次起动不成功,即自动调频电路没有抓住中频电压反馈信号,此时,它激信号便会一直扫描到最低频率,重复起电路一旦检测到它激信号进入到最低频段,便进行一次再起动,把它激信号再推到最高频率,重新扫描一次,直至起动成功。重复起动的周期约为0.5秒钟,完成一次起动到满功率运行的时间不超过1秒钟。

由J3-3和J3-4输入的中频电压信号,经变压器隔离送到3IC7(中频起动模块), 3IC7的3脚、4脚输出的信号经微分后由3IC9A和3IC10A变成窄脉冲输出,驱动逆变末级MOS 晶体管。3IC10B构成频率电压转换器,用于驱动频率表。3W5用于整定频率表的读数。3IC9B 构成过电压保护振荡器,当逆变桥发生过电压时,振荡器起振,使逆变桥的4只晶闸管均导通。

3IC6D为起动失败检测器,其输出控制重复起动电路。3IC6C为起动成功检测器,其输出控制中频电压调节器的输出限幅电平,即主回路的直流电流。

1W4为逆变它激信号的最高频率设定电位器。

2.4 启动演算工作原理

过电流保护信号（以一组整流为例，另一组整流和其相同）经1IC11C倒相后,送到1IC12B组成的过电流截止触发器,封锁触发脉冲(或拉逆变);驱动"过流"指示灯亮和驱动报警继电器。过电流触发器动作后,只有通过复位信号或通过关机后再开机进行"上电复位",方可再次运行。通过1W1微调电位器可整定过流电平。

当六相交流输入缺相时本控制板能对电源实现保护和指示。其原理是（以一组整流为例，另一组整流和其相同）:由4#、6#、2#晶闸管的阴极(K)分别取A、B、C三相电压信号(通过门极引线),经过光电耦合器的隔离送到1IC10及1IC13A进行检测和判别,一旦出现"缺相"故障时,除了封锁触发脉冲外,还驱动"缺相"指示灯以及报警继电器。当两组整流部分即六相同时使用时，封锁触发组合一起，任意一组出现“缺相”时，两组整流都进行保护并停机，若需要单独使用一组整流时，必须将另一组整流的电源切除。

为了使控制电路能够更可靠准确的运行,控制电路上还设置了启动定时器和控制电源欠压检测保护。在开机的瞬间,控制电路的工作是不稳定的,设置一个3秒钟左右的定时器,待定时后,才容许输出触发脉冲。这部分电路由3C2、3R3等元件构成。若由于某种原因造成控制板上直流供电电压过低，稳压器不能稳压，亦会使控制出错。设置一个欠压检测电路(由1DW6、1IC11B等组成),当Vcc电压低于12.5V时便封锁触发脉冲,防止不正确的触发。

自动重复起动电路由3IC2B组成。DIP-2开关用于关闭自动重复起动电路。

3IC1A组成过电压截止触发器, 封锁整流桥触发脉冲(或拉逆变); 驱动"过压"指示灯亮和驱动报警继电器;通过3Q4使过压保护振荡器3IC9B起振。过电压触发器动作后,也象过流触发器一样,只有通过复位信号或通过关机后再开机进行"上电复位",方可再次运行。调节W1微调电位器可整定过压电平。

3Q3及周围电路组成水压过低延时保护电路,延时时间约8秒。

复位开关信号由J1-1、J1-2输入,闭合状态为复位暂停。

炉体工作原理

本炉采用一套中频电源配一台3t中频炉。其工作原理为：中频电流由变频装置、电容器柜通过连接铜排、水冷电缆输往炉子的感应线圈，在感应线圈内产生相应的交变磁场，处于交变磁场中的金属液内部感应电流(涡电流)，把电能转变为热能，从而使金属液加热升温。

1．该中频炉主要由固定架、炉体、炉盖机构、水冷系统、引电系统、液压系统和电气系统组成。

⑴固定架

固定架为一整体钢结构焊接件。用12个M24×500地脚螺栓固定在地基上。

⑵炉体

炉体由型钢和钢板焊接而成的炉架、感应线圈、磁轭和坩埚组成。通过轴承座及装在炉体两侧的油缸与固定架联接。炉体借助油缸的推力可倾转0～95℃，固定架上装有限位开关限制倾转角度。

