IHF数控高频开关恒电位仪使用说明书-印刷课案
IHF数控高频开关恒电位仪
使
用
说
明
书
青岛雅合科技发展有限公司
2007
目录
1. 概述 (1)
1.1产品型号 (1)
1.2参考规范及标准 (1)
2.技术参数 (2)
2.1环境条件 (2)
2.2电气条件 (3)
2.3主要技术指标 (3)
3.工作原理 (5)
3.1交流恒电位仪工作原理 (5)
3.2直流恒电位仪工作原理 (6)
4.操作说明 (8)
4.1开机 (8)
4.2关机 (10)
4.3恒电位运行 (11)
4.4恒电流运行 (12)
4.5断电测试 (13)
4.6菜单功能简述 (13)
4.7设备报警 (19)
4.8外部同步通/断控制 (21)
5.安全注意事项 (22)
6.故障分析与处理 (23)
7.维护与保养 (23)
附图一IHF恒电位仪操作面板示意图 (25)
附图二IHF恒电位仪前后面板示意图 (27)
附表三12芯航空插头接线顺序表 (28)
第1 页共27 页1. 概述
IHF系列数控高频开关恒电位仪是最新式强制电流阴极保护电源装置。它以IGBT 为核心器件，采用先进的数字控制技术和高频开关电源技术完成功率转换。与传统阴极保护电源（磁饱和或可控硅恒电位仪）相比，IHF型数控高频开关恒电位仪具有体积小、重量轻（约为相控电源的1/5）、功率因数高、纹波系数低、控制精确、便于联网等一系列无可比拟的优势，是可控硅或磁饱和等传统恒电位仪的升级换代产品。
IHF系列数控高频开关恒电位仪用于土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物的强制电流阴极保护系统，也可用于电镀、电解、金属表面处理等。
1.1 产品型号
IHF-□ / □
输出额定电压
输出额定电流
产品代号
示例：IHF- 50/36表示输出电流50A、输出电压36V的高频开关恒电位仪。
1.2 参考规范及标准
JB2177 《电化学硅整流器、可控硅整流器》
GBT17478-1998《低压直流电源设备的特性和安全要求》
GB50057-94 2000年修订版《建筑防雷设计规范》
GB8898-1997 《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》
GB/T 3108-1999《船体外加电流阴极保护系统》
CB * 3220-1984《船用恒电位仪技术条件》
GB/T 3859.1-1993《半导体变流器基本要求的规定》
GB/T 191《包装图示储运标志》
GB1904-1996《电力变压器》
GB 4208-1993《外壳防护等级（IP代码）》
GB13028《隔离变压器和安全隔离变压器技术要求》
GB7251.1-1997《低压开关和控制器》
GB/T4728 《标注符号要求》
GB50057-98《结构防雷击保护》
Q/02 YHK002-2005《IHF数控高频开关恒电位仪》
IEC 76《Power transformers》
IEC 79《Electrical apparatus for explosive gas atmospheres》
IEC 742《Isolating transformers and safety isolating transformers》IEC 146《Semiconductor converters》
IEC 157《Low voltage switchgear and control gear》
IEC 269《Low voltage fuses》
IEC 117 & 617《Recommended Graphical Symbols》
IEC 1024《Protection of structures against lighting》
2.技术参数
2.1环境条件
1．环境温度-30℃~+45℃
2．湿度≤95%
3．无易燃、易爆和腐蚀性粉尘的场合
4．气压86～106kPa
2.2电气条件
交流恒电位仪对电网的要求
单相AC220V±20%
三相AC380V±20% 三相四线
交流电源频率波动范围
额定频率：50Hz(60Hz)
频率波动范围：47.5Hz～63Hz
直流恒电位仪输入：直流24V供电系统
