可控硅控制器CF6B-2A概述

本控制器為三相移相控制的雙閉環(huán)可控硅觸發(fā)控制器。適用于采用三相全控橋式，半控橋式與三相半波可控硅整流電路的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置和其它三相整流裝置。

特點(diǎn)：

• 一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接線簡(jiǎn)單，使用方便。
• 相序自適應(yīng)，電路工作狀態(tài)由指示燈顯示。調(diào)試不用示波器。
• 采用同步鎖相技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)。
• 控制電路結(jié)構(gòu)和電路參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免了系統(tǒng)振蕩，穩(wěn)定性高。
• 設(shè)有開(kāi)環(huán)／閉環(huán)兩種運(yùn)行方式。

可控硅控制器CF6B-2A技術(shù)參數(shù)

2.1 觸發(fā)輸出(六路雙脈沖列)

脈沖寬度：≥1mS

脈沖電流峰值：≥800mA

脈沖電壓峰值：≥8V

移相范圍：0～170°

可觸發(fā)5A～3KA可控硅，適用于整流與逆變電路。

2.2 調(diào)節(jié)特性：設(shè)有速度(電壓)、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器。

調(diào)速精度與范圍：測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋：±0.5%  1:30

電壓反饋：±2%  1:30

設(shè)有給定積分器，可在5～30秒內(nèi)調(diào)節(jié)啟動(dòng)時(shí)間。

2.3 輸入控制電壓：0～15V，或外接給定電位器進(jìn)行控制。

2.4 反饋參數(shù)：

速度(電壓)反饋輸入：直流15V

電流反饋輸入：交流電流互感器100mA

直流分流器75mA

直流電流傳感器5V

2.5 控制方式：

設(shè)有開(kāi)環(huán)／閉環(huán)控制，用面板開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，輸入控制設(shè)有連續(xù)工作和點(diǎn)動(dòng)工作兩種方式。

2.6 過(guò)電流保護(hù)：

當(dāng)主電路達(dá)到設(shè)定過(guò)電流值時(shí)，觸發(fā)脈沖快速移至β=35°位置并自鎖，按復(fù)位開(kāi)關(guān)或斷電后重新通電保護(hù)解除。

2.7工作環(huán)境：

環(huán)境溫度：-25～+40℃

相對(duì)濕度：＜85%

2.8 工作電源：三相380V±10%  50HZ

2.9 整機(jī)功耗：＜10W

2.10 外型尺寸：262×192×60mm(詳見(jiàn)附圖2)

2.11 重量：1.6kg

工作原理

本控制器由低壓電源兼同步變壓器、給定積分器、速度(電壓)及電流調(diào)節(jié)器、模擬-數(shù)字觸發(fā)器、脈沖變壓器、過(guò)流、相序自適應(yīng)等部分組成，其電原理圖見(jiàn)附圖1。

由集成電路IC₇及其周?chē)M成給定積分器，調(diào)整其中的“給定速率”電位器，可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化速度。由IC_1C組成速度(電壓)調(diào)節(jié)器。為一比例積分調(diào)節(jié)器，其增益可由跳線端子J₁改變。它將給定積分器輸出的電壓給定信號(hào)與由11^#、8^#端子輸入的速度(電壓)反饋信號(hào)比較。經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)控制整流輸出電壓以穩(wěn)定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，反饋量可由“電壓反饋”電位器調(diào)節(jié)，并設(shè)有速度補(bǔ)償電路。補(bǔ)償量由“速率補(bǔ)償”電位器整定。

由IC_1D組成電流調(diào)節(jié)器，也是比例積分調(diào)節(jié)器，其增益由跳線端子J₂改變，設(shè)有整定大電流的“電流整定”電位器，電流反饋信號(hào)可由4^#、5^#、6^#端子輸入交流互感器送來(lái)的交流電流信號(hào)，經(jīng)變換整流變成直流電壓信號(hào)，也可由7^#、8^#端子直接輸入直流電壓信號(hào)，不同反饋信號(hào)可由跳線端子J轉(zhuǎn)換。電流反饋信號(hào)經(jīng)IC_1A組成的放大器放大和IC_1B組成的倒相器倒相送入電流調(diào)節(jié)器。

