Индукционни вериги на фурната

В статията се разглеждат схемите на индукционни индукционни топилни пещи (канални и тигелни) и инсталации за индукционно втвърдяване, задвижвани от машинни и статични честотни преобразуватели.

Схема на пещ с индукционен канал

Почти всички конструкции на индустриални пещи с индукционни канали са направени с отделящи се индукционни блокове. Индукционната единица е трансформатор на електрическа пещ с облицован канал за настаняване на разтопен метал. Индукционният блок се състои от следните елементи, корпус, магнитна верига, облицовка, индуктор.

Индукционните блокове се произвеждат като еднофазни и двуфазни (двойни) с един или два канала на индуктор. Индукционният блок е свързан към вторичната страна (страна на НН) на трансформатора на електрическата пещ, използвайки контактори с устройства за потискане на дъгата. Понякога два контактора са включени с захранващи контакти, работещи паралелно в главната верига.

На фиг. 1 показва схема на захранване за еднофазен индукционен блок на канална пещ. Релетата за претоварване PM1 и PM2 се използват за управление и спиране на пещта в случай на претоварване и късо съединение.

Трифазните трансформатори се използват за захранване на трифазни или двуфазни пещи, които имат или обща трифазна магнитна верига, или две или три отделни магнитни вериги от сърцевинен тип.

Автотрансформаторите се използват за захранване на пещта по време на периода на рафиниране на метал и за поддържане на режим на празен ход за по -точен контрол на мощността по време на периода на завършване на метала до желания химичен състав (с тих, без пробиване, режим на топене), както и що се отнася до първоначалните пускания на пещта по време на първите стопилки, които се извършват с малък обем метал във ваната, за да се осигури постепенно изсушаване и синтероване на облицовката. Мощността на автотрансформатора се избира в рамките на 25-30% от мощността на основния трансформатор.

За да се контролира температурата на водното и въздушното охлаждане на индуктора и корпуса на индукционния блок, са инсталирани електроконтактни термометри, които издават сигнал при надвишаване на температурата. Пещта се изключва автоматично, когато пещта се обърне, за да източи метала. Крайните превключватели, свързани с задвижването на електрическата пещ, се използват за контрол на положението на пещта. В пещи и смесители с непрекъсната работа, когато металът се източва и се зареждат нови части от зареждането, индукционните блокове не се изключват.

Ориз. 1. Схематична схема на захранването на индукционния блок на каналната пещ: VM — превключвател на захранването, CL — контактор, Tr — трансформатор, C — кондензаторна банка, I — индуктор, TN1, TN2 — трансформатори на напрежение, 777, TT2 — токови трансформатори, R — разединител, PR — предпазители, PM1, PM2 — реле за свръхток.

За да се осигури надеждно захранване по време на работа и в аварийни случаи, задвижващите двигатели на механизмите за накланяне на индукционната пещ, вентилатора, задвижването на товаро -разтоварните устройства и системата за управление се захранват от отделен спомагателен трансформатор.

Схема на индукционна тигелна пещ

Промишлени индукционни тигелни пещи с капацитет над 2 тона и мощност над 1000 kW се захранват от трифазни понижаващи трансформатори с вторично регулиране на напрежението при натоварване, свързани към мрежа с високо напрежение с промишлена честота.

Пещите са еднофазни и за да се осигури равномерно натоварване на мрежовите фази, към веригата на вторичното напрежение е свързано балансиращо устройство, състоящо се от реактор L с регулиране на индуктивността чрез промяна на въздушната междина в магнитната верига и кондензаторна група Cc, свързан с индуктор в триъгълна форма (виж ARIS на фиг. 2). Силовите трансформатори с капацитет 1000, 2500 и 6300 kV -A имат 9 — 23 стъпки на вторично напрежение с автоматично управление на мощността на желаното ниво.

Пещите с по-малък капацитет и мощност се захранват от еднофазни трансформатори с капацитет 400-2500 kV-A, с консумация на енергия над 1000 kW, също са монтирани балансиращи устройства, но от страната на ВН на силовия трансформатор. При по-ниска мощност на пещта и захранване от мрежа с високо напрежение 6 или 10 kV е възможно да се изостави балунът, ако колебанията в напрежението при включване и изключване на пещта са в допустимите граници.

На фиг. 2 показва захранващата верига за индукционна честотна индукционна пещ. Пещите са оборудвани с регулатори на електрически режим ARIR, които в рамките на определените граници осигуряват поддържане на напрежение, мощност Pp и cosfi чрез промяна на броя на стъпките на напрежение на силовия трансформатор и свързване на допълнителни секции от кондензаторната банка. Регулаторите и инструментите се намират в шкафовете за управление.

