晶闸管中频电源是一种高效率的静止变频装置，利用晶闸管元件将平常电网中的三相工频电变换成几百赫或几千甚至几兆赫的单相中频电源。常用来作为感应加热的电源，具有控制方便、效率高、相对劳动强度低等特点，应用十分广泛。

1.主电路原理

晶闸管中频电源将三相工频交流电整流为直流, 经电抗器平波后,成为一个恒定的直流电流源,再经单相逆变桥,把直流电 流逆变成一定频率的单相中频电流. 负载是由感应线圈和补偿电容器组成的. 联接成并联谐振电路.三相工频交流电(550V,三相四线制)送至本装置隔离开关的三个进 线端,自动空气开关 ZK 作为主回路的电源开关.电流检测采用电流互感器, 该电流信号被电流互感器及 5/0.1A 电流变换器二次转换后送到控制电路板 《KSRL.SCH》作为电流闭环信号和过电流保护信号.快速熔断器作为控制 电路失控时的短路保护.为了减少开关操作过电压及由 SCR 换相时产生的" 毛刺",在进线处设置了阻容滤波电路及压敏过电压吸收电路.

本装置采用三相桥式全控整流电路,可以获得较为平滑的电流波形,并且通过 脉冲移相,可实现拉逆变工作状态.三相全控桥式整流电路的工作原理从略.

2.控制电路原理

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,从功能上分 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 《KSRL.SCH 控制电路原理图》.

1）整流触发工作原理

这部分电路包括三相同步,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),计数脉冲频率高,意味着计一定脉冲数 所需时间短,也即延时时间短,α 角减小,反之 α 角增大.计数器开始计数时刻 同样受同步信号控制,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 (1/50000)×256=10.2 (mS) ,相当于约 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,接近于三 相桥式整流电路某一相晶闸管 α=150°的位置.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来实现.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.

2）调节器的输出信号到电压——频率转换器,其输出频率随调节器送来的输入电 压 VK 而线性变化.通过频率的变化来控制 a 角,达到调节功率第目的. 三相同步信号直接由晶闸管的门极引线从主回路的三相进线上取得, 由内部 IC 进行滤波及移相,再经 6 只光电耦合器进行电位隔离,获得 6 个相位互差 60 度,占空比略小于 50%的矩形波同步信号输出. 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 控制了触发脉冲的延时. 计数器输出的脉冲经隔离,微分后,变成窄脉冲,送到后级的 IC,它既有同步 分频器功能,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.