由IC_8B組成過(guò)電流保護(hù)單元，當(dāng)主回路輸出電流超過(guò)大額定電流的1.25倍時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路動(dòng)作。將觸發(fā)脈沖移至β=35°位置，并自鎖，使輸出電流回零。直至排除過(guò)流故障后按復(fù)位開(kāi)關(guān)或斷電重新通電時(shí)，保護(hù)才能解除。

本控制器的觸發(fā)脈沖電路，采用鎖相控制的模擬-數(shù)字控制器，由低壓電源兼同步變壓器提供單相同步信號(hào)，經(jīng)由同步鎖相電路，分相形成三相同步信號(hào)與來(lái)自調(diào)節(jié)器的控制電壓比較，控制脈沖發(fā)生電路。經(jīng)由GAL器件組成的分相組合電路產(chǎn)生6路雙脈沖列，再經(jīng)N_6-N₁₁將脈沖放大，脈沖變壓器隔離輸出。

本控制器具有開(kāi)環(huán)、閉環(huán)兩種控制方式，當(dāng)置于“開(kāi)環(huán)”位置時(shí)，反饋回路斷開(kāi)，手動(dòng)調(diào)節(jié)電壓給定，控制整流輸出電壓;當(dāng)置于“閉環(huán)”位置時(shí)，反饋回路接入，由調(diào)節(jié)器控制觸發(fā)電路工作。

本控制器設(shè)有相序自適應(yīng)電路，用戶接三相電源時(shí)，免去確定相序的麻煩。.控制器面板設(shè)有“電源”、“運(yùn)行”、“失控”、“過(guò)流”和六個(gè)脈沖輸出指示燈，以顯示控制器的工作狀態(tài)。

控制器電源正常時(shí)“電源”指示燈亮;處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)“運(yùn)行”指示燈亮;鎖相電路異常時(shí)，“失控”燈亮;主電路過(guò)流時(shí)“過(guò)流”燈亮;當(dāng)觸發(fā)脈沖正常時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的脈沖輸出指示燈亮。

4  結(jié)構(gòu)特征和安裝 

本控制器配有半封閉外殼，內(nèi)部裝有電源變壓器和控制板(包括脈沖變壓器)。面板上設(shè)有接線端子、調(diào)節(jié)電位器和狀態(tài)指示燈。本控制器可垂直或水平安裝在整流裝置中，外型和安裝示意圖見(jiàn)附圖2。安裝前首先按說(shuō)明書(shū)要求確定變壓器接線、調(diào)節(jié)器增益和電流反饋跳線位置(詳見(jiàn)5.3)，然后再將控制器固定到裝置中。

5  使用方法

5.1 接線

根據(jù)選用的不同線路參照附圖3和接線表接線。

觸發(fā)線、控制線與反饋線、電源線這三種不同性質(zhì)的線必須分別捆扎，并盡可能短捷，電源引入線注意與其它導(dǎo)線絕緣，單行。 

接  線  表

5.1.1 控制器1^#、2^#、3^#端子及六只(或三只)可控硅的接線

由于控制器具有相序自適用功能,所以,整流裝置與進(jìn)線電源的連接不必區(qū)分相序。但是，裝置內(nèi)部的連接關(guān)系必須嚴(yán)格遵循對(duì)應(yīng)關(guān)系。一定要保證1^#端子的接線與A+、A-可控硅的接線對(duì)應(yīng)；2^#端子的接線與B+、B-可控硅的接線對(duì)應(yīng)；3^#端子的接線與C+、C-可控硅的接線對(duì)應(yīng)。下面分二種情況分別敘述如下：

*，主電路無(wú)變壓器時(shí)的接線方法(參照接線表和去掉變壓器以后的附圖3)：

控制器的1^#端子接A+可控硅的陽(yáng)極和A-可控硅的陰極，A+可控硅的門(mén)極引線和陰極輔助引線分別接控制器的20^#和19^#端子，A-可控硅的門(mén)極引線和陰極輔助引線分別接控制器的22^#和21^#端子。與2^#和3^#端子相連接的可控硅的接線方法，附圖中已標(biāo)注的十分清楚，這里不再另述。