Ориз. 2. Електрическа верига на индукционна тигелна пещ от силов трансформатор с балансиращо устройство и регулатори на режима на пещта: PSN — стъпков превключвател на напрежението, C — балансиращ капацитет, L — балунов реактор, C -St — компенсираща кондензаторна банка, I — пещ индуктор , ARIS — регулатор на балансиращо устройство, ARIR — регулатор на режима, 1K — NK — контактори за контрол на капацитета на батерията, TT1, TT2 — токови трансформатори.

На фиг. 3 показва схематична диаграма на захранването на индукционни тигелни пещи от средночестотен машинен преобразувател. Пещите са оборудвани с автоматични регулатори на електрическия режим, алармена система за „преглъщане“ на тигела (за високотемпературни пещи), както и аларма за нарушение на охлаждането във водно охлажданите елементи на инсталацията.

Ориз. 3. Електрическа верига на индукционна тигелна пещ от машинен средночестотен преобразувател със структурна схема на автоматично регулиране на режима на топене: M — задвижващ двигател, G — средночестотен генератор, 1K — NK — магнитни стартери, TI — трансформатор на напрежение, TT — токов трансформатор, IP — индукционна пещ, C — кондензатори, DF — фазов сензор, PU — превключващо устройство, UVR — усилвател на фазов регулатор, 1KL, 2KL — линейни контактори, BS — единица за сравнение, BZ — защитен блок, ОВ — възбуждане намотка, RN — регулатор на напрежението.

Диаграма на инсталацията за индукционно втвърдяване

На фиг. 4 е схематична диаграма на захранването на машината за индукционно втвърдяване от машинен честотен преобразувател. В допълнение към захранването MG, веригата включва захранващ контактор K, закаляващ трансформатор TZ, на вторичната намотка на който е включен индуктор I, компенсираща кондензаторна група CK, трансформатори на напрежение и ток TN и 1TT, 2TT, измерващи инструменти (волтметър V, ватметър W, фазомер) и амперметри на ток на генератора и ток на възбуждане, както и релета за свръхток 1RM, 2RM за защита на захранването от късо съединение и претоварване.

Ориз. 4. Схематична схема на агрегат за индукционно втвърдяване: M — задвижващ двигател, G — генератор, VT, TT — трансформатори на напрежение и ток, K — контактор, 1PM, 2PM, ЗРМ — реле за ток, Pk — отводник, A, V, W — измервателни уреди, ТЗ — закаляващ трансформатор, ОВГ — намотка на възбуждане на генератора, РР — разряден резистор, РВ — контакти на реле за възбуждане, PC — регулируемо съпротивление.

За захранване на стари индукционни инсталации за термична обработка на части се използват честотни преобразуватели на електрически машини — задвижващ двигател от синхронен или асинхронен тип и средночестотен генератор от тип индуктор, в нови индукционни инсталации — преобразуватели на статична честота.

Схема на индустриален тиристорен честотен преобразувател за захранване на индукционно втвърдяващ блок е показана на фиг. 5. Веригата на тиристорен честотен преобразувател се състои от токоизправител, дроселен блок, преобразувател (инвертор), управляващи вериги и спомагателни блокове (реактори, топлообменници и др.). Според метода на възбуждане инверторите се правят с независимо възбуждане (от главния генератор) и със самовъзбуждане.

Тиристорните преобразуватели могат да работят стабилно както с промяна в честотата в широк диапазон (със саморегулираща се колебателна верига в съответствие с променящите се параметри на натоварването), така и с постоянна честота с широк диапазон от промени в параметрите на натоварване поради промяна в активното съпротивление на нагретия метал и неговите магнитни свойства (за феромагнитни части).

Ориз. 5. Схематична схема на силови вериги на тиристорен преобразувател от тип TFC -800-1: L — заглаждащ реактор, BP — стартов блок, VA — автоматичен прекъсвач.

Предимствата на тиристорните преобразуватели са липсата на въртящи се маси, ниско натоварване върху основата и малък ефект на фактора на мощността върху намаляването на ефективността, ефективността е 92 — 94% при пълно натоварване, а при 0,25 намалява само с 1 — 2%. Освен това, тъй като честотата може лесно да се променя в определен диапазон, няма нужда да се регулира капацитетът, за да се компенсира реактивната мощност на трептящата верига.