1. 控制電路原理
整個控制電路除逆變末級觸發(fā)電路板外，做成一塊印刷電路板結(jié)構，從功能上分為
整流觸發(fā)部分、調(diào)節(jié)器部分、逆變部分、啟動演算部分。詳細電路見《控制電路原理圖》。
1. 1 整流觸發(fā)工作原理
這部分電路包括三相同步、數(shù)字觸發(fā)、末級驅(qū)動等電路。觸發(fā)部分采用的是數(shù)字
觸發(fā)，具有可靠性高、精度高、調(diào)試容易等特點。數(shù)字觸發(fā)器的特征是用計（時鐘脈沖）
數(shù)的辦法來實現(xiàn)移相，該數(shù)字觸發(fā)器的時鐘脈沖振蕩器是一種電壓控制振蕩器，輸出脈
沖頻率受移相控制電壓Uk 的控制，Uk 降低，則振蕩頻率升高，而計數(shù)器的計數(shù)值是固
定的（256），計數(shù)器脈沖頻率高，意味著計一定脈沖數(shù)所需時間短，也即延時時間短，
α角小，反之α角大。計數(shù)器開始計數(shù)時刻同樣受同步信號控制，在α=0 時開始計數(shù)。
現(xiàn)假設在某Uk 值時，根據(jù)壓控振蕩器的控制電壓與頻率間的關系確定輸出振蕩頻率為
25KHZ，則在計數(shù)到256 個脈沖所需的時間為（1/25000）×256=10.2（ms）相當于約180
°電角度，該觸發(fā)器的計數(shù)清零脈沖在同步電壓〔線電壓〕的30°處， 這相當于三相
全控橋式整流電路β=30°位置, 從清零脈沖起， 延時10.2ms 產(chǎn)生的輸出觸發(fā)脈沖, 也
即接近于三相橋式整流電路某一相晶閘管α=150°位置，如果需要得到準確的α=150°
觸發(fā)脈沖, 可以略微調(diào)節(jié)一下電位器W4。顯然有三套相同的觸發(fā)電路，而壓控振蕩器和
Uk 控制電壓為公用，這樣在一個周期中產(chǎn)生6 個相位差60°的觸發(fā)脈沖。
數(shù)字觸發(fā)器的優(yōu)點是工作穩(wěn)定，特別是用HTL 和CMOS 數(shù)字集成電路，可以有很強
的抗干擾能力。
IC16A 及其周圍電路構成電壓----頻率轉(zhuǎn)換器，其輸出信號的周期隨調(diào)節(jié)器的輸出
電壓Uk 而線性變化。W4 微調(diào)電位器是最低輸出頻率調(diào)節(jié)(相當于模擬電路鋸齒波幅值調(diào)
節(jié))。
三相同步信號直接由晶閘管的門極引線K4、K6、K2 從主回路的三相進線上取得，
由R23、C1、R63、C40、R102、C63 進行濾波、移相，經(jīng)6 只光電耦合器進行電位隔離，
獲得6 個相位互差60°、占空比略小于50%的矩形同步信號。
IC3、IC8、IC12(4536 計數(shù)器)構成三路數(shù)字延時器。三相同步信號對計數(shù)器進行
復位后,對電壓---頻率轉(zhuǎn)換器的輸出脈沖每計數(shù)256 個脈沖便輸出一個延時脈沖,因計
數(shù)脈沖的頻率是受Uk 控制的, 換句話說Uk 控制了延時脈沖。
計數(shù)器輸出的脈沖經(jīng)隔離、微分后變成窄脈沖，送到后級的NE556，它既有同步分
頻器功能，亦有定輸出脈沖寬度的功能。輸出的窄脈沖經(jīng)電阻合成為雙窄脈沖，再經(jīng)晶
體管放大，驅(qū)動脈沖變壓器輸出。具體時序圖見附圖。
1.2 調(diào)節(jié)器工作原理
調(diào)節(jié)器部分共有四個調(diào)節(jié)器：中頻電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、阻抗調(diào)節(jié)器、逆變角
調(diào)節(jié)器。