其它供电形式遵照业主要求
2.3主要技术指标
2.3.1 基本性能
1）恒电位仪有两种控制参比电位调节范围可供用户选择：
一种控制参比电位调节范围为：-2500mV~ 1000mV
另一种控制参比电位调节范围为：-3000mV~ 0mV
电位控制精度：≤±5mV
2）参比输入阻抗≥2ΜΩ；
流经参比电极电流≤1μA
3）半载输出纹波系数：≤1％
4）恒电流控制精度：≤1%
5）参比电位误差报警：±50mV
6）抗50Hz干扰：≥30V（参比与地之间）
抗直流干扰≥24V
7）支持双机自动切换
8）在恒电位出现故障时，自动切换到恒电流工作状态。
9）满载工作效率（整机工作效率）≥90％；
10）断电测试功能：通断时间可以由用户调整，缺省设置为通12秒，断3秒；
2.3.2数字通讯与储存
1）运行参数自保持功能：断电停止运行后，恢复供电后仪器在原设定参数下自动开始运行。
2）运行数据存储，数据保存时间大于30年。
3）支持远程模拟信号同步通断控制。
4）支持远程模拟信号远传远控功能。
2.3.3安全性能
1）绝缘电阻 >50MΩ
2）介电强度 2000V （输入对输出）
3）噪音≤45db
2.3.4保护性能
1）温度保护：恒电位仪机箱内温度达到65℃，风机全速运行；温度达到85℃
时，恒电位仪自动停机降温。保护条件恢复到正常时，设备自动
转入正常运行状态。
2）电网保护：交流恒电位仪的保护：当电网电压超出额定30%时，恒电位仪停
止运行。保护条件恢复到正常时，自动转入正常运行状态。
直流恒电位仪的电源保护：①恒电位仪上电时，直流供电电压低
于24V，设备不运行。②输入高压保护：恒电位仪运行过程中，
供电电压高于28V，设备停止运行，当供电电压恢复到27.5V时，
设备自动转入正常运行状态。③输入低压保护：恒电位仪运行过
程中，供电电压低于21.5V，设备停止运行，当供电电压恢复到
24V时，设备自动转入正常运行状态。
3）限定保护：输出电压限定额定输出电压×110%。
输出电流限定额定输出电流×110%。
参比电位限定-3000mV~ 0mV或-2500mV~ 1000mV （根据客户要
求二者选一）。
4）防雷击保护：在恒电位仪的输入、输出、参比端有防雷击保护措施。
5）参比抗干扰保护：在参比端设有参比抗干扰保护，能保证参比端稳定工作。
6）线路板三防（防潮、防盐雾、防毒）
3.工作原理
3.1交流恒电位仪工作原理
恒电位仪原理框图如下图所示:
输出滤波及输出采样
EMI
电网输入
输入滤波
驱动单元
高频隔离变压直流输出
中心控制单元
参比信号隔离放大
参比输入
本机控制及运行状态显示
远控接口
说明： 电网输入： 根据容量或者系统要求采用单相或三相输入。 工频整流： 工频交流变为工频脉动直流。 输入滤波： 脉动直流平滑和净化。 驱动单元： PWM 控制输出，直接控制IGBT 。
逆变模块：
直流变换为高频交流，并通过控制开—关时间控制输出。
高频隔离变压：
用高频变压器完成输入与输出的隔离，保证用电安全，同
时得到需要的电压等级。
高频整流：
高频交流变换为高频直流。
输出滤波及采样： 高频脉动直流净化为高质量的直流。同时完成输出电压和
电流的采样，反馈到中心控制单元
参比输入： 参比信号经本单元接入设备
参比信号隔离放大：这是参比信号综合处理系统，通过隔离、放大等过程，参
比的系统接线方式和信号强弱均不受限制。
本机控制及运行状态显示：此处完成控制方式，电位、电流的设定，开、关机
控制。运行状态显示，包括电源显示、运行显示、故障显示。
中心控制单元：各方数据和指令传入后，保证运行及输出。同时将运行状态
进行显示，并根据需要将运行状发送到远方控制中心。
恒电位运行模式如下：参比电位信号经过参比信号隔离放大后进入中心控制单元。中心控制单元根据采样反馈的信号，分析比较输入参比电位和预置电位，计算所需发出的PWM信号的占空比，由PWM信号驱动IGBT,调整IGBT输出。IGBT输出经过高频隔离变压，高频整流，最后经过输出滤波后输出所需的电压。同时中心控制单元将运行状态在液晶屏上用中文显示，根据需要发送到远方控制中心。
