大噸位中頻熔煉爐用電源

大噸位中頻熔煉爐用電源

    數字化中頻電源是我公司推出的第四代產品，在設計中除采用常規的主電路以外控制電路只需兩只變壓器和一塊控制電路板即可。徹底去掉了接觸器、中間繼電器、以及其它的輔助電路，使整套設備連線極少，更由于三相交流輸入不必區分相序，中頻輸出線不必區別相位的優點，使用戶現場調試更為方便。
    數字化中頻電源特點：
●數字化恒功率控制系統（控制線路高度集成）
●恒功率晶閘管中頻電源系統是本公司研制的智能控制器。主要由調節器、移相控制器、保護電路、啟動演算電路、頻率跟蹤、逆變脈沖形成、脈沖放大及功率驅動組成。經數字化后使之成為專用芯片，專門應用于晶閘管并聯逆變中頻電源的控制。
●逆變控制參考美國ABB、PiIIar、Ajax公司，日本富士電機等國外先進控制技術，自行開發的逆變控制技術，具有很強的抗干擾能力。
●控制板為單板全集成化控制板，采用數字觸發，具有可靠性高、精度高、調試容易、無繼電元件等特點,長期工作無溫度漂移, 工作點穩定。
●具有完善的多級保護（水壓、缺相、欠壓、過流、過壓、關斷時間、直通、操作聯鎖等）
●啟動方式為先進的掃頻式類它激零壓啟動，使操作者無需選擇啟動電壓和啟動頻率就能實現100%的成功啟動。可根據負載的變化來調整匹配，提高熔化及加熱速度節省電能（10%）。
●可靠性的啟動性（無論空載、滿載）。采用零壓掃頻式啟動方式，使啟動性能大大提高。啟動原理如下：
●負載特性——中頻感應設備一般都采用并聯諧振電爐，在上圖所示的并聯諧振負載中，當電感L（感應器）、補償電容的值確定后，其諧振的固有頻率也就確定，隨著負載（感應器）阻抗的變化，固有頻率也隨著變化，當空爐輕載時頻率較低；滿爐、冷料重載時頻率較高。
●啟動頻率跟蹤特性--在啟動過程中，當啟動頻率與負載頻率最為接近時，啟動的成功率越高。而頻率是隨著負載的變化而變化的。如圖示，在此采用掃頻啟動方式，即發一組含蓋負載頻率變化范圍內的頻率啟動設備，就不受負載變化的影響，由此啟動的可靠性大大提高。
●采用串并聯補償線路以減小輸電線路的損耗為了減小中頻輸電線路上的損耗，逆變器的補償電容器接成了串并聯倍壓形式，如下圖。這種接法可以使電爐上的電壓比逆變器輸出電壓提高一倍。這樣，在相同的輸出功率下輸出電流變成原來的50％，從而使中頻輸電線路上的損耗減小為原來的1/4。
    綜上所述我公司恒功率數字化電源與其它控制方式電源比較具有：
A.有效的抑制對電網的干擾措施，使電網中任何有電設備不受任何影響。阻抗調節器的作用，可使設備始終運行在**狀態。
B.與老式線路相比，節電效果明顯，可節電10—20%左右。
C.功率因數可達0.94以上。
D.由于了聯線極少，故障率可降低90%。
E.調試維修簡便。

    注：大功率中頻電源整流線路簡介：在可控硅整流電路中，一般采用的三相全控整流電路屬于六脈波整流，即：電源在一周內的直流電壓Ud有六個脈波。該電路整流器的輸入電流（即整流變壓器的輸出電流）是一個寬度為120°上下對稱的方波電流，見圖3-2（k、e、m）。這種方波電流除基波外，還包括有許多諧波電流，諧波電流是有弊無利的，它一方面增加了整流變壓器鐵芯的渦流損耗，同時，它會使接在交流電網中電容負載以及其他具有電磁鐵芯的負載（如電動機、變壓器、交流接觸器等）過熱，對有線廣播及電訊產生干擾，并會對接在交流電網中的精密測量儀器產生附加誤差。綜上所述，大功率變流設備會對工頻電網產生干擾，并隨著變流功率的增大，這種干擾會變得更加嚴重。為此，世界各國都已制訂了相應標準，在一定的電網容量下，規定了一定脈波數的整流器的**允許容量。
    例如英國電業部門規定：
    2×10⁴千伏的短路容量的交流電網中，允許的6脈波整流器的**容量是100千瓦。
為了減少大功率變流裝置對電網的干擾，可采用兩個辦法。一是加接濾波器，以它來提供諧波電流的通路，從而減小諧和波電流對其他電器的影響，但由于濾波器的價格較高，一般不予采用；另外一個更為有效地辦法是增加整流相數，即增加電壓的脈波數。三相橋式整流電路的一周內直流輸出電壓（Ud），即為交流線電壓，U_ab、U_ac、U_bc、U_ba、U_ca、U_cb六個脈波。通過交流電路分析可知，這六個脈波在相位上是互差60°角的。見圖所示。設想有另一個三相整流電路，其輸出電壓U_d2也是個六脈波，但其相位與**個整流橋的輸出電壓U_d1相差30°，如圖中虛線所示，則此二橋同時工作且采用串聯或并聯的形式供給同一負載，其輸出電壓U_d就是個十二脈波電壓。這樣就降低了輸出電壓的脈動。更重要的是從以下分析可知它大大改善了對工頻電網的干擾。在三相四線制中，與線電壓相差30°的電壓實際就是相電壓。若第二橋的交流輸入變壓器接成三角形，則其輸出電壓U_d2在一周期內，其六個脈波就是：U_a’、 -U_c’、 U_a’、 -U_a’、 U_c’、 -U_b’，它與輸入變壓器采用星形接法的**橋輸出電壓U_d1相位相差30°這樣，當兩橋先經濾波電感，后再并聯，同時供給負載（圖）時，負載上所得到的直流電壓U_d幅值雖與單橋相同，但因兩橋同時工作，故可向負載提供兩倍于單橋的負載電流，從整體而言，整流橋的輸出容量提高了一倍。
    綜所上述，無論是1750KW3T熔煉爐，還是1750KW/10T中頻爐均需采用12脈整流整流方案，即可防止高次諧波對電網的污染問題，同時也提高了整流效率。