总则

待加工工件为轴类工件，直径范围为Φ200-Φ1200mm，淬硬层深度2-4mm，拟选择800KW/4-6KHZIGBT中频加热电源。

一、中频加热电源组成

1. 固态中频加热设备：   型号：GZP-800/6-HB             1台
2. 槽路柜（含电容及淬火变压器）：                        1台
   3、连接线缆：                                           1套
   4、三通道空冷器：GKL-LSWB12.00                        1套
   二、固态中频电源的主要技术参数

三、固态IGBT中频加热电源技术要求

3.1、中频加热电源基本性能

固态IGBT中频加热电源提供工件淬火加热所需电源，采用IGBT构成串联型逆变器，单机功率为800kW，设备型号 GZP-800/6-HB

固态中频感应加热设备（设计震荡功率：800kW，设计震荡频率范围：4-6kHz）作为加热电源。

主要包括整流器、滤波电路、逆变器、槽路、淬火变压器及相应控制保护电路。

3.2、技术说明和技术数据

3.2.1、固态加热电源整流侧控制技术要求

①整流侧控制电路采用以MCS-51系列的89C51单片机为控制核心，构成全数字触发器，充分利用单片机的智能化功能，构成功能齐全的保护措施，并且由于89C51单片机控制程序内置，抗干扰能力大大提高。

②全数字触发器确保脉冲等间距触发，最大限度地降低了非特征谐波，减少了电网污染。

③采用直流电压调节为外环，电流调节为内环的双闭环PI调节器，克服传统比例控制方式输出功率受电网电压波动及负载变化影响，保证恒功率输出，这对提高加热效果，保证加热一致性具有重要意义。另外从自动控制理论角度来说，采用什么物理量作为反馈就能自动稳定该物理量，因此双闭环PI调节器对实现稳压、稳流功能是唯一真正准确有效的方法，其他诸如比例调节器加限压、限流措施都是不能比拟的。

④由于晶体管属于相控技术，电网电压相序与触发脉冲之间的同步问题是至关重要的。采用单片机技术成功地解决了自动认相功能，即对三相电源输入线不需要任何调整，控制电路会自动认相，完成整流触发功能。

⑤采用大板结构，将控制电源和控制电路集中在一块板上，大大简化外部连线，减少故障点，极大地便于维护。并且整流侧与逆变侧不共地，大大提高了抗干扰能力。

⑥所有故障保护措施均有微机检测强制拉逆变控制和调节器封环拉逆变控制两种方式。确保所有故障现象均能得到有效快速处理，不会由于其中一种保护措施失效而导致设备损坏。

⑦微机完成的自检功能可以检测电路的异常现象并通过数码管显示，防止控制电路带病工作，导致保护电路动作不准确，同时能完成水压、他激/自激切换、自动/手动切换、加热启/停检测、主回路上电检测、故障复位状态检测、过流保护、过压保护等，相当于一台PLC功能。

⑧控制电路具有软启动、软停止功能，防止在启动/停止过程中电流电压上升率太大，引起过压和过流。

⑨调节器输出的控制信号经A/D转换器后，由中断信号完成读取启动转换过程，因此最大调节延时时间为A/D转换器的转换时间（约80μS），这种快速响应的能力与模拟调节的快速性非常接近。

3.2.2、固态感应加热设备逆变侧控制技术要求

①具有锁相环电路，具有优良的频率自动跟踪能力；

②具有逆变器功率因数调整功能，适合于各种工作状态；

③充分发挥IGBT逆变器的优点，逆变器效率高；

④具有独特的过流保护功能，该技术已获国家专利。

⑤逆变器工作状态适应范围宽，可工作于容性、阻性、感应三种状态。

⑥输出功率大

固态中频设备所标称的功率值为直流侧功率（在一般匹配条件下），设备功率受负载匹配条件的影响较大，良好的负载匹配是功率输出的保证，因此在设计固态中频设备技术指标时已充分考虑到电源匹配问题，即分三种情况：

• 负载匹配良好时，设备功率允许在110%额定功率下长期运行；
• 负载匹配一般时，设备工作允许在100%额定功率下长期运行；
• 负载匹配较差时，设备功率允许在90%额定功率下长期运行。
  ⑦安全裕量大
  3.2.3、固态中频感应加热电源主要设计指标
  ①直流额定功率P=800kW
  ②设计频率范围4-6KHz
  ③直流额定电压Ud=500V
  ④直流额定电流maxId=800A
  ⑤设备设计为在额定功率下长期连续工作制
  ⑥设备电效率：≥85%
  ⑦电压电流的双闭环PI调节在一定程度上实现恒功率控制，保证工件加热的一致性
  3.2.4、固态中频感应加热电源主要元器件清单

