Induksjonsovnskretser

Artikkelen diskuterer ordningene for induksjonssmelteovner (kanal og smeltedigel) og induksjonsherdeinstallasjoner drevet av maskin- og statiske frekvensomformere.

Diagram av en ovn med induksjonskanal

Nesten alle design av industrielle kanalinduksjonsovner er laget med avtakbare induksjonsblokker. Induksjonsenheten er en elektrisk ovnstransformator med en foret kanal for å romme smeltet metall. Induksjonsenheten består av følgende elementer, hus, magnetisk krets, foring, induktor.

Induksjonsenheter produseres som enfase og tofase (dobbel) med en eller to kanaler per induktor. Induksjonsenheten er koblet til sekundærsiden (LV-siden) av den elektriske ovnstransformatoren ved hjelp av kontaktorer med buedempende enheter. Noen ganger er to kontaktorer inkludert med forsyningskontakter som opererer parallelt i hovedkretsen.

I fig. 1 viser et strømforsyningsdiagram for en enfaset kanalovnsinduksjonsenhet. Overbelastningsreleer PM1 og PM2 brukes til å kontrollere og stoppe ovnen ved overbelastning og kortslutning.

Trefasetransformatorer brukes til å forsyne trefase- eller tofaseovner som enten har en felles trefasemagnetisk krets eller to eller tre separate magnetiske kretser av kjernetype.

Autotransformatorer brukes til å drive ovnen under metallraffineringsperioden og for å opprettholde en tomgangsmodus for mer nøyaktig effektkontroll under metallbearbeidingsperioden til ønsket kjemisk sammensetning (med stillegående, ingen boring, smeltemodus) samt angående den innledende ovn starter under de første smeltingene som utføres med et lite volum metall i badekaret for å sikre gradvis tørking og sintring av foringen. Effekten til autotransformatoren velges innenfor 25-30 % av kraften til hovedtransformatoren.

For å kontrollere temperaturen på vannet og luftkjølingen til induktoren og huset til induksjonsenheten, er det installert elektrokontakttermometre som gir signal når temperaturen overskrides. Ovnen slår seg av automatisk når ovnen snus for å drenere metallet. Grensebrytere koblet til den elektriske ovnsdriften brukes til å kontrollere posisjonen til ovnen. I ovner og blandere med kontinuerlig drift, når metallet tappes og nye deler av ladningen er lastet, er induksjonsenhetene ikke slått av.

Ris. 1. Skjematisk diagram av strømforsyningen til induksjonsenheten til kanalovnen: VM - strømbryter, CL - kontaktor, Tr - transformator, C - kondensatorbank, I - induktor, TN1, TN2 - spenningstransformatorer, 777, TT2 - strømtransformatorer , R — skillebryter, PR — sikringer, PM1, PM2 — overstrømsrelé.

For å sikre pålitelig strømforsyning under drift og i nødstilfeller, drives drivmotorene til induksjonsovnens vippemekanismer, viften, stasjonen til laste- og losseenhetene og kontrollsystemet drevet av en separat hjelpetransformator.

Skjematisk av en induksjonsdigelovn

Industrielle induksjonsdigelovner med en kapasitet på mer enn 2 tonn og en effekt på mer enn 1000 kW drives av trefasede nedtrappingstransformatorer med sekundær lastspenningsregulering koblet til et høyspentnett med industriell frekvens.

Ovnene er enfasede, og for å sikre jevn belastning av nettfasene kobles en balanseringsanordning til sekundærspenningskretsen, bestående av en reaktor L med induktansregulering ved å endre luftgapet i magnetkretsen og en kondensator gruppe Cc koblet til en induktor i trekantet form (se ARIS i fig. 2). Krafttransformatorer med en kapasitet på 1000, 2500 og 6300 kV -A har 9 — 23 sekundære spenningstrinn med automatisk effektstyring på ønsket nivå.

Ovner med mindre kapasitet og effekt drives av enfasetransformatorer med en kapasitet på 400-2500 kV-A, med et strømforbruk på mer enn 1000 kW, er det også installert balanseringsenheter, men på HV-siden av krafttransformatoren. Ved en lavere effekt på ovnen og forsyning fra et høyspentnett på 6 eller 10 kV, er det mulig å forlate balunen, hvis spenningssvingningene når du slår på og av ovnen er innenfor de tillatte grensene.

I fig. 2 viser strømforsyningskretsen for en induksjonsfrekvensinduksjonsovn.Ovner er utstyrt med ARIR elektriske modusregulatorer, som innenfor de angitte grensene sikrer vedlikehold av spenning, effekt Pp og cosfi ved å endre antall spenningstrinn til krafttransformatoren og koble til flere seksjoner av kondensatorbanken. Regulatorer og instrumenter er plassert i styreskapene.

