CN110970873A - 一种整流晶闸管保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整流晶闸管保护装置，包括高端整流桥、低端整流桥，与高端整流桥并联的高端续流二极管，与低端整流桥并联的低端续流二极管，低端续流二极管接入成脱离电路的真空交流接触器，控制电路连接并控制真空交流接触器，先启动感应熔化炉，成功后，通过真空交流接触器将低端续流二极管接入，停机之前，通过真空交流接触器将低端续流二极管脱离，然后再关机，电源模块为控制电路供电。本发明启动方便，控制方便，低端整流晶闸管不易被击穿，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种整流晶闸管保护装置，主要用于功率较大的并联谐振整流桥串联的感应炉电源柜上。
背景技术
感应熔化炉要想节能降耗，同样功率条件下，提高炉体电压，降低炉体电流是一种非常重要的手段。为此，功率1000KW以上的感应熔化炉，采用十二脉整流桥串联，在相同进线电压，相同功率条件下，整流后直流电压比十二脉整流桥并联的直流电压升高一倍，显然炉体电流要降一倍，减少铜损。但是，随之而来的问题是感应炉难以启动，现有技术的解决办法是在整流桥高端反向并联一只续流二极管，虽然能解决启动问题，但是，在很多设备运行一段时间后，低端整流的晶闸管就会出现击穿现象，给客户带来较大经济损失。可见，现有技术没有很好的解决这一技术难题，急需一种解决方案。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种整流晶闸管保护装置。
本发明为达到上述目的，所采用的技术手段是：一种整流晶闸管保护装置，包括高端整流桥、低端整流桥，与高端整流桥并联的高端续流二极管，与低端整流桥并联的低端续流二极管，把低端续流二极管接入成脱离电路的真空交流接触器，控制电路连接并控制真空交流接触器，先启动感应熔化炉，成功后，通过真空交流接触器将低端续流二极管接入，停机之前，通过真空交流接触器将低端续流二极管脱离，然后再关机，电源模块为控制电路供电。
进一步的，所述电源模块连接控制电路为控制电路供电，所述电源模块包括连接～380V的电源变压器，电源变压器次级输出两组～18V电压，经整流桥整流后，一路连接电阻ZR1的一端，一路连接电阻ZR2的一端，电阻ZR1的另一端连接极性电容E1的正极、二极管ZD1的负极以及稳压块U1的Vin脚，稳压块U1的GND脚接地，稳压块U1的+15V输出脚接二极管ZD1的正极、极性电容E3的正极、电容C1的一端以及电阻ZR3的一端，电阻ZR3的另一端接LED1的正极，LED1的负极与极性电容E3的负极、电容C1的另一端接地；电阻ZR2的另一端连接极性电容E2的负极、二极管ZD2的正极以及稳压块U2的Vin脚，稳压块U2的GND脚接地，稳压块U2的-15V输出脚接二极管ZD1的负极、极性电容E4的负极、电容C2的一端以及电阻ZR4的一端，电阻ZR4的另一端接LED2的负极，LED2的正极与极性电容E4的正极、电容C2的另一端接地。
进一步的，所述控制电路包括中频变压器，分别与中频变压器两个输出脚连接的电阻R1和电阻R3，电阻R1另一端连接运算放大器U3B的同相输入端，并通过电阻R2接地，电阻R3的另一端连接运算放大器U3B的反相输入端，并通过电阻R4连接运算放大器U3B的输出端，运算放大器U3B的输出端连接电阻R5和R8的一端，并通过电阻R5连接运算放大器U3A的反相输入端，通过电阻R8连接运算放大器U3C的反相输入端；运算放大器U3A的同相输入端接地，运算放大器U3A的反相输入端和输出端之间连接电阻R6和二极管D1，且二极管D1的正极连接运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的输出端通过二极管D2和电阻R7连接运算放大器U3C的反相输入端，且连接二极管D2的负极；运算放大器U3C的同相输入端接地，运算放大器U3C的反相输入端和输出端之间连接电阻R9和极性电容C3，且极性电容C3的正极连接运算放大器U3C的输出端；运算放大器U3C的输出端通过电阻R10连接运算放大器U3D的同相输入端，运算放大器U3D的反相输入端通过电阻R12接可变电阻W1调节