วงจรเตาอบแบบเหนี่ยวนำ

บทความนี้กล่าวถึงแผนผังของเตาหลอมแบบเหนี่ยวนำ (ช่องและถ้วยใส่ตัวอย่าง) และการติดตั้งการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องจักรและตัวแปลงความถี่แบบคงที่

แผนผังของเตาที่มีช่องเหนี่ยวนำ

การออกแบบเตาหลอมเหนี่ยวนำทางอุตสาหกรรมเกือบทั้งหมดทำด้วยบล็อกเหนี่ยวนำที่ถอดออกได้ หน่วยการเหนี่ยวนำเป็นหม้อแปลงเตาไฟฟ้าที่มีช่องเรียงรายเพื่อรองรับโลหะที่หลอมเหลว หน่วยเหนี่ยวนำประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้ ตัวเรือน วงจรแม่เหล็ก ซับใน ตัวเหนี่ยวนำ

หน่วยเหนี่ยวนำผลิตเป็นเฟสเดียวและสองเฟส (คู่) โดยมีหนึ่งหรือสองช่องสัญญาณต่อตัวเหนี่ยวนำ หน่วยเหนี่ยวนำเชื่อมต่อกับด้านทุติยภูมิ (ด้าน LV) ของหม้อแปลงเตาไฟฟ้าโดยใช้คอนแทคกับอุปกรณ์ป้องกันอาร์ค บางครั้งคอนแทคเตอร์สองตัวจะรวมอยู่กับหน้าสัมผัสของแหล่งจ่ายที่ทำงานแบบขนานในวงจรหลัก

ในรูป 1 แสดงไดอะแกรมแหล่งจ่ายไฟสำหรับยูนิตเหนี่ยวนำของเตาหลอมแบบเฟสเดียว โอเวอร์โหลดรีเลย์ PM1 และ PM2 ใช้เพื่อควบคุมและหยุดเตาในกรณีที่โอเวอร์โหลดและไฟฟ้าลัดวงจร

หม้อแปลงสามเฟสใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับเตาหลอมสามเฟสหรือสองเฟสที่มีวงจรแม่เหล็กสามเฟสทั่วไปหรือวงจรแม่เหล็กประเภทแกนแยกสองหรือสามวงจร

ตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติถูกใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับเตาหลอมระหว่างช่วงการกลั่นโลหะและเพื่อรักษาโหมดเดินเบาไว้เพื่อการควบคุมกำลังที่แม่นยำยิ่งขึ้นในช่วงการตกแต่งผิวโลหะให้ได้องค์ประกอบทางเคมีที่ต้องการ (เงียบ ไม่มีการเจาะ โหมดการหลอม) เช่นเดียวกับการเริ่มต้น เตาเผาจะเริ่มขึ้นระหว่างการหลอมครั้งแรกซึ่งดำเนินการกับโลหะปริมาณเล็กน้อยในอ่างเพื่อให้แน่ใจว่าค่อยๆ แห้งและเผาเยื่อบุ กำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติถูกเลือกภายใน 25-30% ของกำลังของหม้อแปลงหลัก

เพื่อควบคุมอุณหภูมิของน้ำและการระบายความร้อนด้วยอากาศของตัวเหนี่ยวนำและตัวเรือนของชุดเหนี่ยวนำ จึงมีการติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัสไฟฟ้าซึ่งจะส่งสัญญาณเมื่ออุณหภูมิเกิน เตาจะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อหมุนเตาเพื่อระบายโลหะ ลิมิตสวิตช์ที่เชื่อมต่อกับไดรฟ์เตาไฟฟ้าใช้เพื่อควบคุมตำแหน่งของเตา ในเตาเผาและเครื่องผสมที่มีการทำงานอย่างต่อเนื่อง เมื่อโลหะถูกระบายออกและมีการโหลดชิ้นส่วนใหม่ของประจุ หน่วยเหนี่ยวนำจะไม่ปิด

ข้าว. 1. แผนผังของแหล่งจ่ายไฟของหน่วยเหนี่ยวนำของเตาช่องทาง: VM - สวิตช์ไฟ, CL - คอนแทค, Tr - หม้อแปลง, C - ธนาคารตัวเก็บประจุ, I - ตัวเหนี่ยวนำ, TN1, TN2 - หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า, 777, TT2 - หม้อแปลงกระแส , R - ตัวตัดการเชื่อมต่อ, PR - ฟิวส์, PM1, PM2 - รีเลย์กระแสเกิน

เพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟที่เชื่อถือได้ระหว่างการทำงานและในกรณีฉุกเฉิน มอเตอร์ขับเคลื่อนของกลไกการเอียงของเตาแม่เหล็กไฟฟ้า พัดลม ไดรฟ์ของอุปกรณ์ขนถ่ายและระบบควบคุมจะได้รับพลังงานจากหม้อแปลงเสริมแยกต่างหาก

