Krugovi indukcijskih pećnica

U članku se raspravlja o shemama indukcijskih peći za taljenje (kanalnih i lončanih) i indukcijskih instalacija za kaljenje pogonjenih strojnim i statičkim pretvaračima frekvencije.

Dijagram peći s indukcijskim kanalom

Gotovo svi dizajni industrijskih kanaliziranih indukcijskih peći izrađeni su s odvojivim indukcijskim blokovima. Indukcijska jedinica je transformator električne peći s obloženim kanalom za smještaj rastaljenog metala. Indukcijska jedinica sastoji se od sljedećih elemenata, kućišta, magnetskog kruga, obloge, induktora.

Indukcijske jedinice proizvode se kao monofazne i dvofazne (dvofazne) s jednim ili dva kanala po induktoru. Indukcijska jedinica je spojena na sekundarnu stranu (NN strana) transformatora električne peći pomoću kontaktora s uređajima za suzbijanje luka. Ponekad su uključena dva kontaktora s opskrbnim kontaktima koji rade paralelno u glavnom krugu.

Na sl. Slika 1 prikazuje dijagram napajanja za indukcijsku jedinicu jednofazne kanalske peći. Releji za preopterećenje PM1 i PM2 služe za kontrolu i zaustavljanje peći u slučaju preopterećenja i kratkog spoja.

Trofazni transformatori koriste se za napajanje trofaznih ili dvofaznih peći koje imaju ili zajednički trofazni magnetski krug ili dva ili tri odvojena magnetska kruga tipa jezgre.

Autotransformatori se koriste za napajanje peći tijekom perioda rafiniranja metala i za održavanje mirovanja za točniju regulaciju snage tijekom perioda završne obrade metala do željenog kemijskog sastava (s tihim, bez bušenja, načinom taljenja) kao i glede početnog peć se pokreće tijekom prvih taljenja koja se provode s malim volumenom metala u kupki kako bi se osiguralo postupno sušenje i sinteriranje obloge. Snaga autotransformatora odabire se unutar 25-30% snage glavnog transformatora.

Za kontrolu temperature vodenog i zračnog hlađenja induktora i kućišta indukcijske jedinice ugrađeni su elektrokontaktni termometri koji signaliziraju prekoračenje temperature. Peć se automatski isključuje kada se peć okrene da ispusti metal. Za kontrolu položaja peći koriste se granične sklopke povezane s pogonom električne peći. U pećima i mješalicama s kontinuiranim radom, kada se metal isprazni i učitaju novi dijelovi punjenja, indukcijske jedinice se ne isključuju.

Riža. 1. Shematski dijagram napajanja indukcijske jedinice kanalske peći: VM - sklopka snage, CL - kontaktor, Tr - transformator, C - kondenzatorska baterija, I - induktor, TN1, TN2 - naponski transformatori, 777, TT2 - strujni transformatori , R — rastavljač, PR — osigurači, PM1, PM2 — nadstrujni relej.

Kako bi se osiguralo pouzdano napajanje tijekom rada iu slučaju nužde, pogonski motori mehanizama nagiba indukcijske peći, ventilator, pogon uređaja za utovar i istovar i upravljački sustav napajaju se iz zasebnog pomoćnog transformatora.

Shema indukcijske peći s loncem

Industrijske indukcijske lončane peći s kapacitetom većim od 2 tone i snagom većom od 1000 kW napajaju se trofaznim silaznim transformatorima sa sekundarnom regulacijom napona opterećenja spojenim na visokonaponsku mrežu industrijske frekvencije.

Peći su jednofazne, a kako bi se osiguralo ravnomjerno opterećenje mrežnih faza, na sekundarni naponski krug priključen je uređaj za uravnoteženje koji se sastoji od prigušnice L s regulacijom induktiviteta promjenom zračnog raspora u magnetskom krugu i kondenzatora. skupina Cc spojena na induktor trokutastog oblika (vidi ARIS na slici 2). Energetski transformatori snage 1000, 2500 i 6300 kV -A imaju 9 — 23 koraka sekundarnog napona s automatskom regulacijom snage na željenoj razini.

Peći manjeg kapaciteta i snage napajaju se jednofaznim transformatorima snage 400-2500 kV-A, snage potrošnje veće od 1000 kW, ugrađeni su i uređaji za uravnoteženje, ali na VN strani energetskog transformatora. Pri nižoj snazi ​​peći i opskrbi iz visokonaponske mreže od 6 ili 10 kV, moguće je napustiti balun, ako su kolebanja napona pri uključivanju i isključivanju peći unutar dopuštenih granica.

