《GP-100C3型高频设备电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GP-100C3型高频设备电路（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1以电子管为核心器件的高频加热装置在感应加热的工业应用中，除钢质工件表面淬火外，高频感应广泛应用于特种合金熔炼、半导体提纯、焊接等生产领域中。GP-100C3型高频设备电路原理如图5-15 所示，它由工频电源输入电路、高压整流电路、高 频振荡电路、灯丝供电电路、测量电路、控制保护电路六部分组成。（1）工频电源输入电路如图 5-15a 所示，该工频电源输入端接有两级 LB-300 型电源滤波器，它保证工频电源顺利输入高频设备， 而阻止高频设备产生的信号通过工频电网馈送到高频设备机房以外的电器上去，从而保证了其他电子设备的正常运行。图 5-15 （a）（2）高压整流电路该电路由整流变压器T3、电子
2、管 V1V7 及整流控制电路组成。工作中， 由高压整流电路供给振荡管的电压。如图5-15b 所示，电子管V1、V2、V3、V7 接成零位管，其栅极与阴极连接在一起， V4、V5、V6 的栅压可控。电子管V4、VS、V6 截止时， V7 导通，形成三相半波整流电路，输出半高压直流电压。V4、V5、V6 开放时， V7 承受反压截止，随着可控电子管起燃点的变化，输出电压可以从半高压至全压调节。变压器T4 与 R8、R9、C6、 C7 组成移相电路向V4、 V5、V6提供交流栅极控制电压，二极管VD1、VD2构成全波整流电路提供栅极控制电压中的固定负栅偏压。自耦调压器T7 通过整流变压器T5，经单相
3、桥式整流电路提供栅极控制电压中的可变栅极电压。转动自耦调压器的手柄，可改变栅极控制电压的幅度，从而改变电子管的起燃点，调节整流输出电压。图 5-15 （3）高频振荡电路如图 5-15b 所示，电子管V8 采用并联供电方式。隔直输出电容C11把振荡电路与振荡管阳极直流高压隔开， 使振荡回路直流电位为零。振荡器的基本电路是电容三点式与变压器反馈式振荡电路的复合方式，由于变压器两线圈L6、L7 的耦合系数可以调节，所以总反馈电压在一定范围内可调。在实际应用中， 高频振荡器存在着防止寄生振荡和起、停振控制的问题。为此，电路中采取了相应的措施，分别介绍如下。寄生振荡的产生及危害在实际电路中， 由于电子管
4、的极间电容、非振荡回路一些其他元件或阳极引线及栅极引线的分布电容、 引线电感等寄生参数与电子管组成了振荡电路，产生非工作频率的振荡，这使很大一部分功率消耗在该电路的元件上，造成振荡器不能正常工作，还会使一些元件和电子管过热、烧毁，因此需采取措施防止产生寄生振荡。防止寄生振荡的措施防止寄生振荡产生的原则是破坏寄生自激振荡的条件。本电路中采取了三个措施。a在电子管阳极和栅极各串接一个很大的无感电阻R14 和 R15，并分别并联电感L2、L3。对于超高频率的寄生振荡频率而言，L2、L3 感抗很大，使寄生超高频电流无法建立。b在振荡管栅一阴极间跨接一个小电容C15。对于工作频率而言，C15 的容抗很大
5、，相当于开路；对于超高频寄生振荡，C15 容抗很小，起到了高频旁路和移相的作用，从而破坏了寄生振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件。c将可能引起正反馈的各元件或引线远离且互相垂直放置，以减少它们的耦合，破坏其振 幅平衡条件。起、停振控制电路大功率振荡器的起、停振不宜用切断阳极高电压的方法来控制。GP-100C3 高频振荡电路中采用栅极控制的方法来实现振荡器的起振和停振。如图 5-15a 所示， M 点由铁磁饱和变压器供电，它对地之间的交流电压约1000 V，通过二极管 VD7VD10 半波整流使电容C20峰值充电，由于C20正端接地，其负端电压可达1000 V以上。停振时，这个负压经限流电阻R19
6、、接触器KM3 的常闭触点及栅极电阻R16 等与振荡管栅极相通，给振荡管栅极加上了远远低于振荡管截止栅压的负电压，因而振荡管截止，振荡器停振。要求起振时，接触器KM3 动作，其常闭触点断开，切断了迫使振荡管截止的负栅压；其常开触点闭合，接通了振荡管自给栅偏压电路，振荡管开放，振荡器立刻起振。二极管 VD7VD10 并联了均压电阻R21R24； 为抑制浪涌电压， 还并联了电容器C22C25。（4）灯丝供电电路振荡管与闸流管灯丝电压波动会引起设备输出功率的急剧变化，并严重影响管子使用寿命，因此必须专门考虑灯丝供电电路的稳压问题。GP-100C3 型高频设备中应用了铁磁饱和式稳压器来稳定灯丝电压。铁