①感应线圈

感应线圈是炉子的核心部分，因通过电流较大，采用水冷的矩型铜管绕制而成，并进行绝缘处理。

②磁轭

磁轭由硅钢片叠制成月牙铁心、夹板、绝缘垫及夹具等组成。磁轭与线圈的结合面为圆弧面，这样的结构对线圈的压紧效果好、漏磁少。磁轭的作用是辅助导磁，加强感应线圈对炉料的功率传递和两者间的电磁感应，约束感应线圈的漏磁向外散发，减少炉架等金属构件的发热，即做为一个磁屏；另一个作用是压紧感应器。磁轭共10个分布在感应线圈周围，由安装在炉架槽钢上的径向和轴向顶紧螺栓固定。

③坩埚

盛装金属液的坩埚是由型砖和石英砂等耐火材料制作而成，坩埚外侧围绕一层石棉层和一层耐火胶泥组成保温、绝热层。作为中频炉热源的感应器与其贴紧在一起组成一个整体，承受着高温金属液引起的压力和热应力。

⑶炉盖机构

炉盖靠二个液压缸提升、旋转，使炉盖开闭，便于加料。

⑷水冷系统

采用集中控制，分支供水、回水，分别调节。进水总管上装有电接点压力表以监测水压。

⑸引电系统

引电系统由水冷电缆、接头体和导电铜排等组成。水冷电缆、接头体和导电铜排固定在与炉架焊接在一起的角钢架上。

⑹液压系统

液压系统包括：倾炉油缸、高压软管、液压站及液压操作台。

1）.液压站由油箱、油泵、电机、液压元件及集成块组成。液压系统工作原理参阅液压系统原理图。

2）. 液压操作台

液压操作台的功能是控制炉体的倾动和炉盖的开闭及升降。

操作台面板上装有液压站电机启动、停止按钮、炉盖开闭操作杆、炉盖升降操作杆及炉体倾炉、复位操作杆。

⒄炉衬顶出装置

炉衬顶出装置：主要由一只可以移动的特制液压油缸组成，液压系统和炉体液压站共用，用于顶出磨损炉衬；在需要拆除炉衬时，待炉膛稍微冷却（一般只需几个小时），就将炉体倾转到水平位置，再将炉衬顶出装置卡在炉底的挂钩上，由于炉膛和炉衬的特殊结构和材料，在顶出液压缸的推动下，石英砂炉衬会在热态下被顺利的整体顶出。

拆除炉衬的工作，一般2～3小时即可顺利完成。

⒅电炉控制柜：中频炉组配有以西门子PLC-200（包括触摸屏、模拟和数字I/O模块等）为核心部件的检测控制系统，通过电炉控制柜完成能源馈入和分配，完成设备所有工艺动作和安全保护等逻辑控制。设有电流、电压的数值显示和状态显示。逻辑控制采用采用以西门子S7-200系列PLC为核心部件的测检、控制系统，实现对液压装置的供电和控制、漏炉的检测和报警、冷却水欠压检测报警和温度巡检和超温报警。并通过模拟屏实现在线显示程序动作和设备运转状况。出现故障时，系统会诊断出故障点，并作出声光报警，提示现场操作者处理检查