Na sl. Slika 2 prikazuje krug napajanja za indukcijsku peć s indukcijskom frekvencijom.Peći su opremljene regulatorima električnog načina rada ARIR, koji unutar zadanih granica osiguravaju održavanje napona, snage Pp i cosfi promjenom broja naponskih koraka energetskog transformatora i spajanjem dodatnih dijelova kondenzatorske baterije. Regulatori i instrumenti nalaze se u upravljačkim ormarima.

Riža. 2. Električni krug indukcijske peći s loncem iz energetskog transformatora s uređajem za uravnoteženje i regulatorima načina rada peći: PSN — naponski stupanjski prekidač, C — balansni kapacitet, L — balun reaktor, C -St — kompenzacijski kondenzator, I — induktor peći , ARIS — regulator uređaja za uravnoteženje, ARIR — regulator načina rada, 1K — NK — kontaktori za kontrolu kapaciteta baterije, TT1, TT2 — strujni transformatori.

Na sl. 3 prikazuje shematski dijagram napajanja indukcijskih peći s loncem iz pretvarača stroja srednje frekvencije. Peći su opremljene automatskim regulatorima električnog načina rada, alarmnim sustavom za "gutanje" lončića (za visokotemperaturne peći), kao i alarmom za kršenje hlađenja u vodom hlađenim elementima instalacije.

Riža. 3.Električni krug indukcijske peći s loncem iz strojnog pretvarača srednje frekvencije sa strukturnim dijagramom automatskog podešavanja načina taljenja: M — pogonski motor, G — generator srednje frekvencije, 1K — NK — magnetski pokretači, TI — naponski transformator, TT — strujni transformator, IP — indukcijska peć, C — kondenzatori, DF — fazni senzor, PU — sklopni uređaj, UVR — pojačalo faznog regulatora, 1KL, 2KL — linijski kontaktori, BS — jedinica za usporedbu, BZ — zaštitni blok, OB — uzbudna zavojnica, RN — regulator napona.

Shema postrojenja za indukcijsko kaljenje

Na sl. Slika 4 je shematski dijagram napajanja stroja za indukcijsko kaljenje iz pretvarača frekvencije stroja. Osim napajanja MG, krug uključuje energetski kontaktor K, transformator za gašenje TZ, na čiji je sekundarni namot uključen induktor I, skupinu kompenzacijskih kondenzatora CK, naponske i strujne transformatore TN i 1TT, 2TT, mjerne instrumenti (voltmetar V, vatmetar W , fazor) i ampermetri struje generatora i uzbudne struje, kao i nadstrujni releji 1RM, 2RM za zaštitu napajanja od kratkog spoja i preopterećenja.

Riža. 4. Principski dijagram indukcijske jedinice za kaljenje: M — pogonski motor, G — generator, VT, TT — naponski i strujni transformatori, K — kontaktor, 1PM, 2PM, ZRM — strujni relej, Pk — odvodnik, A, V , W — mjerni uređaji, TZ — transformator za gašenje, OVG — uzbudni svitak generatora, RP — otpornik za pražnjenje, RV — kontakti pobudnog releja, PC — podesivi otpor.

Za napajanje starih indukcijskih postrojenja za toplinsku obradu dijelova koriste se frekvencijski pretvarači električnih strojeva - pogonski motor sinkronog ili asinkronog tipa i srednjefrekventni generator induktorskog tipa, u novim indukcijskim postrojenjima - statički frekvencijski pretvarači.

Dijagram industrijskog tiristorskog pretvarača frekvencije za napajanje jedinice za indukcijsko kaljenje prikazan je na sl. 5. Krug tiristorskog pretvarača frekvencije sastoji se od ispravljača, bloka prigušnice, pretvarača (invertera), upravljačkih krugova i pomoćnih blokova (reaktori, izmjenjivači topline itd.). Prema načinu uzbude izmjenjivači se izrađuju s neovisnom uzbudom (od glavnog generatora) i sa samouzbudom.

Tiristorski pretvarači mogu raditi stabilno i s promjenom frekvencije u širokom rasponu (sa samopodešavajućim oscilirajućim krugom u skladu s promjenom parametara opterećenja) i na konstantnoj frekvenciji sa širokim rasponom promjena parametara opterećenja zbog promjene u aktivni otpor zagrijanog metala i njegova magnetska svojstva (za feromagnetske dijelove).

Riža. 5. Shematski dijagram strujnih krugova tiristorskog pretvarača tipa TFC -800-1: L — reaktor za izglađivanje, BP — startni blok, VA — prekidač.

Prednosti tiristorskih pretvarača su odsutnost rotirajućih masa, malo opterećenje baze i mali utjecaj faktora snage na smanjenje učinkovitosti, učinkovitost je 92 - 94% pri punom opterećenju, a pri 0,25 smanjuje se za samo 1 - 2%.Također, budući da se frekvencija može lako mijenjati unutar određenog raspona, nema potrebe za podešavanjem kapaciteta za kompenzaciju reaktivne snage titrajnog kruga.