3.3、加热站

由电容及淬火输出变压器、感应器组成的加热站，是电源功率输出的主要部分。

经过整流、逆变后的高频电流通过由电容、淬火输出变压器、感应器等组成的槽路输出回路后，最终将能量输出到工件上并将工件加热到所需的温度。

加热站主要由电容、淬火变压器、感应器、连接极板（紫铜）、冷却水管路、冷却水分配器、输出电缆线等组成。

加热感应器主要用于将电源输出的电流转化为交变的电磁场并将能量加载到工件上，使工件在短时间内迅速升温，感应器由紫铜材料制成，根据工件设计制造。

四、空冷器技术要求

4.1选型

1. 选配空冷器型号为：GKL-LSWB12.00，
   三回路，同时冷却电源水、淬火液1、淬火液2。
   1、技术参数

4.2、供应范围及主要部件：

空冷式换热器主体   一台

喷淋水箱           一只

电控系统　　       一套

喷淋系统           一套

不锈钢喷淋水泵     一台

空冷器专用风机     八台

4.3、主要部件要求如下表：

4.4、空冷式换热器组成部件：

传热管：根据换热量以及其他参数，确定换热面积，传热管数量、品种和规格来布置传热管。传热管束采304不锈钢管，最大限度的提高换热能力。寿命可达10年以上。

风机：选用空冷器专用风机，功率小、风量大。根据换热能力选择适宜的风机。

空冷式换热器本体：换热排管为错排，几个流程均匀布置，风量、风速达到平衡，大大提高换热能力，充分合理地利用传热原理，获得最佳的传热效果。

辅助部件：在环境温度较高和要求热流体温度较低时，在风机和传热管之间增设喷淋装置，可使传热管表面温度降至湿球温度，增大传热温差。

空冷器特点：

循环系统采用密封式、闭合循环，无杂物进入，不长青苔，所以管路不会堵塞。被冷却介质由管道泵将其打入传热管组，采用壁间换热，强制风冷，把电炉感应器、可控硅、等电气元件发出的热量直接排放于空气中。高导热性能的传热管，组合后形成很高的热流密度，冷却效率很高。使用空气连续换热，清除了积热，满足了感应加热系统温度的要求。空冷器是独立的一套设备，整体性好，占地面积小、可以按用户要求放置室内或室外。设备顶部有吊装环，下部有装卸位置对场地没有要求。只要是平坦的水泥地面即可。

五、设备的安装与调试

供方负责设备的指导安装及调试（甲方配合）。

供方委派具有丰富经验的调试人员到现场进行设备的安装和设备的整体调试。

• 调试内容包括：

设备性能参数调整、设备的空运行、最终参数确定直至设备正常运转。

六、人员培训

 1、培训对象

供方负责对操作人员、设备维护及维修人员的技术及技能进行免费培训。

.2、培训内容：

设备结构与原理、故障判断及排除、操作技能、状态调整、编程技能、设备维护等。

七、设备的验收

1. 1. 设备的预验收

设备的预验收在制造方工厂进行，设备制造完工前一周通知用户做好预验收准备并确定预验收日期，验收内容包括：

设备的供货范围内的组成部分、设备及备件的技术状况、设备的外观、设备的空运转试验等。

1. 1. 设备的终验收

终验收在用户现场进行，验收内容包括：

所有技术条款中要求的内容；按双方所签技术协议。

八、设备的交货期

全套设备的交货期为：合同签订生效后45天。

九、设备的质保期

全套设备的质量保证期为：终验收合格之日起12月内

十、售后服务

1、故障接报：接到用户设备问题的通报后，迅速做出反应，在4小时内提供出有效的技术帮助，异地联络不能解决的问题，派技术人员于24天内到现场并给于解决。

2、备件供应：根据用户要求，将及时提供各种备品备件，并按出厂价供应。

3、设备的升级或技术更新：产品升级或技术更新后，供方应及时通知用户，如用户有意对设备进行升级或技术更新，供方将以成本价提供给用户。

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