1．1串聯(lián)逆變中頻感應熔煉爐

圖1為串聯(lián)逆變中頻感應熔煉爐(以下簡稱串聯(lián)電路)主回路電路圖。該種供電方式是l臺電源可以同時向2臺電爐饋電熔煉，亦可以1臺爐子熔

煉，另1臺保溫。以蘇州振吳電爐有限公司生產(chǎn)的一拖二串聯(lián)電路中頻感應電爐為例，由圖1可知，逆變部分是

由2個半橋式逆變電路相串聯(lián)。這種串聯(lián)電路在使用過程中，整流電路一直處于全導通狀態(tài)，所以功率因數(shù)不小于0．95(整流輸出電壓Ud恒定不變)，串聯(lián)電路功率輸出是通過調(diào)節(jié)逆變導通角大小來控制的。這里所指的功率因數(shù)是：C0S&=P／S

式中：P有功功率。S視在功率．& 書——電路中電壓與電流之間相位差。

有功功率反映了交流電在電阻性負載上做功的大小或轉變?yōu)槠渌�形式能�?如熱能、機械能、光能)的效率，以圖1所示的一拖二串聯(lián)電路為例，逆變橋1(10

t爐子)和逆變橋2(30 t爐子)各給一個10

V的給定輸出電壓．兩個給定輸出電壓通常以一個乘法器集成塊相互控制，在工作時：1)當逆變橋l給定輸出電壓1

V時．逆變橋l輸出功率為額定功率的10％，此時逆變橋2給定輸出電能達到9

V。逆變橋2輸出功率為額定功率的90％。2)當逆變橋l給定輸出電壓10

V時，逆變橋1輸出功率為額定功率的100％，此時逆變橋2輸出功率為額定功率0。3)當逆變橋l給定輸出電壓6

V時，逆變橋l輸出功率為額定功率的60％，此時逆變橋2給定輸出電壓能達到4

V，逆變橋2輸出功率為額定功率的40％；以此類推，逆變橋1(10 t爐體)和逆變橋2(30

t爐體)兩爐體功率任意分配。4)當逆變橋l給定輸出電壓3 V時，逆變橋1輸出功率為額定功率的30％，此時逆變橋2也可以停用。

1．2并聯(lián)電路中頻感應電爐

圖2為并聯(lián)電路中頻感應電爐主回路電路圖，逆變部分為并聯(lián)電路。這種并聯(lián)電路在使用過程中．功率輸出是通過調(diào)節(jié)整流導通角大小來控制

的，整流電路一直處于被調(diào)節(jié)狀態(tài)(整流輸出電壓現(xiàn)在不斷的變化中)。并聯(lián)電路的功率因數(shù)與整流導通角成正比例，當電爐打新爐襯烘爐或新開爐

時，小功率輸出時間較長，整流導通角前移很小，功率因數(shù)嚴重不達標。影響變壓器的利用率，同時也嚴重影響生產(chǎn)率。

當用大、小中頻電源(并聯(lián)電路)加換爐開關切換的方式時，存在換爐開關的工作電流過大、換爐開關的工作電流集膚效應(工作頻率50

nz)以及切

換平繁等問題．因而難以穩(wěn)定工作。通常換爐開關的工作電流=中頻電流×Q(品質因數(shù)系數(shù)為12)，以額定功率5 000

kW為例，當進線電壓為900 V時，換爐開關的工作電流---[5 000 kW／(U迸線電壓×1．35)1x12=[5 000

kW／(900 Vxl．35)1x12．一49 382 A。

1．3 串聯(lián)電路中頻感應電爐的特點

概括起來．串聯(lián)電路中頻感應電爐大致有以下幾個創(chuàng)新特點：

1)新型無功功率補償一電 變技術的運用。負載串聯(lián)諧振時，變頻電源中的整流橋工作在全導通狀態(tài)，系統(tǒng)功率因數(shù)COS巾I>0．95。

