Induktsioonahju ahelad

Artiklis käsitletakse masina- ja staatiliste sagedusmuunduritega töötavate induktsioonsulatusahjude (kanal ja tiigel) ja induktsioonkarastuspaigaldiste skeeme.

Induktsioonikanaliga ahju skeem

Peaaegu kõik tööstuslike kanaliga induktsioonahjude konstruktsioonid on valmistatud eemaldatavate induktsioonplokkidega. Induktsioonplokk on elektriahju trafo, millel on vooderdatud kanal sulametalli mahutamiseks. Induktsioonplokk koosneb järgmistest elementidest, korpusest, magnetahelast, vooderdist, induktiivpoolist.

Induktsioonseadmeid toodetakse ühe- ja kahefaasilistena (kahefaasiliste) ühe või kahe kanaliga induktiivpooli kohta. Induktsioonseade ühendatakse elektriahju trafo sekundaarse küljega (LV pool), kasutades kaare summutusseadmetega kontaktoreid. Mõnikord on põhiahelas paralleelselt töötavate toitekontaktidega kaasas kaks kontaktorit.

Joonisel fig. 1 on kujutatud ühefaasilise kanaliga ahju induktsiooniseadme toiteploki diagramm. Ülekoormusreleed PM1 ja PM2 kasutatakse ahju juhtimiseks ja peatamiseks ülekoormuse ja lühise korral.

Kolmefaasilisi trafosid kasutatakse kolmefaasiliste või kahefaasiliste ahjude varustamiseks, millel on kas ühine kolmefaasiline magnetahel või kaks või kolm eraldi südamiku tüüpi magnetahelat.

Autotransformaatoreid kasutatakse ahju toiteks metalli rafineerimise perioodil ja tühikäigu režiimi säilitamiseks täpsemaks võimsuse reguleerimiseks metalli viimistlemise perioodil soovitud keemilise koostisega (vaikse, ilma puurimiseta, sulatusrežiimiga), samuti algse töötluse jaoks. ahi käivitub esimeste sulatuste ajal, mis viiakse läbi väikese koguse metalliga vannis, et tagada voodri järkjärguline kuivamine ja paagutamine. Autotransformaatori võimsus valitakse 25-30% ulatuses põhitrafo võimsusest.

Induktiivpooli ja induktsiooniploki korpuse vee- ja õhkjahutuse temperatuuri reguleerimiseks on paigaldatud elektrokontakttermomeetrid, mis annavad signaali temperatuuri ületamisel. Ahi lülitub automaatselt välja, kui ahju keeratakse metalli tühjendamiseks. Elektriahju ajamiga ühendatud piirlüliteid kasutatakse ahju asendi juhtimiseks. Pideva tööga ahjudes ja segistites, kui metall tühjendatakse ja laengu uued osad laaditakse, ei lülitata induktsioonseadmeid välja.

Riis. 1. Kanalahju induktsioonploki toiteallika skemaatiline diagramm: VM - toitelüliti, CL - kontaktor, Tr - trafo, C - kondensaatorpank, I - induktiivpool, TN1, TN2 - pingetrafod, 777, TT2 - voolutrafod , R — lahklüliti, PR — kaitsmed, PM1, PM2 — liigvoolurelee.

Usaldusväärse toite tagamiseks töö ajal ja hädaolukorras saavad induktsioonahju kallutusmehhanismide ajamimootorid, ventilaator, peale- ja mahalaadimisseadmete ajam ning juhtimissüsteem toite eraldi abitrafost.

Induktsioontiigli ahju skeem

Tööstuslikud induktsioontiigli ahjud, mille võimsus on üle 2 tonni ja võimsus üle 1000 kW, saavad toite sekundaarkoormuse pingeregulatsiooniga kolmefaasilistest alandavatrafodest, mis on ühendatud tööstusliku sagedusega kõrgepingevõrku.

Ahjud on ühefaasilised ning võrgufaaside ühtlase koormuse tagamiseks on sekundaarpinge ahelasse ühendatud tasakaalustusseade, mis koosneb reaktorist L koos induktiivsuse reguleerimisega magnetahela õhupilu muutmise teel ja kondensaatorist. rühm Cc, mis on ühendatud kolmnurkse induktiivpooliga (vt ARIS joonisel 2). Jõutrafodel võimsusega 1000, 2500 ja 6300 kV -A on 9 — 23 sekundaarset pingeastet automaatse võimsuse reguleerimisega soovitud tasemel.

