10t真空電弧爐用40 kA直流電源的研制與應(yīng)用
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2．2 可控整流部分的控制電路
可控整流部分的控制電路分為給定積分、閉環(huán)調(diào)節(jié)器、電壓電流檢測與處理、同步環(huán)節(jié)、觸發(fā)脈沖形成和保護(hù)監(jiān)控電路，限于篇幅在此僅介紹幾個關(guān)鍵的單元電路。
(1)閉環(huán)調(diào)節(jié)器 由于真空電弧自耗爐工作有起弧、熔煉、補(bǔ)縮等工藝過程，空載起弧與熔煉工作時電弧電壓相差一半，熔煉過程中又希望構(gòu)成穩(wěn)定度很好的恒流源，為防止起弧時電壓太低無法起弧或起弧電壓太高擊穿坩堝，設(shè)計了圖2所示的動態(tài)雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器，其起弧時為穩(wěn)壓源，熔煉時為恒流控制，并可按負(fù)載工況自動轉(zhuǎn)換。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175973.htm
圖中IC4B與IC4A分別和外圍元器件一起構(gòu)成PI調(diào)節(jié)器。UF與IF分別為來自電壓與電流檢測環(huán)節(jié)的輸出信號，電壓與電流的檢測均使用了
霍爾傳感器，IC2為電子開關(guān)CD4066，在起弧前因IF幾乎為零，比較器IC3A輸出高電平，IC2中引腳6為低電平，引腳12與5為高電平，其內(nèi)部引腳11與10接通，反饋為電壓反饋，電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)器工作，構(gòu)成電壓閉環(huán)；引腳3與4相接，對電流調(diào)節(jié)器鎖零。當(dāng)起弧成功后，由于電流值通常已達(dá)幾千安培，IC3A輸出低電平，IC2中的引腳12變?yōu)榈碗娖剑妷赫{(diào)節(jié)器輸出支路因IC2的引腳11與10斷開而退出運行，同時IC2的引腳6變?yōu)楦唠娖?，電流調(diào)節(jié)器輸出支路因IC2的引腳8與9接通而投入運行，電流取樣值作為調(diào)節(jié)器的反饋信號送入電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器，從而保證直流電源輸出為穩(wěn)定度很好的恒流源，滿足熔煉過程中高精度穩(wěn)定直流電流輸出的需要。
(2)同步環(huán)節(jié) 10t鈦合金熔煉真空自耗爐用2x20 kA／60 V直流電源，應(yīng)用了光耦合器作為觸發(fā)脈沖形成單元前級的同步環(huán)節(jié)，使同步環(huán)節(jié)的體積及損耗都得以減小，而且為構(gòu)成相序自適應(yīng)的觸發(fā)器奠定了很好的基礎(chǔ)，圖3中6個光耦合器均為TLP521，由此決定了同步環(huán)節(jié)的輸出為6路相位互差60°的方波脈沖信號。
(3)觸發(fā)脈沖形成 觸發(fā)脈沖形成環(huán)節(jié)的原理電路如圖3所示，其核心單元IC7為應(yīng)用CPLD芯片開發(fā)的準(zhǔn)數(shù)字化觸發(fā)集成電路芯片SGK198，該觸發(fā)器將閉環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的電壓信號變換為與此電壓相適應(yīng)的頻率脈沖信號，在SGK198內(nèi)對這一脈沖信號進(jìn)行6分頻計數(shù)的方法來獲得6路觸發(fā)脈沖輸出，6路觸發(fā)脈沖形成的計數(shù)器開始計數(shù)的時刻由同步環(huán)節(jié)輸出的6路同步信號的后沿所決定，當(dāng)差分器IC2A輸出電壓低時，壓控振蕩器IC4C輸出的頻率便低，計數(shù)器計滿的時間便長，輸出觸發(fā)脈沖距同步信號后沿距離便遠(yuǎn)，IC2A輸出電壓便高，IC4C輸出頻率便高，計數(shù)器計滿的時間便短，輸出觸發(fā)脈沖的時刻距同步信號后沿距離便近，相當(dāng)于控制角α增大，晶閘管的導(dǎo)通角減小，輸出直流電壓降低。
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