2)功率控制與多供電分配技術的有機結合。(一臺變壓器)一套整流系統(tǒng)在額定范圍內(nèi)可將電能無級分配給多臺逆變器，逆變器再根據(jù)工藝需要

無級調(diào)功給感應電爐供電。

3)系統(tǒng)成套自動化程度高、優(yōu)化組合功能完備。

4)節(jié)能效果效果顯著①采用并聯(lián)逆變技術的變頻電爐平均COS書≥0．85；采用串聯(lián)逆變技術其COS巾≥0．95，可節(jié)能10％。

②與其他電路相比，負載回路的電流要小10一12倍。可節(jié)約運行電耗3％。

③無需大容量濾波電抗器，又可節(jié)約電耗1％。

④每臺感應熔煉爐由一組逆變器獨立供電，無需安裝大電流換爐開關切換，可節(jié)約電耗l％。

⑤串聯(lián)逆變器，在運行功率特性曲線中，不存在功率凹角部分即功率損失部分，使之熔煉時間明顯縮短，既增加產(chǎn)量又節(jié)省電耗，可節(jié)能7％。

⑥上述5項共節(jié)能(電)22％。

新型節(jié)能中頻感應爐熔煉設備 時間：2009-11-12 11:14:53 作者：網(wǎng)絡 關鍵詞：

鑄造業(yè)是機械制造業(yè)中的高能耗行業(yè)。是必須強力推行節(jié)能降耗的主要對象。熔煉設備是鑄造行業(yè)高能耗主要設備之一，因此，熔煉設備的高效節(jié)能技術的運用與推廣就擺在了鑄造業(yè)“節(jié)能降耗”的首位。利用中頻感應爐熔化金屬既節(jié)能又減少污染物的排放．是鑄造行業(yè)一種較好的熔化設備。目前。市場上有一拖二串聯(lián)電路中頻感應爐和一拖一并聯(lián)電路中頻感應電爐兩種產(chǎn)品。以下將對2種產(chǎn)品的原理、特點及應用情況進行分析和介紹。

1 串、并聯(lián)中頻感應電爐原理與特點對比

1．1 串聯(lián)逆變中頻感應熔煉爐

圖1為串聯(lián)逆變中頻感應熔煉爐(以下簡稱串聯(lián)電路)主回路電路圖。該種供電方式是l臺電源可以同時向2臺電爐饋電熔煉，亦可以1臺爐子熔

煉，另1臺保溫。以蘇州振吳電爐有限公司生產(chǎn)的一拖二串聯(lián)電路中頻感應電爐為例，由圖1可知，逆變部分是

由2個半橋式逆變電路相串聯(lián)。這種串聯(lián)電路在使用過程中，整流電路一直處于全導通狀態(tài)，所以功率因數(shù)不小于0．95(整流輸出電壓Ud恒定不變)，串聯(lián)電路功率輸出是通過調(diào)節(jié)逆變導通角大小來控制的。這里所指的功率因數(shù)是：C0S&=P／S

式中：P有功功率。S視在功率．& 書——電路中電壓與電流之間相位差。

有功功率反映了交流電在電阻性負載上做功的大小或轉變?yōu)槠渌�形式能�?如熱能、機械能、光能)的效率，以圖1所示的一拖二串聯(lián)電路為例，逆變橋1(10

