Induktionsovnkredsløb

Artiklen diskuterer skemaerne for induktionssmelteovne (kanal og digel) og induktionshærdningsinstallationer drevet af maskine og statiske frekvensomformere.

Diagram af en ovn med en induktionskanal

Næsten alle designs af industrielle kanalinduktionsovne er lavet med aftagelige induktionsblokke. Induktionsenheden er en elektrisk ovntransformator med en foret kanal til at rumme smeltet metal. Induktionsenheden består af følgende elementer, hus, magnetisk kredsløb, foring, induktor.

Induktionsenheder fremstilles som enfaset og tofaset (dobbelt) med en eller to kanaler pr. induktor. Induktionsenheden er forbundet til den sekundære side (LV-siden) af den elektriske ovntransformator ved hjælp af kontaktorer med lysbuedæmpningsanordninger. Nogle gange er to kontaktorer inkluderet med forsyningskontakter, der fungerer parallelt i hovedkredsløbet.

I fig. 1 viser et strømforsyningsdiagram for en enfaset kanalovnsinduktionsenhed. Overbelastningsrelæer PM1 og PM2 bruges til at styre og stoppe ovnen i tilfælde af overbelastning og kortslutning.

Trefasede transformatorer bruges til at forsyne trefasede eller tofasede ovne, der enten har et fælles trefaset magnetisk kredsløb eller to eller tre separate magnetiske kredsløb af kernetypen.

Autotransformatorer bruges til at forsyne ovnen under metalraffineringsperioden og til at opretholde en tomgangstilstand for mere nøjagtig effektstyring under metalbearbejdningsperioden til den ønskede kemiske sammensætning (med lydløs, ingen boring, smeltemåde) samt med hensyn til den indledende ovn starter under de første smeltninger, som udføres med en lille mængde metal i badet for at sikre gradvis tørring og sintring af foringen. Autotransformatorens effekt vælges inden for 25-30% af hovedtransformatorens effekt.

For at kontrollere temperaturen på vandet og luftkølingen af ​​induktoren og induktionsenhedens hus er der installeret elektrokontakttermometre, som giver et signal, når temperaturen overskrides. Ovnen slukker automatisk, når ovnen drejes for at dræne metallet. Grænseafbrydere forbundet til det elektriske ovndrev bruges til at styre ovnens position. I ovne og blandere med kontinuerlig drift, når metallet er drænet og nye dele af ladningen er fyldt, er induktionsenhederne ikke slukket.

Ris. 1. Skematisk diagram af strømforsyningen til induktionsenheden til kanalovnen: VM - strømafbryder, CL - kontaktor, Tr - transformer, C - kondensatorbank, I - induktor, TN1, TN2 - spændingstransformatorer, 777, TT2 - strømtransformatorer , R — afbryder, PR — sikringer, PM1, PM2 — overstrømsrelæ.

For at sikre pålidelig strømforsyning under drift og i nødstilfælde drives drivmotorerne i induktionsovnens vippemekanismer, blæseren, drevet til på- og aflæsningsanordningerne og styresystemet af en separat hjælpetransformator.

Skematisk af en induktionsdigelovn

Industrielle induktionsdigelovne med en kapacitet på mere end 2 tons og en effekt på mere end 1000 kW drives af trefasede nedtrapningstransformatorer med sekundær belastningsspændingsregulering forbundet til et højspændingsnetværk med en industriel frekvens.

Ovnene er enfasede, og for at sikre ensartet belastning af netfaserne er der tilsluttet en balanceanordning til sekundærspændingskredsløbet, bestående af en reaktor L med induktansregulering ved at ændre luftspalten i magnetkredsløbet og en kondensator gruppe Cc forbundet til en induktor i trekantet form (se ARIS i fig. 2). Effekttransformatorer med en kapacitet på 1000, 2500 og 6300 kV -A har 9 — 23 sekundære spændingstrin med automatisk effektstyring på det ønskede niveau.

Ovne med mindre kapacitet og effekt drives af enfasede transformere med en kapacitet på 400-2500 kV-A, med et strømforbrug på mere end 1000 kW, er der også installeret balanceringsanordninger, men på HV-siden af ​​strømtransformatoren. Ved en lavere effekt af ovnen og forsyning fra et højspændingsnetværk på 6 eller 10 kV er det muligt at opgive balunen, hvis spændingsudsvingene, når ovnen tændes og slukkes, er inden for de tilladte grænser.

I fig. 2 viser strømforsyningskredsløbet for en induktionsfrekvensinduktionsovn.Ovne er udstyret med ARIR elektriske tilstandsregulatorer, som inden for de angivne grænser sikrer vedligeholdelse af spænding, effekt Pp og cosfi ved at ændre antallet af spændingstrin i strømtransformatoren og forbinde yderligere sektioner af kondensatorbanken. Regulatorer og instrumenter er placeret i styreskabene.

