Okruhy indukční trouby

Článek pojednává o schématech indukčních tavicích pecí (kanálových a kelímkových) a instalacích indukčního kalení poháněných strojními a statickými frekvenčními měniči.

Schéma pece s indukčním kanálem

Téměř všechny konstrukce průmyslových indukčních pecí s potrubím jsou vyrobeny s odnímatelnými indukčními bloky. Indukční jednotka je transformátor elektrické pece s lemovaným kanálem pro uložení roztaveného kovu. Indukční jednotka se skládá z následujících prvků, pouzdra, magnetického obvodu, obložení, induktoru.

Indukční jednotky se vyrábí jako jednofázové a dvoufázové (dvojité) s jedním nebo dvěma kanály na induktor. Indukční jednotka se připojuje k sekundární straně (strana NN) transformátoru elektrické pece pomocí stykačů se zařízeními na potlačení oblouku. Někdy jsou zahrnuty dva stykače s napájecími kontakty pracujícími paralelně v hlavním obvodu.

Na Obr. 1 znázorňuje schéma napájení pro indukční jednotku jednofázové potrubní pece. Přetěžovací relé PM1 a PM2 se používají k ovládání a zastavení pece v případě přetížení a zkratu.

Třífázové transformátory se používají k napájení třífázových nebo dvoufázových pecí, které mají buď společný třífázový magnetický obvod nebo dva nebo tři samostatné magnetické obvody typu jádra.

Autotransformátory se používají k napájení pece během období rafinace kovu a k udržování klidového režimu pro přesnější řízení výkonu během období povrchové úpravy kovu na požadované chemické složení (s tichým, bez vrtání, režimem tavení), jakož i s ohledem na počáteční pec se spouští při prvních tavbách, které jsou prováděny s malým objemem kovu v lázni, aby bylo zajištěno postupné vysoušení a slinování vyzdívky. Výkon autotransformátoru se volí v rozmezí 25-30% výkonu hlavního transformátoru.

Pro řízení teploty vodního a vzduchového chlazení induktoru a pouzdra indukční jednotky jsou instalovány elektrokontaktní teploměry, které dávají signál při překročení teploty. Pec se automaticky vypne, když se pec otočí, aby se vypustil kov. Pro ovládání polohy pece se používají koncové spínače připojené k pohonu elektrické pece. V pecích a mísičích s nepřetržitým provozem se při vypouštění kovu a nakládání nových částí vsázky nevypínají indukční jednotky.

Rýže. 1. Schematické schéma napájení indukční jednotky kanálové pece: VM - výkonový spínač, CL - stykač, Tr - transformátor, C - kondenzátorová banka, I - induktor, TN1, TN2 - transformátory napětí, 777, TT2 - proudové transformátory , R — odpojovač, PR — pojistky, PM1, PM2 — nadproudové relé.

Pro zajištění spolehlivého napájení za provozu i v případě nouze jsou hnací motory mechanismů naklápění indukční pece, ventilátoru, pohonu nakládacích a vykládacích zařízení a řídicího systému napájeny samostatným pomocným transformátorem.

Schéma indukční kelímkové pece

Průmyslové indukční kelímkové pece s kapacitou nad 2 tuny a výkonem nad 1000 kW jsou napájeny třífázovými snižovacími transformátory se sekundární regulací napětí zátěže připojenými k vysokonapěťové síti s průmyslovou frekvencí.

Pece jsou jednofázové a pro zajištění rovnoměrného zatížení fází sítě je na sekundární napěťový obvod připojeno vyvažovací zařízení, tvořené reaktorem L s regulací indukčnosti změnou vzduchové mezery v magnetickém obvodu a kondenzátorem. skupina Cc připojená k induktoru v trojúhelníkovém tvaru (viz ARIS na obr. 2). Výkonové transformátory o kapacitě 1000, 2500 a 6300 kV -A mají 9 — 23 sekundárních napěťových stupňů s automatickou regulací výkonu na požadované úrovni.

Pece menšího výkonu a výkonu jsou napájeny z jednofázových transformátorů o výkonu 400-2500 kV-A, s příkonem nad 1000 kW, jsou instalovány i balanční přístroje, ale na VN straně výkonového transformátoru. Při nižším výkonu pece a napájení z vysokonapěťové sítě 6 nebo 10 kV je možné od balunu upustit, pokud jsou kolísání napětí při zapínání a vypínání pece v přípustných mezích.

