Inductie oven circuits

Het artikel bespreekt de schema's van inductiesmeltovens (kanaal en smeltkroes) en inductiehardingsinstallaties aangedreven door machines en statische frequentieomvormers.

Schema van een oven met een inductiekanaal

Bijna alle ontwerpen van industriële inductieovens met kanalen zijn gemaakt met afneembare inductieblokken. De inductie-eenheid is een elektrische oventransformator met een bekleed kanaal om gesmolten metaal op te nemen. De inductie-eenheid bestaat uit de volgende elementen, behuizing, magnetisch circuit, voering, inductor.

Inductie-eenheden worden geproduceerd als enkelfasig en tweefasig (dubbel) met één of twee kanalen per inductor. De inductie-eenheid is verbonden met de secundaire zijde (LV-zijde) van de transformator van de elektrische oven met behulp van schakelaars met vlamboogonderdrukking. Soms zijn er twee contactors opgenomen met voedingscontacten die parallel werken in het hoofdcircuit.

In afb. 1 toont een voedingsschema voor een eenfasige kanaaloven-inductie-eenheid. Overbelastingsrelais PM1 en PM2 worden gebruikt om de oven te regelen en te stoppen in geval van overbelasting en kortsluiting.

Driefasige transformatoren worden gebruikt om driefasige of tweefasige ovens te voeden die ofwel een gemeenschappelijk driefasig magnetisch circuit of twee of drie afzonderlijke magnetische circuits van het kerntype hebben.

Autotransformatoren worden gebruikt om de oven van stroom te voorzien tijdens de metaalraffinageperiode en om een ​​inactieve modus te behouden voor een nauwkeurigere vermogensregeling tijdens de metaalafwerkingsperiode tot de gewenste chemische samenstelling (met stil, geen boren, smeltmodus) en met betrekking tot de initiële de oven start tijdens de eerste smeltingen die worden uitgevoerd met een kleine hoeveelheid metaal in het bad om een ​​geleidelijke droging en sintering van de bekleding te verzekeren. Het vermogen van de autotransformator wordt geselecteerd binnen 25-30% van het vermogen van de hoofdtransformator.

Om de temperatuur van de water- en luchtkoeling van de inductor en de behuizing van de inductie-unit te regelen, zijn elektrocontactthermometers geïnstalleerd, die een signaal geven wanneer de temperatuur wordt overschreden. De oven wordt automatisch uitgeschakeld wanneer de oven wordt gedraaid om het metaal af te tappen. Eindschakelaars die zijn aangesloten op de elektrische ovenaandrijving worden gebruikt om de positie van de oven te regelen. In ovens en mixers met continu bedrijf, wanneer het metaal wordt afgevoerd en nieuwe delen van de lading worden geladen, worden de inductie-eenheden niet uitgeschakeld.

Rijst. 1. Schematisch diagram van de voeding van de inductie-eenheid van de kanaaloven: VM - stroomschakelaar, CL - contactor, Tr - transformator, C - condensatorbank, I - inductor, TN1, TN2 - spanningstransformatoren, 777, TT2 - stroomtransformatoren, R - scheider, PR - zekeringen, PM1, PM2 - overstroomrelais.

Om een ​​betrouwbare stroomvoorziening tijdens bedrijf en in geval van nood te garanderen, worden de aandrijfmotoren van de kantelmechanismen van de inductieoven, de ventilator, de aandrijving van de laad- en losinrichtingen en het besturingssysteem gevoed door een aparte hulptransformator.

Schema van een inductie smeltkroes oven

Industriële inductiekroesovens met een capaciteit van meer dan 2 ton en een vermogen van meer dan 1000 kW worden aangedreven door driefasige step-down transformatoren met secundaire belastingsspanningsregeling aangesloten op een hoogspanningsnet met een industriële frequentie.

De ovens zijn eenfasig en om een ​​gelijkmatige belasting van de netfasen te garanderen, is een balanceerapparaat aangesloten op het secundaire spanningscircuit, bestaande uit een reactor L met inductantieregeling door de luchtspleet in het magnetische circuit te veranderen en een condensator groep Cc verbonden met een inductor in driehoekige vorm (zie ARIS in Fig. 2). Vermogenstransformatoren met een capaciteit van 1000, 2500 en 6300 kV-A hebben 9 tot 23 secundaire spanningstrappen met automatische vermogensregeling op het gewenste niveau.

Ovens met een kleiner vermogen en vermogen worden aangedreven door enkelfasige transformatoren met een capaciteit van 400-2500 kV-A, met een stroomverbruik van meer dan 1000 kW worden ook balanceerapparaten geïnstalleerd, maar aan de HV-zijde van de vermogenstransformator. Bij een lager vermogen van de oven en voeding uit een hoogspanningsnet van 6 of 10 kV is het mogelijk om de balun achterwege te laten, mits de spanningsschommelingen bij het aan- en uitzetten van de oven binnen de toelaatbare grenzen blijven.