Ris. 2. Elektrisk kredsløb for en induktionsdigelovn fra en krafttransformator med en balanceanordning og ovntilstandsregulatorer: PSN — spændingstrinkontakt, C — balanceringskapacitet, L — balunreaktor, C -St — kompenserende kondensatorbank, I — ovnspoler , ARIS — balanceringsenhedsregulator, ARIR — tilstandsregulator, 1K — NK — batterikapacitetskontrolkontaktorer, TT1, TT2 — strømtransformatorer.

I fig. 3 viser et skematisk diagram af forsyningen af ​​induktionsdigelovne fra en mellemfrekvensmaskinomformer. Ovne er udstyret med automatiske regulatorer af den elektriske tilstand, et alarmsystem til at "sluge" digelen (til højtemperaturovne) samt en alarm for en overtrædelse af køling i installationens vandkølede elementer.

Ris. 3.Elektrisk kredsløb af en induktionsdigelovn fra en maskine mellemfrekvensomformer med et strukturdiagram over automatisk justering af smeltetilstanden: M - drivmotor, G - mellemfrekvensgenerator, 1K - NK - magnetiske startere, TI - spændingstransformer, TT - strømtransformator, IP — induktionsovn, C — kondensatorer, DF — fasesensor, PU — koblingsenhed, UVR — faseregulatorforstærker, 1KL, 2KL — linjekontaktorer, BS — sammenligningsenhed, BZ — beskyttelsesblok, OB — excitationsspole, RN — spændingsregulator.

Diagram over induktionshærdeanlægget

I fig. 4 er et skematisk diagram af strømforsyningen til induktionshærdemaskinen fra en maskinfrekvensomformer. Ud over strømforsyningen MG omfatter kredsløbet en strømkontaktor K, en quenching-transformator TZ, på hvis sekundære vikling en induktor I er inkluderet, en kompenserende kondensatorgruppe CK, spændings- og strømtransformatorer TN og 1TT, 2TT, der måler instrumenter (voltmeter V, wattmeter W , fase) og amperetre af generatorstrøm og magnetiseringsstrøm, samt overstrømsrelæer 1RM, 2RM for at beskytte strømforsyningen mod kortslutning og overbelastning.

Ris. 4. Skematisk diagram af en induktionshærdeenhed: M — drivmotor, G — generator, VT, TT — spændings- og strømtransformatorer, K — kontaktor, 1PM, 2PM, ЗРМ — strømrelæ, Pk — afleder, A, V , W — måleanordninger, ТЗ — slukningstransformator, ОВГ — generatorens excitationsspole, РП — udladningsmodstand, РВ — kontakter til magnetiseringsrelæ, PC — justerbar modstand.

Til at drive gamle induktionsanlæg til varmebehandling af dele bruges frekvensomformere til elektriske maskiner - en drivmotor af synkron eller asynkron type og en mellemfrekvensgenerator af induktortype, i nye induktionsanlæg - statiske frekvensomformere.

Et diagram over en industriel tyristor frekvensomformer til strømforsyning af en induktionshærdeenhed er vist i fig. 5. Kredsløbet i en tyristorfrekvensomformer består af en ensretter, en drosselblok, en konverter (inverter), styrekredsløb og hjælpeblokke (reaktorer, varmevekslere osv.). I henhold til excitationsmetoden er invertere lavet med uafhængig excitation (fra hovedgeneratoren) og med selv-excitering.

Thyristorkonvertere kan fungere stabilt både med en frekvensændring over et bredt område (med et selvjusterende oscillerende kredsløb i overensstemmelse med skiftende belastningsparametre) og ved en konstant frekvens med en lang række ændringer i belastningsparametre på grund af en ændring i belastningsparametrene. aktiv modstand af det opvarmede metal og dets magnetiske egenskaber (for ferromagnetiske dele).

Ris. 5. Skematisk diagram af strømkredsløb af tyristorkonverter type TFC -800-1: L — udjævningsreaktor, BP — startblok, VA — afbryder.

Fordelene ved tyristorkonvertere er fraværet af roterende masser, lav belastning på basen og lille effekt af effektfaktoren på reduktionen af ​​effektiviteten, effektiviteten er 92 - 94% ved fuld belastning, og ved 0,25 falder den med kun 1 - 2 %.Da frekvensen let kan varieres inden for et bestemt område, er der heller ikke behov for at justere kapacitansen for at kompensere for den reaktive effekt af det oscillerende kredsløb.