端，可变电阻W1一端接地，另一端接+15V，在运算放大器U3D上接+15V和-15V基准电压，运算放大器U3D的输出端通过电阻R13和二极管D3接8脚时基集成电路U4的触发引脚，其中二极管D3的正极连接电阻R13，负极连接触发引脚，触发引脚与阀值引脚共点并通过电阻R14接地，时基集成电路U4的复位引脚与控制电压引脚相连，时基集成电路U4的输出引脚连接发光二极管LED3的负极，发光二极管LED3的正极通过电阻R15接+15V，时基集成电路U4的放电引脚连接电阻R16的一端，电阻R16的另一端连接电容C4的一端、三极管Q1的基极，电容C4的另一端和三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极接二极管D4的正极和继电器J1的一端，二极管D4的负极和继电器J1的另一端共点，并通过电阻R17接+15V，继电器常开点连接真空交流接触器线圈。
更进一步的，所述运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D采用四路集成运放LF347。
更进一步的，所述时基集成电路U4采用NE555。
更进一步的，所述控制电路将中频变压器送来的信号经运算放大器U3B信号检测后，再经由运算放大器U3A、U3C信号滤波，加入运算放大器U3D与基准电压比较，而后输出信号加至U4的②、⑥脚，U4的⑦脚输出控制三极管Q1发射极控制继电器的通断，再控制真空交流接触器通断，决定低端续流二极管的接入或脱离。
本发明有益效果在于：启动方便，控制方便，低端整流晶闸管不易被击穿，使用寿命长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1 是本发明保护装置结构示意图；
图2是本发明控制电路原理图；
图3是本发明电源模块电路原理图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种整流晶闸管保护装置，包括高端整流桥、低端整流桥，与高端整流桥并联的高端续流二极管，与低端整流桥并联的低端续流二极管，使低端续流二极管接入成脱离电路的真空交流接触器，控制电路连接并控制真空交流接触器，先启动感应熔化炉，成功后，通过真空交流接触器将低端续流二极管接入，停机之前，通过真空交流接触器将低端续流二极管脱离，然后再关机，电源模块为控制电路供电。
实施例2
如图3所示，作为实施例1的具体设计，所述电源模块连接控制电路为控制电路供电，所述电源模块包括连接～380V的电源变压器，电源变压器次级输出两组～18V电压，经整流桥整流后，一路连接电阻ZR1的一端，一路连接电阻ZR2的一端，电阻ZR1的另一端连接极性电容E1的正极、二极管ZD1的负极以及稳压块U1的Vin脚，稳压块U1的GND脚接地，稳压块U1的+15V输出脚接二极管ZD1的正极、极性电容E3的正极、电容C1的一端以及电阻ZR3的一端，电阻ZR3的另一端接LED1的正极，LED1的负极与极性电容E3的负极、电容C1的另一端接地；电阻ZR2的另一端连接极性电容E2的负极、二极管ZD2的正极以及稳压块U2的Vin脚，稳压块U2的GND脚接地，稳压块U2的-15V输出脚接二极管ZD1的负极、极性电容E4的负极、电容C2的一端以及电阻ZR4的一端，电阻ZR4的另一端接LED2的负极，LED2的正极与极性电容E4的正极、电容C2的另一端接地。
电源变压器两组交流18V电压经整流器整流，电容滤波，再经稳压块U1、U2稳压，U1采用MC7815，U2采用MC7915供+15V（P15点）、-15V（N15点）电压。
实施例3