Na Obr. 2 znázorňuje napájecí obvod pro indukční frekvenční pec.Pece jsou vybaveny regulátory elektrického režimu ARIR, které ve stanovených mezích zajišťují udržení napětí, výkonu Pp a cosfi změnou počtu napěťových stupňů výkonového transformátoru a připojením dalších sekcí kondenzátorové banky. Regulátory a přístroje jsou umístěny v ovládacích skříních.

Rýže. 2. Elektrický obvod indukční kelímkové pece z výkonového transformátoru s vyvažovacím zařízením a regulátory režimu pece: PSN — skokový spínač napětí, C — vyrovnávací kapacita, L — balunový reaktor, C -St — kompenzační kondenzátorová banka, I — indukční cívka pece , ARIS — regulátor vyvažovacího zařízení, ARIR — regulátor režimu, 1K — NK — stykače řízení kapacity baterie, TT1, TT2 — proudové transformátory.

Na Obr. 3 schematický diagram napájení indukčních kelímkových pecí ze středofrekvenčního strojního měniče. Pece jsou vybaveny automatickými regulátory elektrického režimu, poplašným systémem pro „spolknutí“ kelímku (u vysokoteplotních pecí) a také alarmem narušení chlazení ve vodou chlazených prvcích instalace.

Rýže. 3.Elektrický obvod indukční kelímkové pece ze strojního středofrekvenčního měniče se strukturálním schématem automatického nastavení režimu tavení: M — hnací motor, G — středofrekvenční generátor, 1K — NK — magnetické spouštěče, TI — transformátor napětí, TT — proudový transformátor, IP — indukční pec, C — kondenzátory, DF — fázový snímač, PU — spínací zařízení, UVR — zesilovač fázového regulátoru, 1KL, 2KL — linkové stykače, BS — srovnávací jednotka, BZ — ochranný blok, OB — budicí cívka, RN — regulátor napětí.

Schéma zařízení pro indukční kalení

Na Obr. 4 je schematický diagram napájení indukčního kalícího stroje ze strojního frekvenčního měniče. Součástí obvodu je kromě zdroje MG výkonový stykač K, zhášecí transformátor TZ, na jehož sekundárním vinutí je zařazena tlumivka I, kompenzační kondenzátorová skupina CK, transformátory napětí a proudu TN a 1TT, 2TT, měřící přístrojů (voltmetr V, wattmetr W , fázor) a ampérmetry proudu generátoru a budicího proudu, dále nadproudová relé 1RM, 2RM pro ochranu zdroje před zkratem a přetížením.

Rýže. 4. Schéma indukční kalící jednotky: M — hnací motor, G — generátor, VT, TT — transformátory napětí a proudu, K — stykač, 1PM, 2PM, ЗРМ — proudové relé, Pk — svodič, A, V , W — měřicí přístroje, ТЗ — zhášecí transformátor, ОВГ — budicí cívka generátoru, РП — vybíjecí odpor, РВ — kontakty budícího relé, PC — nastavitelný odpor.

Pro napájení starých asynchronních zařízení pro tepelné zpracování dílů se používají frekvenční měniče elektrických strojů - hnací motor synchronního nebo asynchronního typu a středofrekvenční generátor typu induktoru, v nových asynchronních zařízeních - statické frekvenční měniče.

Schéma průmyslového tyristorového frekvenčního měniče pro napájení indukční kalící jednotky je na Obr. 5. Obvod tyristorového frekvenčního měniče se skládá z usměrňovače, bloku tlumivky, měniče (invertoru), regulačních obvodů a pomocných bloků (reaktory, výměníky tepla atd.). Podle způsobu buzení se vyrábějí měniče s buzením nezávislým (od hlavního generátoru) a se samobuzením.

Tyristorové měniče mohou pracovat stabilně jak se změnou frekvence v širokém rozsahu (se samonastavitelným oscilačním obvodem v souladu s měnícími se parametry zátěže), tak při konstantní frekvenci s širokým rozsahem změn parametrů zátěže v důsledku změny aktivní odpor zahřátého kovu a jeho magnetické vlastnosti (u feromagnetických dílů).

Rýže. 5. Schéma výkonových obvodů tyristorového měniče typu TFC -800-1: L — vyhlazovací tlumivka, BP — startovací blok, VA — jistič.

Výhodami tyristorových měničů je absence rotujících hmot, nízké zatížení základny a malý vliv účiníku na snížení účinnosti, účinnost je při plné zátěži 92 - 94% a při 0,25 klesá pouze o 1 - 2 %.Protože se frekvence může snadno měnit v určitém rozsahu, není třeba upravovat kapacitu pro kompenzaci jalového výkonu oscilačního obvodu.