t爐子)和逆變橋2(30 t爐子)各給一個10

V的給定輸出電壓．兩個給定輸出電壓通常以一個乘法器集成塊相互控制，在工作時：1)當逆變橋l給定輸出電壓1

V時．逆變橋l輸出功率為額定功率的10％，此時逆變橋2給定輸出電壓能達到9

V。逆變橋2輸出功率為額定功率的90％。2)當逆變橋l給定輸出電壓10

V時，逆變橋1輸出功率為額定功率的100％，此時逆變橋2輸出功率為額定功率0。3)當逆變橋l給定輸出電壓6

V時，逆變橋l輸出功率為額定功率的60％，此時逆變橋2給定輸出電壓能達到4

V，逆變橋2輸出功率為額定功率的40％；以此類推，逆變橋1(10 t爐體)和逆變橋2(30

t爐體)兩爐體功率任意分配。4)當逆變橋l給定輸出電壓3 V時，逆變橋1輸出功率為額定功率的30％，此時逆變橋2也可以停用。

1．2并聯(lián)電路中頻感應電爐

圖2為并聯(lián)電路中頻感應電爐主回路電路圖，逆變部分為并聯(lián)電路。這種并聯(lián)電路在使用過程中．功率輸出是通過調(diào)節(jié)整流導通角大小來控制

的，整流電路一直處于被調(diào)節(jié)狀態(tài)(整流輸出電壓現(xiàn)在不斷的變化中)。并聯(lián)電路的功率因數(shù)與整流導通角成正比例，當電爐打新爐襯烘爐或新開爐

時，小功率輸出時間較長，整流導通角前移很小，功率因數(shù)嚴重不達標。影響變壓器的利用率，同時也嚴重影響生產(chǎn)率。

當用大、小中頻電源(并聯(lián)電路)加換爐開關切換的方式時，存在換爐開關的工作電流過大、換爐開關的工作電流集膚效應(工作頻率50

nz)以及切

換平繁等問題．因而難以穩(wěn)定工作。通常換爐開關的工作電流=中頻電流×Q(品質因數(shù)系數(shù)為12)，以額定功率5 000

kW為例，當進線電壓為900 V時，換爐開關的工作電流---[5 000 kW／(U迸線電壓×1．35)1x12=[5 000

kW／(900 Vxl．35)1x12．一49 382 A。

1．3 串聯(lián)電路中頻感應電爐的特點

概括起來．串聯(lián)電路中頻感應電爐大致有以下幾個創(chuàng)新特點：

1)新型無功功率補償一電 變技術的運用。負載串聯(lián)諧振時，變頻電源中的整流橋工作在全導通狀態(tài)，系統(tǒng)功率因數(shù)COS巾I>0．95。

2)功率控制與多供電分配技術的有機結合。(一臺變壓器)一套整流系統(tǒng)在額定范圍內(nèi)可將電能無級分配給多臺逆變器，逆變器再根據(jù)工藝需要

無級調(diào)功給感應電爐供電。

3)系統(tǒng)成套自動化程度高、優(yōu)化組合功能完備。

4)節(jié)能效果效果顯著①采用并聯(lián)逆變技術的變頻電爐平均COS書≥0．85；采用串聯(lián)逆變技術其COS巾≥0．95，可節(jié)能10％。

②與其他電路相比，負載回路的電流要小10一12倍�？晒�(jié)約運行電耗3％。

③無需大容量濾波電抗器，又可節(jié)約電耗1％。

④每臺感應熔煉爐由一組逆變器獨立供電，無需安裝大電流換爐開關切換，可節(jié)約電耗l％。

⑤串聯(lián)逆變器，在運行功率特性曲線中，不存在功率凹角部分即功率損失部分，使之熔煉時間明顯縮短，既增加產(chǎn)量又節(jié)省電耗，可節(jié)能7％。

⑥上述5項共節(jié)能(電)22％。

2 應用情況分析

壓反饋串聯(lián)諧振逆由于一拖二的串聯(lián)逆變中頻感應電爐具有以上特點和優(yōu)勢，很適合于鑄造行業(yè)使用，屬于鑄造行業(yè)熔煉設備的發(fā)展方向。目前國際上鑄造行業(yè)并聯(lián)電路的中頻電爐產(chǎn)品已逐步被淘汰．國內(nèi)新上項目中也很少使用。西安杰創(chuàng)機電有限公司是國內(nèi)研發(fā)一拖二串聯(lián)逆變電路中頻感應電爐較早的單位。公司是目前這種產(chǎn)品國內(nèi)的主要生產(chǎn)商。了解更多請咨詢杰創(chuàng)技術部！

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