2. 安装、冷态调试和炉衬制筑

⑴安装

1）. 对安装现场的要求

中频炉安装现场除应符合设备安装说明外，还应具备下述条件：

a.安装现场应有起吊能力的吊装运输设备。

b.炉前应设置炉前坑，坑底与四周铺高铝砖，其容积要足够容纳3t金属液，在紧急

情况下金属液可倒入此坑；

c.供水条件应符合对冷却系统的要求，应设置备用水源，以备突然停水时使用；

d.中频电源至水冷电缆联接处的铜排走向，以铜排长度最短为佳，尤其是电容器柜应

尽量靠近炉子，其引线长度不应大于5m。

e.液压站放于地下室，并砌墙与炉子隔开；

f.现场配制的水、油管等内外壁应除锈、清洁；

g.车间的管道、金属结构件应远离炉子的大电流导体，以免增加额外的涡流损耗；

2）.安装步骤

①吊装现场应具有能吊装本炉的起吊设备。

吊装可倾动炉体时严禁使用炉盖上的挂钩，吊运时不得碰撞水嘴，其他吊运按常规进行。

②地基应符合中频炉基础图的要求。

③将固定架装好，找平后立于地基上，调整好地脚螺栓位置后进行二次灌浆。

④安装可倾动炉体，将炉体放在固定架的中间工作位置。

⑤吊装炉体，与固定架立柱的轴承座连接，安装左右油缸，将油缸上部与炉体连接，

下部与固定架上支架连接。

⑥.如果炉子整体安装，则找平调整好的地脚螺栓位置后，进行二次灌浆固定。

⑦现场配制液压管路。

⑧联接各冷却水管。

⑨安装水冷电缆以及与电容器柜联接铜排。

⑩联接中频电源与电容器柜的铜排和联接电源柜与车间输电线。

⑵冷态调试

调试前应对中频炉所有零部件进行检查，并要求：

a.各运动部件应保证动作灵活，并注润滑油；

b.行程开关调整到合适位置，动作灵敏可靠；

c.感应线圈通水试验，在3×105 Pa(表压)压力下，管路应畅通，然后关闭水路系统

出口，通入4.5×105 Pa(表压)压力水，持续15min无渗漏现象。检查完后用压缩空气吹干感应线圈铜管中的水份。

d.水冷架上电接点压力表整定在2.5×105 Pa(表压)，各双金属温度计整定在55℃，

各联锁保护、信号、指示、动作均应正确、可靠。

e.炉子本体与操作台等均应有可靠的接地保护。

f.在主电路不通电的情况下，所有电气元件进行操作三次以上。

g.检查所有接线是否正确，连接应良好，固定螺栓必须拧紧。

h.进行带电体与炉体的短路检查及绝缘电阻测量。

检查完上述各项目没有异常后，方可进行筑炉。

调试

调试时将电源分为两部分进行调试，因为有两个整流，两个逆变，所以将一个整流和一个逆变作为一组，分别调试一组的整流和逆变，然后再将两组的联合起来。注意：两个逆变的输出必须同相位才能联合，否则会引起短路。下面将一组为例进行详述，另一组调试方法相同。

1整流部分的调试

调试前，应该使逆变桥不工作，例如：把平波电抗器的一端断开或断开逆变末级的输入线，使逆变桥的晶闸管无触发脉冲。再在整流桥口接入一个约1～2kW的电阻性负载。电路板上的If微调电位器1W1顺时针旋至灵敏最高端，(调试过程发生短路时，可以提供过流保护)。主控板上的DIP开关均拨在ON位置；用示波器做好测量整流桥输出直流电压波形的准备；把面板上的"给定"电位器逆时针旋至最小。

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。

把面板上的"给定"电位器顺时针旋大，直流电压波形应该几乎全放开，再把面板上的"给定"电位器逆时针旋至最小，调节整流板上的W4微调电位器，使直流电压波形全关闭，移相角约120度。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。

把逆变桥接入，使逆变触发脉冲投入。把电路板上的Vf微调电位器3W1逆时针旋至灵敏最高端，(调试过程发生逆变过压时，可以提供过压保护)。把面板上的"给定"电位器顺时针稍微旋大，这时逆变桥便工作。当出现直通现象时，继续把面板上的"给定"电位器顺时针旋至一半，此时直流电流表应指示到额定电流的25%左右，若电流表的指示不为额定值的25%，可调节控制板上的1W1电流反馈微调电位器，使直流电流表指示到额定输出电流的25%左右。一旦逆变起振后，直流电流就可接近额定电流值，精确的额定电流整定，要在满负荷运行时才可进行。

若把面板上的"给定"电位器顺时针稍微旋大，逆变器便起振，不出现直通现象，可调节中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下，就不会起振了。

这样整流桥的调试就基本完成，可以进行逆变桥的调试。

2逆变部分的调试

⑴首先应校准频率表。用示波器测逆变触发脉冲的它激频率(它激频率可以通过1W4来调节)，调节3W5微调电位器，使频率表的读数与示波器测得的相一致。

⑵起振逆变器。调节控制板上的1W4微调电位器，使它激频率略高于槽路的谐振频率，3W3、3W2微调电位器旋在中间位置。把面板上的"给定"电位器顺时针稍微旋大，这时它激频率开始扫描，逆变桥进入工作状态，当起动成功后，控制板上"P.P"指示灯会熄灭。可以把面板上的“给定”电位器旋大、旋小反复操作，这样，它激信号也反复作扫描动作。若不起振，可调节中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下。此步骤的调试，亦可使DIP-2和DIP-3开关处在OFF位置，此时加入了重复起动功能，电压环也投入工作。

