İndüksiyonlu fırın devreleri

Makale, indüksiyon eritme fırınlarının (kanal ve pota) şemalarını ve makine ve statik frekans dönüştürücüler tarafından çalıştırılan indüksiyonla sertleştirme kurulumlarını tartışmaktadır.

Endüksiyon kanallı bir fırının şeması

Endüstriyel kanallı indüksiyon ocaklarının hemen hemen tüm tasarımları, sökülebilir indüksiyon blokları ile yapılır. Endüksiyon ünitesi, erimiş metali barındırmak için astarlı bir kanala sahip bir elektrikli fırın transformatörüdür. İndüksiyon ünitesi şu elemanlardan oluşur: mahfaza, manyetik devre, astar, indüktör.

İndüksiyon üniteleri, indüktör başına bir veya iki kanallı olarak monofaze ve iki fazlı (double) olarak üretilmektedir. Endüksiyon ünitesi, ark bastırma cihazlı kontaktörler kullanılarak elektrikli fırın transformatörünün ikincil tarafına (AG tarafı) bağlanır. Bazen ana devrede paralel çalışan besleme kontaklarına iki kontaktör dahil edilir.

İncirde. Şekil 1, tek fazlı bir kanallı fırın endüksiyon ünitesi için bir güç besleme diyagramını göstermektedir. Aşırı yük ve kısa devre durumunda fırını kontrol etmek ve durdurmak için PM1 ve PM2 aşırı yük röleleri kullanılır.

Üç fazlı transformatörler, ortak bir üç fazlı manyetik devreye veya iki veya üç ayrı çekirdek tipi manyetik devreye sahip olan üç fazlı veya iki fazlı fırınları beslemek için kullanılır.

Ototransformatörler, metal arıtma periyodu sırasında fırına güç sağlamak ve metal perdahlama periyodu sırasında istenen kimyasal bileşime (sessiz, delmesiz, eritme modu) ve ayrıca başlangıçla ilgili olarak daha doğru güç kontrolü için boşta bir modu korumak için kullanılır. astarın kademeli olarak kurumasını ve sinterlenmesini sağlamak için banyoda az miktarda metal ile gerçekleştirilen ilk ergitmeler sırasında fırın başlar. Ototransformatörün gücü, ana trafonun gücünün %25-30'u arasında seçilir.

İndüktörün ve indüksiyon ünitesinin mahfazasının su ve hava soğutmasının sıcaklığını kontrol etmek için, sıcaklık aşıldığında sinyal veren elektrokontakt termometreler kurulur. Fırın, metali boşaltmak için döndürüldüğünde otomatik olarak kapanır. Fırının konumunu kontrol etmek için elektrikli fırın tahrikine bağlı limit anahtarları kullanılır. Sürekli çalışan fırın ve karıştırıcılarda metal boşaltılıp şarjın yeni parçaları yüklendiğinde indüksiyon üniteleri kapatılmaz.

Pirinç. 1. Kanal fırınının endüksiyon ünitesinin güç kaynağının şematik diyagramı: VM - güç anahtarı, CL - kontaktör, Tr - transformatör, C - kapasitör bankası, I - indüktör, TN1, TN2 - voltaj transformatörleri, 777, TT2 - akım trafoları, R — ayırıcı, PR — sigortalar, PM1, PM2 — aşırı akım rölesi.

Çalışma sırasında ve acil durumda güvenilir güç beslemesi sağlamak için, indüksiyon ocağı devirme mekanizmalarının tahrik motorları, fan, yükleme ve boşaltma cihazlarının tahriki ve kontrol sistemi ayrı bir yardımcı trafo tarafından çalıştırılır.

Bir indüksiyon pota fırınının şeması

2 tondan fazla kapasiteye ve 1000 kW'tan fazla güce sahip endüstriyel indüksiyon pota fırınları, endüstriyel frekansa sahip yüksek voltajlı bir ağa bağlı ikincil yük voltajı düzenlemesine sahip üç fazlı düşürücü transformatörler tarafından çalıştırılır.

Fırınlar tek fazlıdır ve şebeke fazlarının üniform yüklenmesini sağlamak için sekonder gerilim devresine, manyetik devredeki hava aralığını değiştirerek endüktans ayarlı bir L reaktörü ve bir kondansatörden oluşan bir dengeleme cihazı bağlanır. üçgen şeklinde bir indüktöre bağlı Cc grubu (bkz. Şekil 2'deki ARIS). 1000, 2500 ve 6300 kV -A kapasiteli güç trafoları 9 — 23 sekonder gerilim kademesine sahip olup, istenilen seviyede otomatik güç kontrollüdür.

Daha küçük kapasite ve güce sahip fırınlar, 400-2500 kV-A kapasiteli, 1000 kW'tan fazla güç tüketimi olan tek fazlı transformatörlerle çalıştırılır, dengeleme cihazları da kurulur, ancak güç trafosunun YG tarafında. Fırının daha düşük bir gücünde ve 6 veya 10 kV'luk yüksek voltajlı bir şebekeden beslenirken, fırını açıp kapatırken voltaj dalgalanmaları izin verilen sınırlar içindeyse balunu terk etmek mümkündür.

