Induktionsugnskretsar

Artikeln diskuterar scheman för induktionssmältugnar (kanal och degel) och induktionshärdningsinstallationer som drivs av maskin och statiska frekvensomvandlare.

Diagram över en ugn med en induktionskanal

Nästan alla konstruktioner av industriella kanalförsedda induktionsugnar är gjorda med löstagbara induktionsblock. Induktionsenheten är en elektrisk ugnstransformator med en fodrad kanal för att ta emot smält metall. Induktionsenheten består av följande element, hölje, magnetkrets, foder, induktor.

Induktionsenheter tillverkas som enfas och tvåfas (dubbel) med en eller två kanaler per induktor. Induktionsenheten är ansluten till sekundärsidan (LV-sidan) av den elektriska ugnstransformatorn med hjälp av kontaktorer med ljusbågsdämpningsanordningar. Ibland ingår två kontaktorer med matningskontakter som arbetar parallellt i huvudkretsen.

I fig. Fig. 1 visar ett strömförsörjningsdiagram för en enfasig kanalugnsinduktionsenhet. Överbelastningsreläer PM1 och PM2 används för att styra och stoppa ugnen vid överbelastning och kortslutning.

Trefastransformatorer används för att försörja trefas- eller tvåfasugnar som har antingen en gemensam trefasmagnetisk krets eller två eller tre separata magnetiska kretsar av kärntyp.

Autotransformatorer används för att driva ugnen under metallraffineringsperioden och för att upprätthålla ett tomgångsläge för mer exakt effektkontroll under metallbearbetningsperioden till den önskade kemiska sammansättningen (med tyst, ingen borrning, smältningssätt) samt avseende den initiala ugnen startar under de första smältorna som utförs med en liten volym metall i badet för att säkerställa gradvis torkning och sintring av fodret. Autotransformatorns effekt väljs inom 25-30 % av huvudtransformatorns effekt.

För att kontrollera temperaturen på vattnet och luftkylningen av induktorn och induktionsenhetens hölje installeras elektrokontakttermometrar, som ger en signal när temperaturen överskrids. Ugnen stängs av automatiskt när ugnen vrids för att tömma metallen. Gränslägesbrytare anslutna till den elektriska ugnsdriften används för att styra ugnens position. I ugnar och blandare med kontinuerlig drift, när metallen dräneras och nya delar av laddningen laddas, stängs inte induktionsenheterna av.

Ris. 1. Schematiskt diagram över strömförsörjningen till induktionsenheten i kanalugnen: VM - strömbrytare, CL - kontaktor, Tr - transformator, C - kondensatorbank, I - induktor, TN1, TN2 - spänningstransformatorer, 777, TT2 - strömtransformatorer , R — frånskiljare, PR — säkringar, PM1, PM2 — överströmsrelä.

För att säkerställa tillförlitlig strömförsörjning under drift och i nödfall, drivs drivmotorerna för induktionsugnens tippningsmekanismer, fläkten, drivningen av lastnings- och avlastningsanordningarna och styrsystemet av en separat extra transformator.

Schematisk beskrivning av en induktionsdegelugn

Industriella induktionsdegelugnar med en kapacitet på mer än 2 ton och en effekt på mer än 1000 kW drivs av trefastransformatorer med sekundär lastspänningsreglering kopplade till ett högspänningsnät med industriell frekvens.

Ugnarna är enfasiga och för att säkerställa jämn belastning av nätfaserna ansluts en balanseringsanordning till sekundärspänningskretsen, bestående av en reaktor L med induktansreglering genom att ändra luftgapet i magnetkretsen och en kondensator grupp Cc ansluten till en induktor i triangulär form (se ARIS i fig. 2). Krafttransformatorer med en kapacitet på 1000, 2500 och 6300 kV -A har 9 — 23 sekundära spänningssteg med automatisk effektreglering på önskad nivå.

Ugnar med mindre kapacitet och effekt drivs av enfastransformatorer med en kapacitet på 400-2500 kV-A, med en effektförbrukning på mer än 1000 kW, balanserande enheter är också installerade, men på HV-sidan av krafttransformatorn. Vid en lägre effekt på ugnen och försörjning från ett högspänningsnät på 6 eller 10 kV är det möjligt att överge balunen, om spänningsfluktuationerna vid påslagning och avstängning av ugnen ligger inom de tillåtna gränserna.

I fig. 2 visar strömförsörjningskretsen för en induktionsfrekvensinduktionsugn.Ugnar är utrustade med ARIR elektriska lägesregulatorer, som inom de angivna gränserna säkerställer underhåll av spänning, effekt Pp och cosfi genom att ändra antalet spänningssteg för krafttransformatorn och ansluta ytterligare sektioner av kondensatorbanken. Regulatorer och instrument finns i styrskåpen.