⑶逆变起振后，可做整定逆变引前角的工作，把DIP-1开关打在OFF位置，调节3W2微调电位器，使中频输出电压与直流电压的比为1.2左右(若换相重叠角较大，可适当增

大比例值)；再把DIP-1开关打在ON位置，调节3W3微调电位器，使中频输出电压与直流电压的比为1.5左右(或更高)，此项调试工作可在较低的中频输出电压下进行。注意，必须先调1.2倍关系，再调1.5倍关系，否则顺序反了，会出现互相牵扯的问题。

3、将两组整流和逆变联合起来，再进行调试

3．1可以在轻负荷的情况下整定电压外环。主控板上的DIP-3开关拨在OFF位置，W1微调电位器逆时针旋至最大，把面板上的"给定"电位器顺时针旋大，逆变桥工作。继续把面板上的"给定"电位器顺时针旋至最大，顺时针调节3W1微调电位器，使输出的中频电压达到额定值。在这项调试中，可见到阻抗调器起作用的现象，即直流电压不再上升，而中频输出电压却还能继续随"给定"电位器的旋大而上升。

3.2过压保护

控制电路上已经把过压保护电平固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。若觉得1.2倍不合适，可改变控制板上的R13电阻值，增大R13，过压保护电平增高，反之减小。

3.3过流保护

控制电路上已经把过流保护电平固定在额定直流电流的1.5倍上，当进行额定电流的整定时，过流保护就自动整定好了。若觉得1.5倍不合适，可改变控制板上的R43电阻值，增大R43，过流保护电平增高，反之减小。

3.4额定电流整定

在满负荷下，调节控制板上的W2电流反馈微调电位器，使直流电流表达到额定值。

注意：在控制板上所有参数的调节及元件参数的变动只能由经过我公司确认的人员方可进行，在进行调整时必须经过我公司确认。

第四章维修保养

安全预防措施

⑴应谨慎操作此类设备，尤其在检修中，如果电源柜上的门打开，而电源处于工作状态时，更应小心。遵守各种标准的安全工作程序，切勿莽撞！

⑵在电源柜内工作时，请坚持佩戴防护眼镜。

⑶不要站在水流中或直接与大地连通的表面上检修电源柜。脚下可以垫一块厚木块或其他绝缘材料。

⑷电容中贮存有电荷！！！千万不要以为电容已经彻底放完电。每次检查电容紧固螺栓之前，均应使用测量仪表或接地电阻。电容上的螺栓，在没有同母排紧固之前，可能极具相当的静电荷，用手操作之前，电容必须接地！

⑸千万不要单独一个人操作设备。在同高电压打交道时，一定要有其他人员在场

⑹现场应配备受过电击/或心肺功能恢复等方面培训的人员。

定期保养

变频装置与中频发电机比较，有省电、噪音小、调节方便、启动、停止迅速等优点，但是，由于半导体器件的过载能力差，因此，合理使用，正确操作与精心维护是晶闸管中频电源安全运行，避免故障的重要保证，在连续运行的生产线上，必需搞好装置的维护。

⑴经常消除配电柜内的积尘，尤其是晶闸管芯外部要用酒精擦除干净。

⑵经常检查水管是否扎结牢固，及时清除冷却水管内壁的水垢，以保证足够的水流量，对老化及有裂纹的水管要及时更换，冷却水池的脏物须及时清除，以免堵塞水管。

⑶定时对装置进行检修，装置各部分的螺栓，螺母连接要定期进行检查，紧固。接触器，继电器的触头有松动，接触不良时，应及时修理，更换，不能勉强使用。

⑷定期校验过流，过压保护系统，防止失灵。定期检验水压继电器。

⑸经常检查负载接线是否良好，绝缘是否可靠。透热炉感应体内积存的氧化渣应及时清除，隔热炉衬有裂纹时应及时更换。熔炼、保温炉在更新炉衬后，要首先检查绝缘。变频装置的负载因工作场合的环境恶劣，从而使故障率高的事实容易被匆视，因此，加强对负载的维护，防止故障波及电源装置，是保证系统安全运行的重要一环。