แผนผังของเตาหลอมเบ้าหลอมเหนี่ยวนำ

เตาหลอมเบ้าหลอมเหนี่ยวนำอุตสาหกรรมที่มีความจุมากกว่า 2 ตันและกำลังมากกว่า 1,000 กิโลวัตต์ ใช้พลังงานจากหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าโหลดทุติยภูมิที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงที่มีความถี่อุตสาหกรรม

เตาเผาเป็นแบบเฟสเดียว และเพื่อให้แน่ใจว่ามีการโหลดเฟสหลักอย่างสม่ำเสมอ อุปกรณ์ปรับสมดุลจะเชื่อมต่อกับวงจรแรงดันทุติยภูมิ ซึ่งประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์ L ที่มีการควบคุมการเหนี่ยวนำโดยการเปลี่ยนช่องว่างอากาศในวงจรแม่เหล็กและตัวเก็บประจุ กลุ่ม Cc ที่เชื่อมต่อกับตัวเหนี่ยวนำเป็นรูปสามเหลี่ยม (ดู ARIS ในรูปที่ 2) หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีความจุ 1,000, 2500 และ 6300 kV -A มี 9 — 23 ขั้นของแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิพร้อมการควบคุมพลังงานอัตโนมัติในระดับที่ต้องการ

เตาเผาที่มีความจุและพลังงานน้อยกว่านั้นใช้พลังงานจากหม้อแปลงเฟสเดียวที่มีความจุ 400-2500 kV-A โดยมีการใช้พลังงานมากกว่า 1,000 kW มีการติดตั้งอุปกรณ์ปรับสมดุล แต่ที่ด้าน HV ของหม้อแปลงไฟฟ้า ด้วยกำลังไฟที่ต่ำกว่าของเตาและแหล่งจ่ายไฟจากเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงที่ 6 หรือ 10 kV คุณสามารถละทิ้ง balun ได้หากความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าเมื่อเปิดและปิดเตาเผาอยู่ในขอบเขตที่อนุญาต

ในรูป 2 แสดงวงจรแหล่งจ่ายไฟสำหรับเตาเหนี่ยวนำความถี่เหนี่ยวนำเตาเผาติดตั้งตัวควบคุมโหมดไฟฟ้า ARIR ซึ่งภายในขอบเขตที่กำหนด ให้การบำรุงรักษาแรงดันไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า Pp และ cosfi โดยการเปลี่ยนจำนวนขั้นตอนแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าและเชื่อมต่อส่วนเพิ่มเติมของตัวเก็บประจุ ตัวควบคุมและเครื่องมือจะอยู่ในตู้ควบคุม

ข้าว. 2. วงจรไฟฟ้าของเตาหลอมเบ้าหลอมเหนี่ยวนำจากหม้อแปลงไฟฟ้าพร้อมอุปกรณ์ปรับสมดุลและตัวควบคุมโหมดเตา: PSN - สวิตช์สเต็ปแรงดันไฟฟ้า, C - ความจุสมดุล, L - เครื่องปฏิกรณ์บาลัน, C -St - ธนาคารตัวเก็บประจุชดเชย, I - ตัวเหนี่ยวนำเตา , ARIS — ตัวควบคุมอุปกรณ์ปรับสมดุล, ARIR — ตัวควบคุมโหมด, 1K — NK — คอนแทคควบคุมความจุแบตเตอรี่, TT1, TT2 — หม้อแปลงกระแส

ในรูป 3 แสดงแผนผังของการจ่ายเตาหลอมถ้วยใส่ตัวอย่างแบบเหนี่ยวนำจากเครื่องแปลงความถี่ปานกลาง เตาเผาติดตั้งตัวควบคุมอัตโนมัติของโหมดไฟฟ้า, ระบบเตือนภัยสำหรับ "การกลืน" เบ้าหลอม (สำหรับเตาเผาที่อุณหภูมิสูง) รวมถึงสัญญาณเตือนการละเมิดการระบายความร้อนในองค์ประกอบที่ระบายความร้อนด้วยน้ำของการติดตั้ง