Ris. 2. Elektrisk krets för en induktionsdegelugn från en krafttransformator med en balanseringsanordning och ugnslägesregulatorer: PSN — spänningsstegsomkopplare, C — balanserande kapacitans, L — balunreaktor, C -St — kompenserande kondensatorbank, I — ugnsinduktor , ARIS — balanseringsenhetsregulator, ARIR — lägesregulator, 1K — NK — batterikapacitetskontrollkontaktorer, TT1, TT2 — strömtransformatorer.

I fig. Figur 3 visar ett schematiskt diagram över tillförseln av induktionsdegelugnar från en mellanfrekvensmaskinomvandlare. Ugnar är utrustade med automatiska regulatorer av det elektriska läget, ett larmsystem för att "svälja" degeln (för högtemperaturugnar), samt ett larm för en kränkning av kylning i de vattenkylda delarna av installationen.

Ris. 3.Elektrisk krets för en induktionsdegelugn från en maskinmedelfrekvensomvandlare med ett strukturdiagram för automatisk justering av smältläget: M - drivmotor, G - medelfrekvensgenerator, 1K - NK - magnetstartare, TI - spänningstransformator, TT - strömtransformator, IP — induktionsugn, C — kondensatorer, DF — fassensor, PU — kopplingsanordning, UVR — fasregulatorförstärkare, 1KL, 2KL — ledningskontaktorer, BS — jämförelseenhet, BZ — skyddsblock, OB — magnetiseringsspole, RN — spänningsregulator.

Diagram över induktionshärdningsanläggningen

I fig. 4 är ett schematiskt diagram över strömförsörjningen till induktionshärdningsmaskinen från en maskinfrekvensomvandlare. Förutom strömförsörjningen MG inkluderar kretsen en effektkontaktor K, en släcktransformator TZ, på vars sekundärlindning en induktor I ingår, en kompenserande kondensatorgrupp CK, spännings- och strömtransformatorer TN och 1TT, 2TT, mätande instrument (voltmeter V, wattmeter W , fas) och amperemetrar för generatorström och exciteringsström, samt överströmsreläer 1RM, 2RM för att skydda strömförsörjningen från kortslutning och överbelastning.

Ris. 4. Schematisk bild av en induktionshärdningsenhet: M — drivmotor, G — generator, VT, TT — spännings- och strömtransformatorer, K — kontaktor, 1PM, 2PM, ЗРМ — strömrelä, Pk — avledare, A, V , W — mätanordningar, ТЗ — släckningstransformator, ОВГ — generatorns exciteringsspole, РП — urladdningsmotstånd, РВ — kontakter för magnetiseringsrelä, PC — justerbart motstånd.

För att driva gamla induktionsanläggningar för värmebehandling av delar används frekvensomvandlare av elektriska maskiner - en drivmotor av synkron eller asynkron typ och en medelfrekvensgenerator av induktortyp, i nya induktionsanläggningar - statiska frekvensomvandlare.

Ett diagram över en industriell tyristorfrekvensomvandlare för att driva en induktionshärdningsenhet visas i fig. 5. Kretsen för en tyristorfrekvensomvandlare består av en likriktare, ett drosselblock, en omvandlare (växelriktare), styrkretsar och hjälpblock (reaktorer, värmeväxlare, etc.). Enligt exciteringsmetoden görs växelriktare med oberoende excitation (från huvudgeneratorn) och med självexcitering.

Tyristoromvandlare kan fungera stabilt både med en frekvensändring över ett brett område (med en självjusterande oscillerande krets i enlighet med ändrade belastningsparametrar) och vid en konstant frekvens med ett brett spektrum av ändringar i belastningsparametrar på grund av en förändring i aktivt motstånd hos den uppvärmda metallen och dess magnetiska egenskaper (för ferromagnetiska delar).

Ris. 5. Schematiskt diagram över kraftkretsar för tyristoromvandlare typ TFC -800-1: L — utjämningsreaktor, BP — startblock, VA — strömbrytare.

Fördelarna med tyristoromvandlare är frånvaron av roterande massor, låg belastning på basen och liten effekt av effektfaktorn på minskningen av effektiviteten, effektiviteten är 92 - 94% vid full belastning, och vid 0,25 minskar den med endast 1 - 2 %.Dessutom, eftersom frekvensen lätt kan varieras inom ett visst område, finns det inget behov av att justera kapacitansen för att kompensera för den reaktiva effekten hos den oscillerande kretsen.