第二，主電路有變壓器并且采用三相橋式整流電路的接線方法(見(jiàn)附圖3)：

Ⅰ 變壓器的初／次級(jí)采用的是Δ／Y-11接法。

這種情況適合采用三相橋式全控或三相橋式半控整流電路。

變壓器的初級(jí)線圈接法如下：

與次級(jí)a線圈繞在同一芯柱上的初級(jí)線圈首頭和控制器的1^#端子相連接。尾頭與控制器的2^#端子相連接。與b線圈繞在同一芯柱上的初級(jí)線圈首頭和控制器的2^#端子相接，尾頭與控制器的3^#端子相接。相應(yīng)的C相初級(jí)與控制器的3^#和1^#端子連接。

變壓器的三個(gè)次級(jí)線圈a、b、c與可控硅之間的接線要嚴(yán)格按附圖3進(jìn)行，注意線圈與各可控硅之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

Ⅱ 變壓器的初／次級(jí)采用的是Y／Y—12接法(參見(jiàn)附圖3)。

這種情況只適合采用三相橋式全控整流電路。

變壓器的初級(jí)線圈接法如下：

與a線圈繞在同一芯柱上的初級(jí)線圈和控制器的1^#端子連接；與b線圈繞在同一芯柱上的初級(jí)線圈和控制器的2^#端子連接；余下的初級(jí)線圈與控制器的3^#端子連接。

變壓器的次級(jí)線圈與可控硅間的接線同Δ／Y接法。

這里要強(qiáng)調(diào)指出：無(wú)論變壓器采用的是Δ／Y接法還是Y／Y接法，都要注意變壓器的同名端是否與附圖3標(biāo)示相同。如果相反，則分別把A+與A-可控硅的門(mén)極引線對(duì)調(diào)；B+與B-可控硅的門(mén)極引線對(duì)調(diào)；C+與C-可控硅的門(mén)極引線對(duì)調(diào)，同時(shí)各陰極輔助引線也要對(duì)調(diào)。例如，A+可控硅的門(mén)極接22^#端子，陰極接21^#端子，A-可控硅的門(mén)極接20^#端子，陰極接19^#端子。

如果采用的是三相橋式半控整流電路，將A-、B-、C-可控硅用二極管替換，同時(shí)與之相對(duì)應(yīng)的控制線端子22^#、21^#、26^#、25^#、30^#、29^#懸空。其它接線方法不變。

5.1.2 控制方式

當(dāng)運(yùn)行控制輸入端10^#與9^#間開(kāi)路時(shí)，觸發(fā)脈沖一直保持在β=35°的位置，因此無(wú)輸出。當(dāng)10^#與9^#閉合后(運(yùn)行指示燈亮)，觸發(fā)脈沖才能移相。

一定要控制器先通電，而主電路后通電，否則會(huì)產(chǎn)生沖擊。當(dāng)不采用運(yùn)行開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止時(shí)，可直接把9^#與10^#短接。此時(shí)通電前務(wù)必先把給定調(diào)回零位。當(dāng)用運(yùn)行開(kāi)關(guān)控制運(yùn)轉(zhuǎn)與停止時(shí)，電位器不必回零位啟動(dòng)。

5.1.3 反饋、給定及保護(hù)端子的接線

當(dāng)采用交流電流反饋方案時(shí)，4^#、5^#、6^#端子接輸出100mA的電流互感器。當(dāng)采用直流電流反饋時(shí)，8^#端子接75mV分流器或電流傳感器正端，7^#端子接負(fù)端，同時(shí)8^#端子也做為速度反饋的負(fù)端，即8^#為公共端。11^#端接速度反饋電壓取樣點(diǎn)。分壓電路中，一般R₀取1K，功率不小于2W。分壓電阻R₁的阻值(單位KΩ)及功率P(單位W)的計(jì)算公式：(如果輸出電壓小于或等于15V則11^#端直接接輸出。)

R_f=V₀/15-1(KΩ)   P＝0.3R_f(W)

式中V₀為額定輸出電壓，單位V。

例：額定輸出電壓V₀=200V，計(jì)算分壓電阻R_f的阻值及功率P。

R_f=200/15-1＝12.3(KΩ)  P＝0.3×12.3＝3.69(W)