ข้าว. 3.วงจรไฟฟ้าของเตาหลอมเบ้าหลอมเหนี่ยวนำจากเครื่องแปลงความถี่ขนาดกลางของเครื่องจักรพร้อมแผนภาพโครงสร้างของการปรับโหมดการหลอมอัตโนมัติ: M - มอเตอร์ขับเคลื่อน, G - เครื่องกำเนิดความถี่กลาง, 1K - NK - ตัวเริ่มต้นแม่เหล็ก, TI - หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า, TT - หม้อแปลงกระแส, IP — เตาเหนี่ยวนำ, C — ตัวเก็บประจุ, DF — เซ็นเซอร์เฟส, PU — อุปกรณ์สวิตชิ่ง, UVR — เครื่องขยายสัญญาณควบคุมเฟส, 1KL, 2KL — คอนแทคเตอร์แบบเส้น, BS — หน่วยเปรียบเทียบ, BZ — บล็อกป้องกัน, OB — ขดลวดกระตุ้น, RN — ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ไดอะแกรมของโรงงานชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ

ในรูป 4 เป็นแผนผังของแหล่งจ่ายไฟของเครื่องชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำจากตัวแปลงความถี่ของเครื่อง นอกจากแหล่งจ่ายไฟ MG แล้ว วงจรยังรวมถึงคอนแทคไฟฟ้า K, หม้อแปลงดับ TZ, ที่ขดลวดทุติยภูมิซึ่งมีตัวเหนี่ยวนำ I รวมอยู่ด้วย, กลุ่มตัวเก็บประจุชดเชย CK, หม้อแปลงแรงดันและกระแส TN และ 1TT, 2TT, การวัด เครื่องมือ (โวลต์มิเตอร์ V, วัตต์มิเตอร์ W , phasor) และแอมมิเตอร์ของกระแสเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกระแสกระตุ้นรวมถึงรีเลย์กระแสเกิน 1RM, 2RM เพื่อป้องกันแหล่งจ่ายไฟจากการลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด

ข้าว. 4. แผนผังของหน่วยชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ: M - มอเตอร์ขับเคลื่อน, G - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, VT, TT - หม้อแปลงแรงดันและกระแส, K - คอนแทค, 13.00 น., 14.00 น., ЗРМ - รีเลย์ปัจจุบัน, Pk - Arrester, A, V , W — เครื่องมือวัด, ТЗ — ดับหม้อแปลงไฟฟ้า, ОВГ — คอยล์กระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, RP — ตัวต้านทานการปลดปล่อย, РВ — หน้าสัมผัสของรีเลย์กระตุ้น, PC — ความต้านทานที่ปรับได้

ในการจ่ายไฟให้กับโรงงานเหนี่ยวนำแบบเก่าสำหรับการรักษาความร้อนของชิ้นส่วนจะใช้ตัวแปลงความถี่ของเครื่องจักรไฟฟ้า - มอเตอร์ขับเคลื่อนแบบซิงโครนัสหรือแบบอะซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดความถี่กลางของประเภทตัวเหนี่ยวนำในโรงงานเหนี่ยวนำใหม่ - ตัวแปลงความถี่แบบคงที่

แผนภาพของตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับจ่ายไฟให้กับหน่วยชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำแสดงไว้ในรูปที่ 5. วงจรของตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส, โช้คบล็อก, ตัวแปลง (อินเวอร์เตอร์), วงจรควบคุมและบล็อกเสริม (เครื่องปฏิกรณ์, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ฯลฯ ) ตามวิธีการกระตุ้นอินเวอร์เตอร์จะทำด้วยการกระตุ้นอิสระ (จากเครื่องกำเนิดหลัก) และด้วยการกระตุ้นตัวเอง

ไทริสเตอร์คอนเวอร์เตอร์สามารถทำงานได้อย่างเสถียรทั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ในช่วงกว้าง (ด้วยวงจรสั่นที่ปรับได้เองตามพารามิเตอร์โหลดที่เปลี่ยนแปลง) และที่ความถี่คงที่โดยมีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์โหลดที่หลากหลายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงใน ความต้านทานเชิงรุกของโลหะที่ให้ความร้อนและคุณสมบัติทางแม่เหล็ก (สำหรับชิ้นส่วนเฟอร์โรแมกเนติก)

ข้าว. 5. แผนผังของวงจรไฟฟ้าของตัวแปลงไทริสเตอร์ประเภท TFC -800-1: L - เครื่องปฏิกรณ์ปรับให้เรียบ, BP - บล็อกเริ่มต้น, VA - เบรกเกอร์วงจร

ข้อดีของตัวแปลงไทริสเตอร์คือการไม่มีมวลหมุน, โหลดต่ำบนฐานและผลกระทบเล็กน้อยของตัวประกอบกำลังต่อการลดลงของประสิทธิภาพ, ประสิทธิภาพคือ 92 - 94% ที่โหลดเต็มและที่ 0.25 จะลดลงเพียง 1 - 2%นอกจากนี้ เนื่องจากความถี่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายภายในช่วงที่กำหนด จึงไม่จำเป็นต้องปรับความจุเพื่อชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของวงจรการสั่น