İncirde. Şekil 2, bir endüksiyon frekanslı endüksiyon fırını için güç kaynağı devresini göstermektedir.Fırınlar, belirtilen sınırlar dahilinde, güç trafosunun voltaj adımlarının sayısını değiştirerek ve kondansatör bankasının ek bölümlerini bağlayarak voltaj, güç Pp ve cosfi'nin bakımını sağlayan ARIR elektrik modu regülatörleri ile donatılmıştır. Regülatörler ve enstrümanlar kontrol kabinlerinde bulunur.

Pirinç. 2. Dengeleme cihazı ve fırın modu düzenleyicileri olan bir güç transformatöründen bir indüksiyon pota fırınının elektrik devresi: PSN - voltaj adım anahtarı, C - dengeleme kapasitansı, L - balun reaktörü, C -St - dengeleyici kapasitör bankası, I - fırın indüktörü , ARIS — dengeleme cihazı regülatörü, ARIR — mod regülatörü, 1K — NK — akü kapasitesi kontrol kontaktörleri, TT1, TT2 — akım trafoları.

İncirde. Şekil 3, orta frekanslı bir makine konvertöründen endüksiyonlu pota fırınlarının beslenmesinin şematik bir diyagramını göstermektedir. Fırınlar, elektrik modunun otomatik düzenleyicileri, potayı "yutmak" için bir alarm sistemi (yüksek sıcaklıklı fırınlar için) ve kurulumun su soğutmalı elemanlarında soğutma ihlali alarmı ile donatılmıştır.

Pirinç. 3.Eritme modunun otomatik ayarının yapısal şemasına sahip bir makine orta frekans dönüştürücüsünden bir indüksiyon pota fırınının elektrik devresi: M - tahrik motoru, G - orta frekans jeneratörü, 1K - NK - manyetik yol vericiler, TI - voltaj trafosu, TT - akım trafosu, IP — endüksiyon fırını, C — kapasitörler, DF — faz sensörü, PU — anahtarlama cihazı, UVR — faz düzenleyici yükseltici, 1KL, 2KL — hat kontaktörleri, BS — karşılaştırma birimi, BZ — koruma bloğu, OB — uyarma bobini, RN — voltaj regülatörü.

İndüksiyonla sertleştirme tesisinin şeması

İncirde. Şekil 4, endüksiyonla sertleştirme makinesinin bir makine frekans konvertöründen güç beslemesinin şematik bir diyagramıdır. Güç kaynağı MG'ye ek olarak devre, bir güç kontaktörü K, sekonder sargısında bir indüktör I bulunan bir söndürme transformatörü TZ, bir dengeleyici kapasitör grubu CK, gerilim ve akım transformatörleri TN ve 1TT, 2TT, ölçüm içerir. aletler (voltmetre V, wattmetre W , fazör) ve jeneratör akımı ve uyarma akımının ampermetreleri ile güç kaynağını kısa devre ve aşırı yükten korumak için aşırı akım röleleri 1RM, 2RM.

Pirinç. 4. Endüksiyon sertleştirme ünitesinin şematik diyagramı: M — tahrik motoru, G — jeneratör, VT, TT — gerilim ve akım trafoları, K — kontaktör, 1PM, 2PM, ЗРМ — akım rölesi, Pk — tutucu, A, V , W — ölçüm cihazları, ТЗ — söndürme transformatörü, ОВГ — jeneratör uyarma bobini, РП — deşarj direnci, РВ — uyarma rölesinin kontakları, PC — ayarlanabilir direnç.

Parçaların ısıl işlemi için eski endüksiyon tesislerine güç sağlamak için, elektrik makinelerinin frekans dönüştürücüleri kullanılır - yeni endüksiyon tesislerinde senkron veya asenkron tipte bir tahrik motoru ve indüktör tipi orta frekanslı bir jeneratör - statik frekans dönüştürücüler.

Bir endüksiyon sertleştirme ünitesine güç sağlamak için endüstriyel bir tristör frekans dönüştürücünün bir diyagramı, Şek. 5. Bir tristör frekans dönüştürücünün devresi bir doğrultucu, bir jikle bloğu, bir dönüştürücü (invertör), kontrol devreleri ve yardımcı bloklardan (reaktörler, ısı eşanjörleri vb.) oluşur. Uyarma yöntemine göre, invertörler bağımsız uyarma (ana jeneratörden) ve kendi kendine uyarma ile yapılır.

Tristör dönüştürücüler, hem geniş bir aralıkta bir frekans değişikliği ile (değişen yük parametrelerine göre kendi kendini ayarlayan bir salınım devresi ile) hem de bir değişiklik nedeniyle yük parametrelerinde geniş bir değişiklik aralığı ile sabit bir frekansta stabil çalışabilir. ısıtılmış metalin aktif direnci ve manyetik özellikleri (ferromanyetik parçalar için).

Pirinç. 5. TFC -800-1 tipi tristör dönüştürücünün güç devrelerinin şematik diyagramı: L — yumuşatma reaktörü, BP — başlangıç ​​bloğu, VA — devre kesici.

Tristör dönüştürücülerin avantajları, dönen kütlelerin olmaması, tabanda düşük yük ve güç faktörünün verim düşüşü üzerindeki etkisinin çok az olması, tam yükte verimin% 92 - 94 olması ve 0,25'te sadece 1 - azalmasıdır. %2Ayrıca, frekans belirli bir aralıkta kolayca değiştirilebildiğinden, salınımlı devrenin reaktif gücünü telafi etmek için kapasitansı ayarlamaya gerek yoktur.