如图2所示，作为实施例1的具体设计，所述控制电路包括中频变压器，分别与中频变压器两个输出脚连接的电阻R1和电阻R3，电阻R1另一端连接运算放大器U3B的同相输入端，并通过电阻R2接地，电阻R3的另一端连接运算放大器U3B的反相输入端，并通过电阻R4连接运算放大器U3B的输出端，运算放大器U3B的输出端连接电阻R5和R8的一端，并通过电阻R5连接运算放大器U3A的反相输入端，通过电阻R8连接运算放大器U3C的反相输入端；运算放大器U3A的同相输入端接地，运算放大器U3A的反相输入端和输出端之间连接电阻R6和二极管D1，且二极管D1的正极连接运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的输出端通过二极管D2和电阻R7连接运算放大器U3C的反相输入端，且连接二极管D2的反相；运算放大器U3C的同相输入端接地，运算放大器U3C的反相输入端和输出端之间连接电阻R9和极性电容C3，且极性电容C3的正极连接运算放大器U3C的输出端；运算放大器U3C的输出端通过电阻R10连接运算放大器U3D的同相输入端，运算放大器U3D的反相输入端通过电阻R12接可变电阻W1调节端，可变电阻W1一端接地，另一端接+15V，在运算放大器U3D上接+15V和-15V基准电压，运算放大器U3D的输出端通过电阻R13和二极管D3接8脚时基集成电路U4的触发引脚，其中二极管D3的正极连接电阻R13，负极连接触发引脚，触发引脚与阀值引脚共点并通过电阻R14接地，时基集成电路U4的复位引脚与控制电压引脚相连，时基集成电路U4的输出引脚连接发光二极管LED3的负极，发光二极管LED3的正极通过电阻R15接+15V，时基集成电路U4的放电引脚连接电阻R16的一端，电阻R16的另一端连接电容C4的一端、三极管Q1的基极，电容C4的另一端和三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极接二极管D4的正极和继电器J1的一端，二极管D4的负极和继电器J1的另一端共点，并通过电阻R17接+15V，继电器常开点连接真空交流接触器线圈。
通过调节W1，实现中频电压高于400V，将低端续流二极管接入，中频电压低于200V，将低端续流二极管4脱离。
所述运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D采用四路集成运放LF347。
控制电路控制信号取自电柜原有的中频变压器次级20V信号，经LF347(U3B)信号检测头检测，LF347的⑦脚信号经U3A、U3C整流后，LF347的⑧脚输出直流电压，此电压与基准电压（W1抽头电压）比较，若大于基准电压则LF347的⑭脚输出高电平。
所述时基集成电路U4采用NE555。
所述控制电路将中频变压器送来的信号经运算放大器U3B信号检测后，再经由运算放大器U3A、整流U3C信号滤波，加入运算放大器U3D与基准电压比较，而后输出信号加至U4的②、⑥脚，U4的⑦脚输出控制三极管Q1发射极控制继电器的通断，再控制真空交流接触器通断，决定低端续流二极管的接入或脱离。
U4采用NE555，其③、⑦脚输出低电平，发光二极管LED3点亮。同时三极管Q1导通，继电器J1吸合，使真空接触器线圈得电吸合。把低端续流二极管接入电路，起到保护整流晶闸管作用。当功率降低到LF347的⑧脚输出电压比基准电压（W1抽头）低于门限电平时，LF347的⑭脚输出低电平，U4的③、⑦脚输出高电平，三极管Q1关断，继电器J1断开，真空交流接触器线圈失电，其主触头断开，低端续流二极管脱离，以防电源柜难以启动。
本发明启动方便，控制方便，低端整流晶闸管不易被击穿，使用寿命长。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种整流晶闸管保护装置，其特征在于：包括高端整流桥、低端整流桥，与高端整流桥并联的高端续流二极管，与低端整流桥并联的低端续流二极管，低端续流二极管接入成脱离电路的真空交流接触器，控制电路连接并控制真空交流接触器，先启动感应熔化炉，成功后，通过真空交流接触器将低端续流二极管接入，停机之前，通过真空交流接触器将低端续流二极管脱离，然后再关机，电源模块为控制电路供电。
2.根据权利要求1所述的整流晶闸管保护装置，其特征在于：所述电源模块连接控制电路为控制电路供电，所述电源模块包括连接～380V的电源变压器，电源变压器次级输出两组～18V电压，经整流桥整流后，一路连接电阻ZR1的一端，一路连接电阻ZR2的一端，电阻ZR1的另一端连接极性电容E1的正极、二极管ZD1的负极以及稳压块U1的Vin脚，稳压块U1的GND脚接地，稳压块U1的+15V输出脚接二极管ZD1的正极、极性电容E3的正极、电容C1的一端以及电阻ZR3的一端，电阻ZR3的另一端接LED1的正极，LED1的负极与极性电容E3的负极、电容C1的另一