7、磁饱和式稳压器的基本结构与变压器相似，由硅钢片叠成二心柱式铁心，两个心柱1、2 的横截面积S1、S2不相等， S1约为 S2的两倍。心柱1 上绕一次线圈W1，接电源；心柱2 上绕二次线圈W2 接灯丝，其结构如图5-16 所示。心柱1 工作在磁化曲线的未饱和段，而心柱2 工作在磁化曲线的饱和段。当一次线圈W1 接上额定电压u1 时，心柱1 中的磁通与电源电压成正比，此磁通一部分通过心柱 2 而闭合，使心柱2 饱和，其余部分（漏磁通）则通过空气而闭合。当电源电压波动时，心柱 2 中的磁通变化幅度很小，故二次线圈W2 的端电压u2 变化很小， 起到稳定作用。为了进一步提高稳压性能，实际使用的铁磁饱和
8、式稳压器在心柱1 上加绕匝数较少的补偿线圈 W2 ，它与二次线圈W2 反极性串联，故输出电压。因为 WZ的磁通不饱和， u2与外加电源电压成正比，适当安排从W2与 W2 的匝数比，如图5-16 所示，使W2随 ul 变化的斜率与u2 饱和段随 u1 变化的斜率相同，则实际输出电压u2”为 u2 与 u2之差，在之间近似为一常数，输出电压就更加稳定。另外，心柱2 上还绕有谐振线圈Wc，当 WC 接上电容 C1并使线圈电感和电容的参数匹配，使之在电源频率50 HZ 下发生谐振时，线圈内便产生很大的谐振电流（LC串联谐振）。由于二次线圈W2 和谐振线圈WC 套在一起，彼此互感很大，谐振电流产生的磁通
9、在二次线圈W2 中感应出一个相当数量的附加电动势，所以加接电容后使输出电压u2 有很大增加， 同时也大大地改善了稳压器的功率因数。在图 5-15 所示电路中，铁磁饱和式稳压器的D、 F端接交流电压，P、Q 端向 F-4335振荡管提供稳定的灯丝电压，J 、K端通过转换开关SA1向闸流管灯丝变压器供给稳定电压。e 端接地。谐振电容器C1接在 EM 端点上， M 同时输出约1000V 的交流电压供给栅极负电压整流器，在 C20上形成 1000 V 以上的直流负电压供振荡管停振时作截止负栅压用。（5）测量电路为了监控电路的工作情况，GP-100C3型高频设备里共设置了5 块测量仪表，它们是高压直流电
10、压表 KV1、高频交流电压表KV2、振荡管灯丝电压表V、振荡管阳极电流表A1、振荡管栅极电流表A2。下面对高频交流电压表电路略作解释。高频交流电压经电容C16、C17 分压后，再经二极管VD12 进行半波整流，对电容C18 进行峰值充电， 由磁电式仪表KV2进行测量。 为了保证电容分压器的正常工作，C17的负载必须对称，因此由二极管VD3、电容 C19、电阻 R18形成 C17所需的对称的负半波电路。（6）控制保护电路为了保障设备的正常使用，避兔故障发生，高频电源的控制电路必须满足以下一些要求。设备各单元应按一定顺序投入运行。如必须在闸流管、振荡管灯丝预热之后，再加高压电源；然后才能接通感应加
11、热电路等。对人身安全及设备的正常运行必须有可靠保护。如所有机门关闭、 振荡管阳极通上冷却水后，才允许接通高压电源，当水压不足或水温过高时，要自动切断高压电源。闸流管及振荡管的灯丝分挡供电，在不切断直流高压电源的情况下，能方便地进行加热和停止加热；根据产品批量的大小，可进行手动或自动操作。（7）本设备中的保护措施过电流保护设备的过电流保护由图5-15a 所示的交流接触器附属的过电流继电器KA1来实现。振荡管阳极电流的过载则由图5-15b 所示的过电流继电器KA2 来保护。当出现设备过电流或振荡管过载时， 相应的过电流继电器动作，断开电源接触器线圈电路，KM 断电释放， 切断交流电源。水压保护高频
12、电炉中水路系统非常重要，为保证设备运行时有足够的水压，设有水压继电器进行水压保护。水压过低时，水压继电器断开其触点KP ，使整个控制系统全部断电，设备与电网隔离，从而保障了设备安全。水温保护有时水压虽高， 但因水路堵塞， 或因振荡管阳极损耗过大，使冷却水水温太高，当达到 58时，图 5-15 所示的水银触点KT1接通，灵敏继电器K4线圈通电，其常闭触点断开高压操作电路，使振荡管兔除被损坏的危险。联锁保护由于高频电路设备内部的高电压会给接近设备的人员带来危险，因此门上设有联锁保护开关。当门打开时，门联锁开关S1、S2、S3 触点断开，电源接触器KM 线圈断电释放，切断交流高压电源，从而保证操作维修人员的人身安全。其他保护为避兔振荡管灯丝因感应高频电压而烧坏，因此接上了电容C32、 C33。另外，在栅极回路中，还装有熔断器FU6，以避免电流过大而烧坏管子。