選取分壓電阻R_f的阻值為12K，功率5W。

在線路中，電流反饋形式只能選用一種，用交流電流互感器或者用分流器、電流傳感器，不用的電流反饋輸入端子懸空。

13^#、14^#、15^#端子接給定調(diào)節(jié)電位器，電位器的阻值3～10KΩ，功率不限。當(dāng)給定電位器的滑動(dòng)點(diǎn)滑向15^#端時(shí)，輸出電壓回零。

16^#、17^#、18^#端子是過(guò)流保護(hù)功能的繼電器輸出，16^#與17^#端子是繼電器常閉觸頭輸出，17^#與18^#端子是繼電器常開(kāi)觸頭輸出。觸點(diǎn)電流1A、電壓220V，如要與主回路大功率電路聯(lián)鎖，應(yīng)加中間繼電器擴(kuò)展。

5.2 電路的保護(hù)

主電路必須加上必要的保護(hù)元件，如用快熔做過(guò)電流保護(hù)，壓敏電阻做過(guò)電壓保護(hù)，可控硅兩端并接阻容吸收支路等。如果控制器用在強(qiáng)揮發(fā)的酸性環(huán)境中，需要做必要的隔離，以免對(duì)線路板產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。

5.3 跳線端子的選擇

各跳線端子如圖1所示。

5.3.1 移相范圍選擇

當(dāng)主電路變壓器初級(jí)線圈采用Δ接法時(shí)，將跳線J₄跳向Δ側(cè)，J₃打開(kāi)。

當(dāng)主電路變壓器初級(jí)線圈采用Y接法或無(wú)變壓器時(shí)，將跳線J₄跳向Y側(cè)，J₃閉合。(見(jiàn)圖2)

5.3.2 電流反饋信號(hào)選擇

根據(jù)電流反饋形式選擇跳線位置，見(jiàn)圖3(出廠時(shí)放于分流器反饋位置)。

5.3.3 電流調(diào)節(jié)器增益選擇 見(jiàn)圖4(出廠時(shí)放于低增益位置)

5.3.4 速度調(diào)節(jié)器增益選擇 見(jiàn)圖5(出廠時(shí)放于低增益位置)

   電流或速度調(diào)節(jié)器的增益選擇置于“低增益”位置時(shí)，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)反應(yīng)速度慢，精度低；電流或速度調(diào)節(jié)器的增益選擇置于“高增益”位置時(shí)，調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快，但系統(tǒng)有時(shí)會(huì)不穩(wěn)定；當(dāng)采用速度反饋時(shí)，速度調(diào)節(jié)器增益一般應(yīng)選擇“高增益”，而采用電壓反饋時(shí)一般應(yīng)選擇“低增益”跳線位置。

5.4 各參數(shù)的整定與調(diào)試

通電前應(yīng)仔細(xì)檢查接線，確保無(wú)接線錯(cuò)誤。用萬(wàn)用表檢查電源線各相間及與其他控制線間絕緣。一切正常后，將給定信號(hào)調(diào)至零位，進(jìn)行以下調(diào)試。

5.4.1 開(kāi)環(huán)移相范圍試驗(yàn)。

給裝置接一合適的電阻性負(fù)載。阻值不宜太大，以保證流過(guò)可控硅的電流大于擎住電流(一般1000A以下的可控硅擎住電流＜1A)

將“開(kāi)環(huán)—閉環(huán)”開(kāi)關(guān)撥向“開(kāi)環(huán)”，給定速率電位器順時(shí)針調(diào)到底。

接通控制器電源，正常情況是“電源”指示燈亮，“失控”指示燈閃亮瞬間即滅。各脈沖指示燈亮。如與上述情況不同，應(yīng)檢查電源。如電源正常，則控制器異常。

正常情況，控制器13^#端子對(duì)15^#端子(地)電壓為+15V，調(diào)節(jié)給定電位器，相應(yīng)的14^#端子對(duì)地電壓可以從0—+15V連續(xù)變化。如外接給定信號(hào)，改變給定信號(hào)大小，14^#端子對(duì)地電壓應(yīng)隨之變化。

將給定調(diào)回零位，接通主回路電源和運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)，此時(shí)主回路應(yīng)無(wú)輸出電壓，調(diào)節(jié)給定電位器，輸出電壓應(yīng)隨之平滑上升。如果電壓不平滑或不回零請(qǐng)參見(jiàn)常見(jiàn)問(wèn)題和對(duì)策有關(guān)說(shuō)明。