In afb. 2 toont het voedingscircuit voor een inductie-inductieoven.Ovens zijn uitgerust met ARIR-regelaars voor elektrische modus, die binnen de gespecificeerde limieten zorgen voor het behoud van spanning, vermogen Pp en cosfi door het aantal spanningsstappen van de vermogenstransformator te wijzigen en extra secties van de condensatorbank aan te sluiten. Regelaars en instrumenten bevinden zich in de schakelkasten.

Rijst. 2. Elektrisch circuit van een inductiesmeltkroesoven van een vermogenstransformator met een balanceerapparaat en ovenmodusregelaars: PSN - spanningsstapschakelaar, C - balanceercapaciteit, L - balunreactor, C -St - compenserende condensatorbank, I - oveninductor , ARIS - balanceerapparaatregelaar, ARIR - modusregelaar, 1K - NK - schakelaars voor batterijcapaciteitsregeling, TT1, TT2 - stroomtransformatoren.

In afb. 3 toont een schematisch diagram van de toevoer van inductiekroesovens vanuit een middenfrequente machineomzetter. Ovens zijn uitgerust met automatische regelaars van de elektrische modus, een alarmsysteem voor het "inslikken" van de smeltkroes (voor hogetemperatuurovens), evenals een alarm voor een overtreding van de koeling in de watergekoelde elementen van de installatie.

Rijst. 3.Elektrisch circuit van een inductiesmeltkroesoven van een machine middenfrequentieomvormer met een structureel diagram van automatische aanpassing van de smeltmodus: M - aandrijfmotor, G - middenfrequentiegenerator, 1K - NK - magnetische starters, TI - spanningstransformator, TT - stroomtransformator, IP - inductieoven, C - condensatoren, DF - fasesensor, PU - schakelapparaat, UVR - faseregelaarversterker, 1KL, 2KL - lijnmagneetschakelaars, BS - vergelijkingseenheid, BZ - beschermingsblok, OB - excitatiespoel, RN - spanningsregelaar.

Schema van de inductiehardingsinstallatie

In afb. 4 is een schematisch diagram van de voeding van de inductiehardingsmachine vanuit een machinefrequentieomvormer. Naast de voeding MG bevat het circuit een vermogensmagneetschakelaar K, een blustransformator TZ, op de secundaire wikkeling waarvan een inductor I is opgenomen, een compenserende condensatorgroep CK, spannings- en stroomtransformatoren TN en 1TT, 2TT, meettransformatoren instrumenten (voltmeter V, wattmeter W , fasor) en ampèremeters van generatorstroom en bekrachtigingsstroom, evenals overstroomrelais 1RM, 2RM om de voeding te beschermen tegen kortsluiting en overbelasting.

Rijst. 4. Schematisch diagram van een inductieverhardingseenheid: M - aandrijfmotor, G - generator, VT, TT - spannings- en stroomtransformatoren, K - contactor, 1PM, 14PM, ЗРМ - stroomrelais, Pk - afleider, A, V , W — meetapparatuur, ТЗ — blustransformator, ОВГ — generatorbekrachtigingsspoel, РП — ontladingsweerstand, РВ — contacten van bekrachtigingsrelais, PC — instelbare weerstand.

Om oude inductie-installaties aan te drijven voor warmtebehandeling van onderdelen, worden frequentieomvormers van elektrische machines gebruikt - een aandrijfmotor van het synchrone of asynchrone type en een middenfrequentiegenerator van het inductortype, in nieuwe inductie-installaties - statische frequentieomvormers.

Een diagram van een industriële thyristor-frequentieomvormer voor het voeden van een inductiehardingseenheid wordt getoond in Fig. 5. Het circuit van een thyristor-frequentieomvormer bestaat uit een gelijkrichter, een smoorblok, een omvormer (omvormer), regelcircuits en hulpblokken (reactoren, warmtewisselaars, enz.). Volgens de excitatiemethode worden omvormers gemaakt met onafhankelijke excitatie (van de hoofdgenerator) en met zelfexcitatie.

Thyristor-omzetters kunnen stabiel werken, zowel met een verandering in frequentie over een breed bereik (met een zelfaanpassend oscillerend circuit in overeenstemming met veranderende belastingsparameters) als met een constante frequentie met een breed scala aan veranderingen in belastingsparameters als gevolg van een verandering in de actieve weerstand van het verwarmde metaal en zijn magnetische eigenschappen (voor ferromagnetische onderdelen).

Rijst. 5. Schematisch diagram van vermogenscircuits van thyristoromvormer type TFC -800-1: L - afvlakreactor, BP - startblok, VA - stroomonderbreker.

De voordelen van thyristoromvormers zijn de afwezigheid van roterende massa's, lage belasting van de basis en weinig effect van de arbeidsfactor op de vermindering van de efficiëntie, de efficiëntie is 92 - 94% bij volledige belasting en bij 0,25 neemt deze af met slechts 1 - 2%.Aangezien de frequentie gemakkelijk binnen een bepaald bereik kan worden gevarieerd, is het ook niet nodig om de capaciteit aan te passen om het reactieve vermogen van het oscillerende circuit te compenseren.