端接地；电阻ZR2的另一端连接极性电容E2的负极、二极管ZD2的正极以及稳压块U2的Vin脚，稳压块U2的GND脚接地，稳压块U2的-15V输出脚接二极管ZD1的负极、极性电容E4的负极、电容C2的一端以及电阻ZR4的一端，电阻ZR4的另一端接LED2的负极，LED2的正极与极性电容E4的正极、电容C2的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的整流晶闸管保护装置，其特征在于：所述控制电路包括中频变压器，分别与中频变压器两个输出脚连接的电阻R1和电阻R3，电阻R1另一端连接运算放大器U3B的同相输入端，并通过电阻R2接地，电阻R3的另一端连接运算放大器U3B的反相输入端，并通过电阻R4连接运算放大器U3B的输出端，运算放大器U3B的输出端连接电阻R5和R8的一端，并通过电阻R5连接运算放大器U3A的反相输入端，通过电阻R8连接运算放大器U3C的反相输入端；运算放大器U3A的同相输入端接地，运算放大器U3A的反相输入端和输出端之间连接电阻R6和二极管D1，且二极管D1的正极连接运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的输出端通过二极管D2和电阻R7连接运算放大器U3C的反相输入端，且连接二极管D2的负极；运算放大器U3C的同相输入端接地，运算放大器U3C的反相输入端和输出端之间连接电阻R9和极性电容C3，且极性电容C3的正极连接运算放大器U3C的输出端；运算放大器U3C的输出端通过电阻R10连接运算放大器U3D的同相输入端，运算放大器U3D的反相输入端通过电阻R12接可变电阻W1调节端，可变电阻W1一端接地，另一端接+15V，在运算放大器U3D上接+15V和-15V基准电压，运算放大器U3D的输出端通过电阻R13和二极管D3接8脚时基集成电路U4的触发引脚，其中二极管D3的正极连接电阻R13，负极连接触发引脚，触发引脚与阀值引脚共点并通过电阻R14接地，时基集成电路U4的复位引脚与控制电压引脚相连，时基集成电路U4的输出引脚连接发光二极管LED3的负极，发光二极管LED3的正极通过电阻R15接+15V，时基集成电路U4的放电引脚连接电阻R16的一端，电阻R16的另一端连接电容C4的一端、三极管Q1的基极，电容C4的另一端和三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极接二极管D4的正极和继电器J1的一端，二极管D4的负极和继电器J1的另一端共点，并通过电阻R17接+15V，继电器常开点连接真空交流接触器线圈。
4.根据权利要求3所述的整流晶闸管保护装置，其特征在于：所述运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D采用四路集成运放LF347。
5.根据权利要求3所述的整流晶闸管保护装置，其特征在于：所述时基集成电路U4采用NE555。
6.根据权利要求5所述的整流晶闸管保护装置，其特征在于：所述控制电路将中频变压器送来的信号经运算放大器U3B信号检测后，再经由运算放大器U3A、U3C信号滤波，加入运算放大器U3D与基准电压比较，而后输出信号加至U4的②、⑥脚，U4的⑦脚输出控制三极管Q1发射极控制继电器的通断，再控制真空交流接触器通断，决定低端续流二极管的接入或脱离。
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|---|---|---|---|---|
| CN112583286A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-30 | 淮北市平祥感应炉有限公司 | 一种大功率感应熔化炉续流管控制方法 |
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| CN112583286B (zh) * | 2020-12-15 | 2024-02-09 | 淮北市平祥感应炉有限公司 | 一种大功率感应熔化炉续流管控制方法 |
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