Ris. 2. Elektrisk krets av en induksjonsdigelovn fra en krafttransformator med en balanseringsenhet og ovnsmodusregulatorer: PSN — spenningstrinnbryter, C — balanseringskapasitans, L — balunreaktor, C -St — kompenserende kondensatorbank, I — ovnsinduktor , ARIS — balanseringsenhetsregulator, ARIR — modusregulator, 1K — NK — batterikapasitetskontrollkontaktorer, TT1, TT2 — strømtransformatorer.

I fig. 3 viser et skjematisk diagram av tilførselen av induksjonssmeltedigelovner fra en mellomfrekvensmaskinomformer. Ovner er utstyrt med automatiske regulatorer for elektrisk modus, et alarmsystem for å "svelge" digelen (for høytemperaturovner), samt en alarm for brudd på kjøling i de vannkjølte elementene i installasjonen.

Ris. 3.Elektrisk krets av en induksjonsdigelovn fra en maskin mellomfrekvensomformer med et strukturskjema for automatisk justering av smeltemodus: M - drivmotor, G - middels frekvensgenerator, 1K - NK - magnetiske startere, TI - spenningstransformator, TT - strømtransformator, IP — induksjonsovn, C — kondensatorer, DF — fasesensor, PU — koblingsenhet, UVR — faseregulatorforsterker, 1KL, 2KL — linjekontaktorer, BS — sammenligningsenhet, BZ — beskyttelsesblokk, OB — eksitasjonsspole, RN — spenningsregulator.

Diagram over induksjonsherdeanlegget

I fig. 4 er et skjematisk diagram av strømforsyningen til induksjonsherdemaskinen fra en maskinfrekvensomformer. I tillegg til strømforsyningen MG inkluderer kretsen en strømkontaktor K, en slukketransformator TZ, på sekundærviklingen som en induktor I er inkludert i, en kompenserende kondensatorgruppe CK, spennings- og strømtransformatorer TN og 1TT, 2TT, som måler instrumenter (voltmeter V, wattmeter W , fasor) og amperemeter for generatorstrøm og eksitasjonsstrøm, samt overstrømsreléer 1RM, 2RM for å beskytte strømforsyningen mot kortslutning og overbelastning.

Ris. 4. Skjematisk diagram av en induksjonsherdeenhet: M — drivmotor, G — generator, VT, TT — spennings- og strømtransformatorer, K — kontaktor, 1PM, 2PM, ЗРМ — strømrelé, Pk — avleder, A, V , W — måleenheter, ТЗ — bråkjølingstransformator, ОВГ — generatoreksitasjonsspole, РП — utladningsmotstand, РВ — kontakter til eksitasjonsrelé, PC — justerbar motstand.

For å drive gamle induksjonsanlegg for varmebehandling av deler, brukes frekvensomformere til elektriske maskiner - en drivmotor av synkron eller asynkron type og en middels frekvensgenerator av induktortype, i nye induksjonsanlegg - statiske frekvensomformere.

Et diagram av en industriell tyristor frekvensomformer for å drive en induksjonsherdeenhet er vist i fig. 5. Kretsen til en tyristor frekvensomformer består av en likeretter, en strupeblokk, en omformer (inverter), kontrollkretser og hjelpeblokker (reaktorer, varmevekslere, etc.). I henhold til eksiteringsmetoden er omformere laget med uavhengig eksitasjon (fra hovedgeneratoren) og med selveksitasjon.

Tyristoromformere kan fungere stabilt både med en frekvensendring over et bredt område (med en selvjusterende oscillerende krets i samsvar med endrede belastningsparametere) og ved en konstant frekvens med et bredt spekter av endringer i belastningsparametre på grunn av endring i aktiv motstand av det oppvarmede metallet og dets magnetiske egenskaper (for ferromagnetiske deler).

Ris. 5. Skjematisk diagram over strømkretser til tyristoromformer type TFC -800-1: L — utjevningsreaktor, BP — startblokk, VA — effektbryter.

Fordelene med tyristoromformere er fraværet av roterende masser, lav belastning på basen og liten effekt av effektfaktoren på reduksjonen av effektiviteten, effektiviteten er 92 - 94% ved full belastning, og ved 0,25 reduseres den med bare 1 - 2 %.Siden frekvensen lett kan varieres innenfor et visst område, er det heller ikke nødvendig å justere kapasitansen for å kompensere for den reaktive effekten til oscillerende krets.