Tokokrogi indukcijske pečice

Članek obravnava sheme indukcijskih talilnih peči (kanalnih in lončkov) in indukcijskih kalilnih naprav, ki jih poganjajo strojni in statični frekvenčni pretvorniki.

Diagram peči z indukcijskim kanalom

Skoraj vse izvedbe industrijskih kanalskih indukcijskih peči so izdelane s snemljivimi indukcijskimi bloki. Indukcijska enota je transformator električne peči z obloženim kanalom za sprejem staljene kovine. Indukcijsko enoto sestavljajo naslednji elementi, ohišje, magnetno vezje, obloga, induktor.

Indukcijske enote se proizvajajo kot enofazne in dvofazne (dvojne) z enim ali dvema kanaloma na induktor. Indukcijska enota je priključena na sekundarno stran (NN stran) transformatorja električne peči s pomočjo kontaktorjev z napravami za dušenje obloka. Včasih sta dva kontaktorja vključena z napajalnimi kontakti, ki delujejo vzporedno v glavnem tokokrogu.

Na sl. 1 prikazuje diagram napajanja za indukcijsko enoto enofazne kanalske peči. Preobremenitvena releja PM1 in PM2 se uporabljata za krmiljenje in zaustavitev peči v primeru preobremenitve in kratkega stika.

Trifazni transformatorji se uporabljajo za napajanje trifaznih ali dvofaznih peči, ki imajo bodisi skupno trifazno magnetno vezje bodisi dva ali tri ločena jedrna magnetna vezja.

Avtotransformatorji se uporabljajo za napajanje peči med obdobjem rafiniranja kovine in za vzdrževanje načina mirovanja za natančnejši nadzor moči med obdobjem končne obdelave kovin na želeno kemično sestavo (s tihim, brez vrtanja, načinom taljenja) kot tudi glede začetnega peč se zažene med prvimi taljenji, ki se izvajajo z majhno količino kovine v kopeli, da se zagotovi postopno sušenje in sintranje obloge. Moč avtotransformatorja je izbrana v 25-30% moči glavnega transformatorja.

Za nadzor temperature vodnega in zračnega hlajenja induktorja in ohišja indukcijske enote so nameščeni elektrokontaktni termometri, ki dajejo signal, ko je temperatura presežena. Peč se samodejno izklopi, ko se peč obrne, da izprazni kovino. Za krmiljenje položaja peči se uporabljajo končna stikala, povezana s pogonom električne peči. V pečeh in mešalnikih z neprekinjenim delovanjem, ko se kovina izprazni in se naložijo novi deli polnjenja, se indukcijske enote ne izklopijo.

riž. 1. Shematski diagram napajanja indukcijske enote kanalske peči: VM - stikalo za napajanje, CL - kontaktor, Tr - transformator, C - kondenzatorska banka, I - induktor, TN1, TN2 - napetostni transformatorji, 777, TT2 - tokovni transformatorji , R — ločilnik, PR — varovalke, PM1, PM2 — nadtokovni rele.

Za zagotovitev zanesljivega napajanja med obratovanjem in v nujnih primerih se pogonski motorji nagibnih mehanizmov indukcijske peči, ventilator, pogon nakladalno-razkladalnih naprav in krmilni sistem napajajo iz ločenega pomožnega transformatorja.

Shema indukcijske peči z lončkom

Industrijske indukcijske peči z zmogljivostjo več kot 2 toni in močjo več kot 1000 kW napajajo trifazni padajoči transformatorji s sekundarno regulacijo napetosti bremena, povezani z visokonapetostnim omrežjem z industrijsko frekvenco.

Peči so enofazne, za zagotovitev enakomerne obremenitve omrežnih faz pa je na sekundarni napetostni krog priključena izravnalna naprava, ki jo sestavljata reaktor L z regulacijo induktivnosti s spreminjanjem zračne reže v magnetnem krogu in kondenzator. skupina Cc, povezana z induktorjem v trikotni obliki (glej ARIS na sliki 2). Močnostni transformatorji z zmogljivostjo 1000, 2500 in 6300 kV -A imajo 9-23 korakov sekundarne napetosti z avtomatskim nadzorom moči na želeni ravni.

Peči manjše kapacitete in moči napajajo enofazni transformatorji z močjo 400-2500 kV-A, s porabo več kot 1000 kW, nameščene so tudi izravnalne naprave, vendar na VN strani močnostnega transformatorja. Pri nižji moči peči in napajanju iz visokonapetostnega omrežja 6 ali 10 kV je možno opustiti balun, če so nihanja napetosti pri vklopu in izklopu peči v dovoljenih mejah.

