Особенности электрооборудования индукционных установок.

Установки индукционного нагрева состоят из технологических устройств (нагреватели и плавильные печи), источников питания, линий передачи и средств управления. Установки на частоту 50 Гц небольшой мощности проектируются обычно на стандартное напряжение 127, 220, 380 и 660 В и подключаются непосредственно к промышленной сети.

Установки средней и большой (свыше 500 кВт) мощности питаются, как правило, от собственных трансформаторов с первичным напряжением 6или 10 кВ. Для равномерности загрузки сети по фазам нагреватели делаю 3-х фазными, а если это не удается, применяют симметрирующие устройства.

Источниками питания средней частоты являются электромашинные преобразователи, статические тиристорные преобразователи, ламповые генераторы и электромагнитные умножители частоты.

Умножители частоты. Принцип работы статических умножителей частоты основан на искажение формы кривой напряжения насчет насыщения специальных магнитопроводов и выделении высших гармоник на вторичной цепи. Обычно используются 3-я и 5-я гармоники, дающей частоты 150 и 250 Гц при питающей частоте 50 Гц. Умножители имеют простую конструкцию, надежны в работе, обладают удовлетворительным КПД. Однако они обладают большой массой, требуют больших конденсаторных батарей, плохо работают при сильно меняющейся нагрузке. Иностранные фирмы применяют такие умножители ограничено, хотя выходная мощность отдельных установок превышает 1000 кВт.

Электромашинные преобразователи. Вращающиеся преобразователи до недавнего времени были основными источниками энергии при средних частотах и до сих пор широко используются в промышленности. В России выпускаются преобразователи на 1000, 2500, 4000, 8000, 10000 Гц. При мощности от 12 до 2500 кВт. Преобразователь состоит их асинхронного двигателя и высокочастотного генератора индукторного типа, расположенных обычно на одном валу.

Достоинствами электромашинных преобразователей являются: высокая надежность, устойчивость к перегрузкам по току, возможность параллельной работы большого числа генераторов, простата и большая глубина моделирования мощности, хорошие нагрузочных характеристики, допускающие безаварийную работу даже при кратковременном коротком замыкании. Однако генераторы имеют сравнительно невысокий КПД, особенно при малых мощностях и частоте 8-10 кГц, к тому же сильно снижающийся при неполной загрузке по мощности и по времени, что объяснятся большой долей постоянных потерь (механические, вентиляционные, потери в стали). Преобразователи сложны в ремонте.

За исключением специального преобразователя ОПЧ – 2500 – 1,0 (2500 кВт, 1 кГц) все преобразователи однокорпусные вертикальные, имеют воздушно-водяное охлаждение с замкнутым воздушным циклом. Радиаторы встроены в корпус машины. Преобразователи ОПЧ имеют мощность 250, 320 и 500 кВт при частотах 1000, 2400, 4000, 10000 Гц.

Преобразователи ВПЧ имеют мощности 12,20,30,50, и 100 кВт при частотах 2400 и 8000 Гц. Конструкция преобразователей аналогична конструкции машин ОПЧ. Напряжение средней частоты, зависящее от соединения обмоток генератора равно 800/400/200 В при мощностях 50 и 100 кВт и 400/200 В для остальных преобразователей. Номинальный КПД не ниже 70 – 75%. Коэффициент мощности нагрузки 0,9 с емкостным характером цепи.

Выпускаются генераторные станции (ГС) мощностью 100 и 200 кВт, при 2000 и 8000 Гц, состоящих из одного или двух преобразователей типа ВПЧ, блока охлаждения, контакторного шкафа и шкафа управления генераторами. Станции ГС входят в состав индукционных закалочных установок ИЗ, а ГС обеспечивает пуск, подключения загрузки, защиту и автоматическую стабилизацию напряжения генератора.

Тиристорные преобразователи состоят из полупроводникового выпрямителя и тиристорного инвертора, к выходу которого подключается индуктор и конденсаторная батарея. Коммутирующая, управляющая и защитная аппаратура входит в состав преобразователей. Типаж преобразователей постоянно расширяется, в основном в сторону увеличения частоты и мощности. Выпускаются серийные преобразователи широкого назначения и специализированы, входящие в состав установок, для варки стекла, плавки, пайки и других процессов. Достоинствами преобразователей являются высокий КПД (90 - 94%), малой меняющийся при неполной загрузке, возможность изменения частоты, хорошая ремонтопригодность, малая инерционность, постоянная готовность к работе. Однако преобразователи имеют малую перегрузочную способность, большинство их не приспособлено для параллельной работы и может работать в довольном узком диапазоне нагрузок. Стоимость тиристорных преобразователей выше, чем машинных.

Ламповые генераторы являются источниками питания индукционных установок в диапазоне радиочастот. Частоты 0,88 – 5,28 МГц применяются для специальных высокочастотных процессов (получения индукционной плазмы, сварка тонких изделий, плавка окислов и так далее). Более высокие частоты используются для нагрева диэлектриков.

Все генераторы выполняются с самовозбуждением. Большинство имеют двухконтурную схему, что обеспечивает стабильность выходной частоты, и хорошие регулировочные возможности. В состав генерала входит повышающий анодный трансформатор, блок выпрямителя, генераторный блок и блок контуров. Выходной воздушный трансформатор встраивается в корпус генератора или выносится из него. Генераторы имеют системы охлаждения, защиты и управления.

Дата добавления: 2015-07-15