⑹绝缘电阻：本设备的带电体与接地的金属结构体之间的绝缘电阻用1000V 摇表测量，应不低于1MΩ。

⑺绝缘耐压试验：在测量绝缘电阻之后，确证电路无短路的情况下进行绝缘耐压强度试验。其试验压力为2400V，从1200V开始，在10s内逐渐增加，直至规定值2400V，然后保持1min，不得有闪络或击穿现象。

⑻水冷系统渗漏试验：水冷系统装配后，应进行渗漏试验，试验压力为0.45MPa(表压)，

历时30min应无渗漏现象。

⑼各带电部分接地应良好，接地螺栓处应清洁，用凡士林涂封。

3 使用、维修与安全技术

⑴人员培训

操作者在使用设备前，必须进行技术培训，其中包括对设备的结构性能、安全操作规程、维护保养知识等方面的技术教育和实际操作技术训练。

⑵坩埚经过良好的烧结，并检查确认正常后方可投入生产，绝对禁止在遭受损伤，不合格的坩埚内进行熔炼。否则易发生漏炉引起事故。

⑶需要添加固体料时，对湿炉料应烘干后加入，对密封管料应破裂后加入以免有积水，在熔炼时发生爆炸。加入固体料后液面出现结壳搭桥等情况时要及时倾动炉体或用撬棒打破结壳。

⑷在炉子送电前应先打开冷却水总阀门及各支路阀门，使感应线圈、水冷电缆、中频电源柜及电容器架等需冷却水的部分均有规定压力的水流通过，并确认水路畅通后放可送电。炉子倒出铁水（或钢水），停用时需待炉衬冷却至室温后再停水。

⑸需要浇注时，按下炉前操作台上的油泵启动按钮，启动油泵，再把按动倾炉操作杆炉体倾转倒出铁水（或钢水）。倾转至95°时，碰上行程开关，即停止转动。按倾炉返回按钮，炉体返回至垂直的工作位置。再按下油泵停止按钮，油泵停止工作。倾炉时操作人员必须集中注意力，观察倾炉和返回的工作情况。

⑹中频炉在使用期间，必须经常检查冷却水的情况，如水压太低，应及时检查原因，必要时应切断电源，停止向炉子供电。当出水温度超过整定值时控制柜发出信号，但暂不停止向中频炉供电，应查明原因，排除故障后方可继续升温。

⑺中频炉在运行期间，应经常注意炉壳温度，如发现炉壳温度过高时，应及时检查炉壳上绝缘件是否损坏，或是其他原因使炉壳形成闭合回路，须排除故障后方可继续升温。

⑻中频炉在使用过程中，出现功率明显增大，有可能是坩埚由于铁水（或钢水）冲刷，直径增大，则需注意观察，以免漏炉。

⑼当发生漏炉时，应及时将坩埚内的铁水（或钢水）倒入浇包中或倒入炉前坑，以免事故扩大。

⑽感应线圈及导电接触部位必须保持清洁，定期清除灰尘或其他容易引起线圈匝间短路的导电物质，以确保感应线圈正常工作。

⑾经常在炉子运动部位注入润滑油。

⑿液压系统的油液应保持清洁，定期更换。

⒀经常检查炉体接地是否良好。

⒁经常检查磁轭螺栓是否紧固。

⒂检查炉衬的侵蚀烧损和裂纹情况及时修补。

⒃经常查看感应线圈的绝缘情况，发现问题及时修理。

⒄在倾炉时工人要离开被炉子平台盖住的炉坑，以免发生危险。

⒅水冷电缆的外层胶管是易损件，一旦损坏时可将水冷电缆接头上的冷却水嘴卸下后拆去胶管，换上新的胶管，然后用0.45Mpa水压试验，15min后不得渗漏。

⒆若炉子在冬天停用，则各冷却部位的冷却水应用压缩空气吹净，以免冻裂。

⒇主要事故处理

1）.停电

发生停电事故时，及时检查原因，最好倒出坩埚内的铁水（或钢水），若短时间停电，则将冷却水量适当减少，其流量为原流量的1/2～1/3，在这种情况下如果感应器绝缘发生异常的异常的香味时，应立即倒出铁（或钢水）水，并加大水量。若停电在1～2小时以上时，则应将铁水（或钢水）倒出.再盖上炉盖，使炉衬缓慢冷却。