Na sl. 2 prikazuje napajalni tokokrog za indukcijsko peč z indukcijsko frekvenco.Peči so opremljene z regulatorji električnega načina ARIR, ki v določenih mejah zagotavljajo vzdrževanje napetosti, moči Pp in cosfi s spreminjanjem števila napetostnih korakov močnostnega transformatorja in priključitvijo dodatnih odsekov kondenzatorske banke. Regulatorji in instrumenti se nahajajo v krmilnih omarah.

riž. 2. Električni tokokrog indukcijske peči iz lončka iz močnostnega transformatorja z izravnalno napravo in regulatorji načina peči: PSN - stopenjsko stikalo napetosti, C - izravnalna kapacitivnost, L - balunski reaktor, C -St - kompenzacijska kondenzatorska banka, I - induktor peči , ARIS — regulator izravnalne naprave, ARIR — regulator načina, 1K — NK — kontaktorji za nadzor kapacitete baterije, TT1, TT2 — tokovni transformatorji.

Na sl. 3 prikazuje shematski diagram napajanja indukcijskih peči iz lončka iz srednjefrekvenčnega strojnega pretvornika. Peči so opremljene z avtomatskimi regulatorji električnega načina, alarmnim sistemom za "požiranje" lončka (za visokotemperaturne peči), pa tudi z alarmom za kršitev hlajenja v vodno hlajenih elementih instalacije.

riž. 3.Električni tokokrog indukcijske peči iz lončka iz strojnega srednjefrekvenčnega pretvornika s strukturnim diagramom avtomatskega prilagajanja načina taljenja: M - pogonski motor, G - srednjefrekvenčni generator, 1K - NK - magnetni zaganjalniki, TI - napetostni transformator, TT - tokovni transformator, IP — indukcijska peč, C — kondenzatorji, DF — fazni senzor, PU — stikalna naprava, UVR — fazni regulator ojačevalnika, 1KL, 2KL — linijski kontaktorji, BS — primerjalna enota, BZ — zaščitni blok, OB — vzbujalna tuljava, RN - regulator napetosti.

Shema naprave za indukcijsko kaljenje

Na sl. 4 je shematski diagram napajanja indukcijskega kalilnika iz frekvenčnega pretvornika stroja. Poleg napajalnika MG vezje vključuje močnostni kontaktor K, dušilni transformator TZ, na sekundarnem navitju katerega je vključen induktor I, kompenzacijsko kondenzatorsko skupino CK, napetostne in tokovne transformatorje TN in 1TT, 2TT, merilne instrumenti (voltmeter V, vatmeter W , fazor) in ampermetri generatorskega toka in vzbujalnega toka ter nadtokovni releji 1RM, 2RM za zaščito napajalnika pred kratkim stikom in preobremenitvijo.

riž. 4. Shema indukcijske utrjevalne enote: M — pogonski motor, G — generator, VT, TT — napetostni in tokovni transformatorji, K — kontaktor, 1PM, 2PM, ЗРМ — tokovni rele, Pk — odvodnik, A, V , W — merilne naprave, ТЗ — dušilni transformator, ОВГ — vzbujalna tuljava generatorja, РП — razelektritveni upor, РВ — kontakti vzbujalnega releja, PC — nastavljiv upor.

Za napajanje starih indukcijskih naprav za toplotno obdelavo delov se uporabljajo frekvenčni pretvorniki električnih strojev - pogonski motor sinhronega ali asinhronega tipa in srednjefrekvenčni generator induktorskega tipa, v novih indukcijskih napravah - statični frekvenčni pretvorniki.

Diagram industrijskega tiristorskega frekvenčnega pretvornika za napajanje enote za indukcijsko utrjevanje je prikazan na sl. 5. Vezje tiristorskega frekvenčnega pretvornika je sestavljeno iz usmernika, dušilke, pretvornika (inverterja), krmilnih vezij in pomožnih blokov (reaktorji, izmenjevalniki toplote itd.). Glede na način vzbujanja so pretvorniki izdelani z neodvisnim vzbujanjem (iz glavnega generatorja) in s samovzbujanjem.

Tiristorski pretvorniki lahko delujejo stabilno tako s spremembo frekvence v širokem razponu (s samonastavljivim nihajnim krogom v skladu s spreminjajočimi se parametri obremenitve) kot pri konstantni frekvenci s širokim razponom sprememb parametrov obremenitve zaradi spremembe v aktivni upor segrete kovine in njene magnetne lastnosti (za feromagnetne dele).

riž. 5. Shematski diagram močnostnih tokokrogov tiristorskega pretvornika tipa TFC -800-1: L - gladilni reaktor, BP - začetni blok, VA - odklopnik.

Prednosti tiristorskih pretvornikov so odsotnost vrtljivih mas, majhna obremenitev baze in majhen vpliv faktorja moči na zmanjšanje izkoristka, izkoristek je pri polni obremenitvi 92 - 94%, pri 0,25 pa se zmanjša le za 1 - 2 %.Poleg tega, ker je mogoče frekvenco zlahka spreminjati v določenem območju, ni potrebe po prilagajanju kapacitivnosti za kompenzacijo jalove moči nihajnega kroga.