恒电流模式类似恒电位运行模式，如下所示：中心控制单元根据输出采样单元反馈的电流信号与预置的电流信号比较，，计算所需发出的PWM信号的占空比，由PWM 信号驱动IGBT,调整IGBT输出。IGBT输出经过高频隔离变压，高频整流，最后经过输出滤波后输出预置的电流。同时中心控制单元将运行状态在液晶屏上用中文显示，根据需要发送到远方控制中心。
3.2直流恒电位仪工作原理
恒电位仪原理框图如下图所示:
输出滤波及输出采样
EMI
直流电源输入
输入滤波
驱动单元
高频隔离变压直流输出
中心控制单元
参比信号隔离放大
参比输入
本机控制及运行状态显示
远控接口
MO SFET 模块
输入高压低压保护
说明： 电网输入： 输入电源DC24V 。 输入滤波： 脉动直流平滑和净化。
驱动单元：
PWM 控制输出，直接控制MOSFET 。
MOSFET 模块： 直流变换为高频交流，并通过控制开—关时间控制输出。 高频隔离变压：
用高频变压器完成输入与输出的隔离，保证用电安全，同
时得到需要的电压等级。
高频整流：
高频交流变换为高频直流。
输出滤波及采样： 高频脉动直流净化为高质量的直流。同时完成输出电压和
电流的采样，反馈到中心控制单元
参比输入： 参比信号经本单元接入设备
参比信号隔离放大：这是参比信号综合处理系统，通过隔离、放大等过程，参
比的系统接线方式和信号强弱均不受限制
本机控制及运行状态显示： 此处完成控制方式，电位、电流的设定，开、关
机控制。运行状态显示，包括电源显示、运行显示、故障显示。
中心控制单元：各方数据和指令传入后，保证运行及输出。同时将运行状态
进行显示，并根据需要将运行状发送到远方控制中心。
恒电位运行模式如下：参比电位信号经过参比信号隔离放大后进入中心控制单元。中心控制单元根据采样反馈的信号，分析比较输入参比电位和预置电位，计算所需发出的PWM信号的占空比，由PWM信号驱动MOSFET,调整MOSFET输出。MOSFET输出经过高频隔离变压，高频整流，最后经过输出滤波后输出所需的电压。同时中心控制单元将运行状态在液晶屏上用中文显示，根据需要发送到远方控制中心。
恒电流模式类似恒电位运行模式，如下所示：中心控制单元根据输出采样单元反馈的电流信号与预置的电流信号比较，，计算所需发出的PWM信号的占空比，由PWM 信号驱动MOSFET,调整MOSFET输出。MOSFET输出经过高频隔离变压，高频整流，最后经过输出滤波后输出预置的电流。同时中心控制单元将运行状态在液晶屏上用中文显示，根据需要发送到远方控制中心。
4.操作说明
4.1开机
4.1.1恒电位仪单独使用时：
1）确认所有接线正确无误。
2）合上恒电位仪市电断路器。恒电位仪市电指示灯亮。恒电位仪液晶屏先显示LOGO：
而后进入主界面，显示：
此时，恒电位仪已经进入工作状态。
注意：恒电位仪进入的工作状态是上次断电前的状态，例如：
如果上次断电前，恒电位仪处于“恒电位”的“运行”状态，则开机后，自动按照上次设定的参数开始运行。此时“运行”指示灯亮，液晶屏状态栏显示“恒电位”、“运行”，仪器应该有电流、电压的输出。液晶屏显示图例如下：
如果上次断电前，恒电位仪处于“恒电位”的“停止”状态，则开机后，恒电位仪仍然处于“恒电位”的“停止”状态，没有输出。液晶屏显示图例如下：
“断电测试”状态，在断电后不保存。如果断电前是“恒电位”的“断电测试”，则恢复上电后，恒电位仪运行在“恒电位”模式。液晶屏显示图例如下：
4.1.2恒电位仪配合控制柜使用时：
1）确认所有接线正确无误。
2）合上恒电位仪市电断路器。
3）合上控制柜后部配电盘上的“总开关”，电源指示灯亮。
4）合上控制柜操作面板上的电源开关，电压表和电流表有显示，运行指示灯亮。
恒电位仪面板电源指示灯亮。恒电位仪液晶屏先显示LOGO，而后进入主界面。
4.2关机
4.2.1恒电位仪单独使用时：
1）按下恒电位仪操作面板上的“停止”键。恒电位仪停止指示灯亮，液晶屏状态栏显示“停止”，恒电位仪停止输出。液晶屏显示图例如下：
2）断开恒电位仪市电断路器。恒电位仪电源指示灯（红色）灭，液晶屏将没有显示，风机也停止工作。
4.2.2恒电位仪配合控制柜使用时：
1）按下恒电位仪操作面板上的“停止”键。恒电位仪停止指示灯亮，液晶屏状态栏显示“停止”，恒电位仪停止输出。
2）断开控制柜操作面板上电源开关，控制柜操作面板上的恒电位仪停止指示灯亮。
恒电位仪电源指示灯灭，液晶屏将没有显示，风机也停止工作。