2）.冷却水温度过高

冷却水温度过高时应仔细查找原因区别对待，其产生原因有：

a.感应器冷却水水管有异物堵塞，水的流量减少，水温上升，这时应停电倒掉铁水（或

钢水），待炉子冷却后取下橡胶管，用压缩空气逆向(即从出水口向)吹入，清除异物；

b.感应器线圈内有水垢，根据水质情况，每隔半年取下软胶管检查水垢情况，如在

水道上有明显的水垢堵塞需提前酸洗；

c.冷却水橡胶管折叠、压扁；

d.水压不足。

*表示开始运行的头三个月

故障检修

中央控制板上的发光二极管的功能、原理及表达的信息，按在中央控制板上所处的位置分述如下：

⑴压保护指示发光二极管O.V

在逆变印制板上的部位：在逆变印刷板的上部，具有过压指示字体标示

在逆变部分原理图上的位置：左上部，连接在正电源Vcc和3R5(3.3K)之间，通过3R5接到3IC1A(LM556)P5

功能及原理：输入环节若中频电源柜中频输出电压UH过高，则通过中频信号变压器TH 付边绕组(20V)的中频反馈信号也变高，经3D1～3D4全波整流加到1W1电位器上的直流信号(正电位)也变高，从而使经过3R1、3R2分压加到3IC1AP2(TMR)的输入电压变高，进而使3IC1A P5(Q)电压变低，过压指示发光管O.V亮。

输出及作用：

① 3IC1AP5(Q)变低，使三极管3Q4(图纸右下角)集电极电位变高，使3IC9A翻转振荡，3IC9AP5(Q)产生高频振荡，通过功放三极管4Q1-4Q6 和脉冲变压器将四只(四组)逆变晶闸管全部导通，进而起到中频过电压保护作用。

②在3IC1AP5(Q)变低的同时，3IC1AP1( DIS) 对控制地导通，保护继电器HG4123线圈通电，通过J5-1，J5-2使得报警和面板报警灯亮。

③3IC1AP1 (DIS)与控制地导通，二极管3D11导通，3IC1BP12(TMR)和P8(TR)变为低电平，3IC1BP9(Q)变为高电平，三极管3Q2导通 3IC2BP10(R)变成低电平强制3IC2B P13(DIS) 与控制地导通，关掉调功电位器有效输出，使整流α角大幅度后移，使整流输出为零。3IC4DP12变低，关断调节器。

总的作用：

ⅠO.V灯亮(过压指示)；

Ⅱ报警铃响，报警灯亮(故障指示)；

Ⅲ封锁整流脉冲，整流输出为零；

Ⅳ关断电压调节器；

Ⅴ用高频脉冲打通所有逆变晶闸管，释放平波电抗器能量(1/2LI2)；

⑵过流保护发光二极管1O.C

位于整流印刷板右侧上部，具体过流1字体标示

在整流部分原理图的位置：左上方，接在Vcc与1R71之间，通过1R71接到1IC12B的P9(Q)。

功能及原理：若主回路IA、IB、IC工频进线电流过大，通过由二级电流互感器1TA、2TA、3TA和负载电阻(一般为330Ω/2W二只并联)，产生较高的三相工频进线电压(＞20V)，进入控制板端子J3-1，J3-2，J3-3，经过二极管1D40～1D45三相全波整流，在1W1上产生超过设定值的负的直流电压。

Ⅰ过高的电压信号通过1IC11C、1IC12B使1IC12BP9(Q)变低，过流指示灯亮；

Ⅱ1IC12BP13(DIS)对控制地导通，通过J2-1，J2-2使报警灯亮、报警铃响；

Ⅲ1D48导通使IC12AP5(Q)高电平，封锁整流脉冲；

Ⅳ，IC12AP5(Q)高电平使三极管1Q8导通，J1-3强制变低，使调功电位器有效输出为零；

Ⅴ三极管1Q8导通，1IC11DP13变低，关断电流调节器。