其中電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器組成常規(guī)的電壓、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)。在啟動和運行
的整個階段，電流調(diào)節(jié)器始終參與工作，而電壓環(huán)僅工作于運行階段。另一阻抗調(diào)節(jié)器
從輸入上看，它與電流調(diào)節(jié)器LT2 的輸入完全是并聯(lián)關系，區(qū)別僅在于阻抗調(diào)節(jié)器的負
反饋系數(shù)較電流調(diào)節(jié)器略大，再者就是電流調(diào)節(jié)器的輸出控制的是整流橋的輸出直流電
壓，而阻抗調(diào)節(jié)器的輸出控制的是中頻電壓與直流電壓的比例關系，即逆變功率因數(shù)角。
調(diào)節(jié)器電路的工作過程可以分為兩種情況：一種是在直流電壓沒有達到最大值的
時候，由于阻抗調(diào)節(jié)器的反饋系數(shù)略大，阻抗調(diào)節(jié)器的給定小于反饋，阻抗調(diào)節(jié)器便工
作于限幅狀態(tài)，對應的為最小逆變θ角，此時可以認為阻抗調(diào)節(jié)器不起作用，系統(tǒng)完全
西是一個標準的電壓、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)。另一種情況是直流電壓巳經(jīng)達到最大值，電流調(diào)
節(jié)器開始限幅不再起作用，電壓調(diào)節(jié)器的輸出增加，而反饋電流卻不變化，對阻抗調(diào)節(jié)
器來說，當反饋電流信號比給定電流略小時，阻抗調(diào)節(jié)器便退出限幅開始工作，調(diào)節(jié)逆
變角調(diào)節(jié)器的θ角給定值，使輸出的中頻電壓增加，直流電流也隨之增加，達到新的平
衡。此時，就只有電壓調(diào)節(jié)器與阻抗調(diào)節(jié)器工作，若負載等效電阻RH 繼續(xù)增大，逆變
θ角亦相應增大，直到最大逆變θ角。
逆變角調(diào)節(jié)器用于使逆變橋能在某一θ角下穩(wěn)定地工作。
中頻變壓器過來的中頻電壓信號由CON2-1 和CON2-2 輸入后，分為兩路：一路送
到逆變部分；另一路經(jīng)D7-D10 整流后，又分為三路：一路送到電壓調(diào)節(jié)器；一路送到
過電壓保護；另一路用于電壓閉環(huán)自動投入。
電壓PI 調(diào)節(jié)器由IC13A 組成，其輸出信號由IC13D 進行鉗位限幅。IC13C 和IC21C
組成電壓閉環(huán)自動投入電路，DIP-3 開關用于電壓開環(huán)調(diào)試。內(nèi)環(huán)采用了電流PI 調(diào)節(jié)器
進行電流自動調(diào)節(jié)，控制精度在1%以上，由主回路交流互感器取得的電流信號，從
CON2-3、CON2-4、CON2-5 輸入，經(jīng)二極管三相整流橋整流后分為三路：一路作為電流保
護信號；另一路作為電流調(diào)節(jié)器的反饋信號；還有一路作為阻抗調(diào)節(jié)器的反饋信號。由
IC17B 構成電流PI 調(diào)節(jié)器，然后由IC17A 隔離后控制觸發(fā)電路的電壓---頻率轉(zhuǎn)換器。
IC17C 構成阻抗調(diào)節(jié)器，它與電流調(diào)節(jié)器是并列關系，用于控制逆變橋的引前角。
其作用可間接地達到恒功率輸出，或者可提高整流橋的輸入功率因數(shù)。DIP-1 可關掉此
調(diào)節(jié)器。
IC19B 構成逆變角調(diào)節(jié)器，其輸出由IC19C 為其鉗位限幅。
1.3 逆變部分工作原理
本電路逆變觸發(fā)部分，采用的是掃頻式零壓軟起動。由于自動調(diào)頻的需要，雖然逆
