1. 控制電路原理
整個控制電路除逆變末級觸發電路板外，做成一塊印刷電路板結構，從功能上分為
整流觸發部分、調節器部分、逆變部分、啟動演算部分。詳細電路見《控制電路原理圖》。
1. 1 整流觸發工作原理
這部分電路包括三相同步、數字觸發、末級驅動等電路。觸發部分采用的是數字
觸發，具有可靠性高、精度高、調試容易等特點。數字觸發器的特征是用計（時鐘脈沖）
數的辦法來實現移相，該數字觸發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，而計數器的計數值是固
定的（256），計數器脈沖頻率高，意味著計一定脈沖數所需時間短，也即延時時間短，
α角小，反之α角大。計數器開始計數時刻同樣受同步信號控制，在α=0 時開始計數。
現假設在某Uk 值時，根據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，該觸發器的計數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 產生的輸出觸發脈沖, 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°
觸發脈沖, 可以略微調節一下電位器W4。顯然有三套相同的觸發電路，而壓控振蕩器和
Uk 控制電壓為公用，這樣在一個周期中產生6 個相位差60°的觸發脈沖。
數字觸發器的優點是工作穩定，特別是用HTL 和CMOS 數字集成電路，可以有很強
的抗干擾能力。
IC16A 及其周圍電路構成電壓----頻率轉換器，其輸出信號的周期隨調節器的輸出
電壓Uk 而線性變化。W4 微調電位器是最低輸出頻率調節(相當于模擬電路鋸齒波幅值調
節)。
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 計數器)構成三路數字延時器。三相同步信號對計數器進行
復位后,對電壓---頻率轉換器的輸出脈沖每計數256 個脈沖便輸出一個延時脈沖,因計
數脈沖的頻率是受Uk 控制的, 換句話說Uk 控制了延時脈沖。
計數器輸出的脈沖經隔離、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。輸出的窄脈沖經電阻合成為雙窄脈沖，再經晶
體管放大，驅動脈沖變壓器輸出。具體時序圖見附圖。
1.2 調節器工作原理
調節器部分共有四個調節器：中頻電壓調節器、電流調節器、阻抗調節器、逆變角
調節器。
其中電壓調節器、電流調節器組成常規的電壓、電流雙閉環系統。在啟動和運行
的整個階段，電流調節器始終參與工作，而電壓環僅工作于運行階段。另一阻抗調節器
從輸入上看，它與電流調節器LT2 的輸入完全是并聯關系，區別僅在于阻抗調節器的負
反饋系數較電流調節器略大，再者就是電流調節器的輸出控制的是整流橋的輸出直流電
壓，而阻抗調節器的輸出控制的是中頻電壓與直流電壓的比例關系，即逆變功率因數角。
調節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，由于阻抗調節器的反饋系數略大，阻抗調節器的給定小于反饋，阻抗調節器便工
作于限幅狀態，對應的為最小逆變θ角，此時可以認為阻抗調節器不起作用，系統完全
西是一個標準的電壓、電流雙閉環系統。另一種情況是直流電壓巳經達到最大值，電流調
節器開始限幅不再起作用，電壓調節器的輸出增加，而反饋電流卻不變化，對阻抗調節
器來說，當反饋電流信號比給定電流略小時，阻抗調節器便退出限幅開始工作，調節逆
變角調節器的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，就只有電壓調節器與阻抗調節器工作，若負載等效電阻RH 繼續增大，逆變
θ角亦相應增大，直到最大逆變θ角。
逆變角調節器用于使逆變橋能在某一θ角下穩定地工作。
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D7-D10 整流后，又分為三路：一路送到電壓調節器；一路送到
過電壓保護；另一路用于電壓閉環自動投入。
電壓PI 調節器由IC13A 組成，其輸出信號由IC13D 進行鉗位限幅。IC13C 和IC21C
組成電壓閉環自動投入電路，DIP-3 開關用于電壓開環調試。內環采用了電流PI 調節器
進行電流自動調節，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；另一路作為電流調節器的反饋信號；還有一路作為阻抗調節器的反饋信號。由
IC17B 構成電流PI 調節器，然后由IC17A 隔離后控制觸發電路的電壓---頻率轉換器。
IC17C 構成阻抗調節器，它與電流調節器是并列關系，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。DIP-1 可關掉此
調節器。
IC19B 構成逆變角調節器，其輸出由IC19C 為其鉗位限幅。
1.3 逆變部分工作原理
本電路逆變觸發部分，采用的是掃頻式零壓軟起動。由于自動調頻的需要，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
到自動調頻電路。自動調頻電路一旦投入工作，便停止它激信號的頻率掃描，轉由自動
調頻電路控制逆變引前角，使設備進入穩態運行。
若一次起動不成功，即自動調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，經變壓器隔離送到ZPMK（中頻起動模
塊），ZPMK3 腳、4 腳輸出的信號經微分后由IC18B 和IC20B 變成窄脈沖輸出，驅動逆變
末級MOS 管。IC20A 構成頻率--電壓轉換器，用于驅動頻率表。W7 用于校準頻率表的讀
數。IC18A 構成過電壓保護振蕩器，當逆變橋發生過電壓時，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節器的輸出限幅電平，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IC13B 倒相后，送到IC5A 組成的過電流截止觸發器，封鎖觸發脈沖（或拉逆變），同時驅動“過流”指示燈亮和報警繼電器。過電流觸發器動作后，
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，經光電耦合器隔離后送到IC14 及
IC16B 進行檢測和判別，一旦出現缺相現象，除了封鎖觸發脈沖外，還驅動“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 時便封鎖觸發脈沖，防止不正確的觸發。
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 組成電壓截止觸發器，封鎖整流橋觸發脈沖（或拉逆變），驅動“過壓”指示
燈亮和驅動報警繼電器。另通過Q9 使過壓保護振蕩器IC18A 起振。過電壓觸發器動作
后，也象過流觸發器一樣，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。調節W1 微調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。