4.3恒电位运行
1）将恒电位仪开机。（假设上次断电时是“停止”状态，预置电位为－950mv）2）“恒电位”按键。液晶屏显示图例如下：
注意：方框表示光标位置，光标移动使用左右键，修改光标所在位置数值使用上下键。
3）设置预置电位，设置操作通过按上下左右箭头完成。液晶屏显示图例如下：
4）按下“确定”按键，恒电位设置完成，并保存预置电位值。液晶屏显示图例如下：
5）按下“运行”按键，恒电位仪开始运行。运行指示灯亮。液晶屏显示图例如下：
4.4恒电流运行
1）恒电位仪开机。（假设上次断电时是“停止”状态，预置电流为30A）
2）按下“恒电流”按键。液晶屏显示图例如下：
3）设置预置电流，设置操作通过按上下左右箭头完成。液晶屏显示图例如下：
4）按下“确定”按键，进入恒电流运行。此时可以继续调整电流输出大小，调整方式同上。此时的调整，将直接改变恒电位仪的输出电流大小。液晶屏显示图例如下：
5）按下“返回”或“确定”键，返回主界面。
6）按“运行”键，进入恒电流运行状态。液晶屏显示图例如下：
4.5断电测试
1）按下“返回”按键，返回主界面。
2）如果需要在“恒电位”模式下进行断电测试，则先将恒电位仪调整到恒电位模式。调整方式参见上面第三条“恒电位运行”。
3）按下“测试”按键，测试指示灯亮，设备转入断电测试工作状态。初始设置断电参数为“手动恢复”、“通电时间”12秒、“断电时间”3秒。观察运行指示
灯和停止指示灯交替点亮，运行指示灯亮12秒，然后停止指示灯灯亮3秒，
如此循环。液晶屏显示图例如下：
4）要求人工停止测试，可以再次按下“测试”按键。
注：当停止指示灯亮时，设备停止输出，运行指示灯亮时，设备运行在设定状态，通过观察控制电位值变化过程分析保护效果及参比电极取样是否正常。
4.6菜单功能简述
除启动断电测试功能外，其他功能全部在菜单中都有，用户同样可以在菜
单中完成上述功能的操作。进入前面所述相关功能后，其操作与前面介绍的流程相同。以下仅就不同之处加以说明。
1）进入“菜单”——按“返回”键使恒电位仪回到主界面，按下“菜单”按键，进入菜单。液晶屏显示图例如下：
2）进入“工作模式”子菜单——按上下箭头键，移动光标到“1. 工作模式”，按下“确定”键，进入子菜单。液晶屏显示图例如下：
3）数据采样——按上下箭头键，移动光标到“2. 数据采样”，按下“确定”键，
按
键，液晶屏显示图例如下：
通过设置，可启动自动采样及采样时间。如启动自动采样。先进入数据采样子菜单，液晶屏显示图例如下：
光标在“
，表示启用自
按键，移动光标到“2.采样时间”，液晶屏显示图例如下：
按“确定”键，移动光标到“停用”，液晶屏显示图例如下：
此时，按“停止”键，“停用”改为时间设置。液晶屏显示图例如下：
按左右箭头键在时分秒之间进行切换，按上下箭头键进行时间设置。
4）通讯设置——按上下箭头键，移动光标到“3.通讯设置”，按下“确定”键，进入子菜单。液晶屏显示图例如下：
按确定键，进入地址设置，设置本机地址。显示如下：
按上下箭头进行数值设置，按左右箭头在各位间进行切换。设置好地址后，按确认键返回“本机地址”，按向下箭头进入“奇偶校验”，显示如下：
按确认键进入校验设置区。根据程序要求按上下箭头选择奇或偶或无。设置完成后，按确认键返回运行界面，通讯设置完成。
5）时间设置——按上下箭头键，移动光标到“4.时间设置”，按下“确定”键，进入子菜单。液晶屏显示图例如下：
按
键，液晶屏显示图例如下：
6）报警设置——可以手工设置启动或关闭报警功能。
7）改变断电测试参数——按上下箭头键，移动光标到“
6. 测试设置”，按下“确定”键，进入子菜单。液晶屏显示图例如下：
8）厂家设置功能为厂家校准参数用，未经许可，请不要使用。以免将参数调乱，影响仪器正常工作。
9）设备编号——按上下箭头键，移动光标到“8.设备编号”，按下“确定”键，进入子菜单。液晶屏显示图例如下：
10）专家参数——按上下箭头键，移动光标到“9. 专家参数”，按下“确定”键，进入子菜单。液晶屏显示图例如下：
按“确定”键，恢复专家参数成功。液晶屏显示图例如下：
要设置专家参数时，进入主菜单，移动上下箭头键，移动光标到“2.设置专家参数”，按“确认”键，进入设置专家参数提示框。液晶屏显示图例如下：