變電路采用的是自勵工作方式，控制信號也是取自負載端，但是主回路上無需附加的起
動電路，不需要預充磁或預充電的起動過程，因此主電路得以簡化，但隨之帶來的問題
是控制電路較為復雜。
起動過程大致是這樣的：在逆變電路起動前，先由一個高于槽路諧振頻率的它激
信號去觸發(fā)逆變晶閘管，當電路檢測到主回路直流電流時，便控制它激信號的頻率從高
向低掃描，當它激信號頻率下降到接近槽路諧振頻率時，中頻電壓便建立起來，并反饋
到自動調(diào)頻電路。自動調(diào)頻電路一旦投入工作，便停止它激信號的頻率掃描，轉(zhuǎn)由自動
調(diào)頻電路控制逆變引前角，使設備進入穩(wěn)態(tài)運行。
若一次起動不成功，即自動調(diào)頻電路沒有抓住中頻電壓反饋信號，此時它激信號
便會一直掃描到最低頻率。重復起動電路一旦檢測到它激信號進入到最低頻段，便進行
一次再起動，把它激信號再推到最高頻率，重新掃描一次，直至起動成功。重復起動的
周期約為0.5 秒，完成一次起動到滿功率運行的時間不超過1 秒鐘。
由CON2-1 和CON2-2 輸入的中頻電壓信號，經(jīng)變壓器隔離送到ZPMK（中頻起動模
塊），ZPMK3 腳、4 腳輸出的信號經(jīng)微分后由IC18B 和IC20B 變成窄脈沖輸出，驅(qū)動逆變
末級MOS 管。IC20A 構成頻率--電壓轉(zhuǎn)換器，用于驅(qū)動頻率表。W7 用于校準頻率表的讀
數(shù)。IC18A 構成過電壓保護振蕩器，當逆變橋發(fā)生過電壓時，振蕩器開始起振，使逆變
橋的四只晶閘管均導通，以利于釋放電抗器能量。
IC19D 為起動失敗檢測器，其輸出控制重復起動電路。IC19A 為起動成功檢測器，
其輸出控制中頻電壓調(diào)節(jié)器的輸出限幅電平，即主回路的直流電流。
W6 為逆變它激信號的最高頻率設定電位器。
1.4 啟動演并工作原理
過電流保護信號經(jīng)IC13B 倒相后，送到IC5A 組成的過電流截止觸發(fā)器，封鎖觸發(fā)脈沖（或拉逆變），同時驅(qū)動“過流”指示燈亮和報警繼電器。過電流觸發(fā)器動作后，
只有通過復位信號或通過關機后再開機進行上電復位，方可再次起動。通過W2 微調(diào)電
位器可整定過流電平。
當三相交流輸入缺相時，本控制板均能對電源實現(xiàn)保護及指示。其原理是由K4、
K6、K2 晶閘管的陰極分別取A、B、C 三相電壓信號，經(jīng)光電耦合器隔離后送到IC14 及
IC16B 進行檢測和判別，一旦出現(xiàn)缺相現(xiàn)象，除了封鎖觸發(fā)脈沖外，還驅(qū)動“缺相”指
示燈以及報警繼電器。
為了使控制電路能夠更可靠地運行，控制電路上還設置了啟起定時器和控制電源
欠壓檢測保護。在開機的瞬間，控制電路的工作是不穩(wěn)定的，設置一個3 秒鐘左右的定
時器，待定時后，才容許輸出觸發(fā)脈沖。這部分電路由C11、R20 等元件構成。若由于
某種原因造成控制板上直流供電電正過低，也會使控制出錯。設置一個欠壓檢測電路（由
DW4、IC9B 等組成），當VCC 電壓低于12.5V 時便封鎖觸發(fā)脈沖，防止不正確的觸發(fā)。
自動重復起動電路IC9A 組成。DIP-2 開關用于關閉自動重復起動電路。
IC5B 組成電壓截止觸發(fā)器，封鎖整流橋觸發(fā)脈沖（或拉逆變），驅(qū)動“過壓”指示
燈亮和驅(qū)動報警繼電器。另通過Q9 使過壓保護振蕩器IC18A 起振。過電壓觸發(fā)器動作
后，也象過流觸發(fā)器一樣，只有通過復位信號或通過關機后再開機進行上電復位，方可
再次起動。調(diào)節(jié)W1 微調(diào)電位器可整定過壓電平。
Q7 及周圍電路組成水壓過低延時保護電路，延時時間約8 秒。
復位開關信號由CON2-6、CON2-7 輸入，閉合時復位。