Väiksema võimsuse ja võimsusega ahjude toiteallikaks on ühefaasilised trafod võimsusega 400-2500 kV-A, võimsusega üle 1000 kW, paigaldatakse ka tasakaalustusseadmed, kuid jõutrafo HV poolele. Ahju väiksema võimsuse ja 6 või 10 kV kõrgepingevõrgu toite korral on võimalik balunist loobuda, kui pinge kõikumine ahju sisse- ja väljalülitamisel on lubatud piirides.

Joonisel fig. 2 näitab induktsioonsagedusliku induktsioonahju toiteahelat.Ahjud on varustatud ARIR elektrirežiimi regulaatoritega, mis etteantud piirides tagavad pinge, võimsuse Pp ja cosfi säilimise muutes jõutrafo pingeastmete arvu ja ühendades kondensaatorpatarei lisasektsioone. Regulaatorid ja instrumendid asuvad juhtkappides.

Riis. 2. Induktsioontiigli ahju elektriahel jõutrafost koos balansseerimisseadme ja ahjurežiimi regulaatoritega: PSN — pinge astmelüliti, C — tasakaalustusmahtuvus, L — balunreaktor, C -St — kompensatsioonikondensaatoripank, I — ahju induktiivpool , ARIS — tasakaalustusseadme regulaator, ARIR — režiimiregulaator, 1K — NK — aku mahtuvuse reguleerimise kontaktorid, TT1, TT2 — voolutrafod.

Joonisel fig. 3 on skemaatiline diagramm induktsioontiigli ahjude tarnimisest keskmise sagedusega masinmuundurist. Ahjud on varustatud elektrirežiimi automaatsete regulaatoritega, tiigli "neelamise" häiresüsteemiga (kõrgtemperatuuriliste ahjude jaoks), samuti häirega paigaldise vesijahutusega elementide jahutuse rikkumise eest.

Riis. 3.Induktsioontiigli ahju elektriahel masinast kesksagedusmuundurist koos sulatusrežiimi automaatse reguleerimise konstruktsiooniskeemiga: M — ajamimootor, G — kesksagedusgeneraator, 1K — NK — magnetkäivitajad, TI — pingetrafo, TT — voolutrafo, IP — induktsioonahi, C — kondensaatorid, DF — faasiandur, PU — lülitusseade, UVR — faasiregulaatori võimendi, 1KL, 2KL — liinikontaktorid, BS — võrdlusplokk, BZ — kaitseplokk, OB — ergutusmähis, RN — pingeregulaator.

Induktsioonkarastustehase skeem

Joonisel fig. 4 on skemaatiline diagramm induktsioonkarastusmasina toiteallikast masina sagedusmuundurilt. Lisaks toiteallikale MG on ahelas toitekontaktor K, karastustrafo TZ, mille sekundaarmähisel on induktiivpool I, kompensatsioonikondensaatorite grupp CK, pinge- ja voolutrafod TN ja 1TT, 2TT, mõõte instrumendid (voltmeeter V, vattmeeter W , faasor) ja generaatori voolu ja ergutusvoolu ampermeetrid, samuti liigvoolureleed 1RM, 2RM toiteallika kaitsmiseks lühise ja ülekoormuse eest.

Riis. 4. Induktsioonkarastussõlme skemaatiline diagramm: M — ajamimootor, G — generaator, VT, TT — pinge- ja voolutrafod, K — kontaktor, 1PM, 2PM, ЗРМ — voolurelee, Pk — piirik, A, V , W — mõõteseadmed, ТЗ — karastustrafo, ОВГ — generaatori ergutusmähis, РП — tühjendustakisti, РВ — ergutusrelee kontaktid, PC — reguleeritav takistus.

Vanade induktsioonseadmete toiteks osade kuumtöötlemiseks kasutatakse elektrimasinate sagedusmuundureid - sünkroonset või asünkroonset tüüpi ajamimootorit ja induktiivpooli tüüpi keskmise sagedusega generaatorit, uutes induktsioonseadmetes - staatilisi sagedusmuundureid.

Tööstusliku türistori sagedusmuunduri skeem induktsioonkarastusseadme toiteks on näidatud joonisel fig. 5. Türistori sagedusmuunduri vooluahel koosneb alaldist, drosselplokist, muundurist (inverterist), juhtimisahelatest ja abiplokkidest (reaktorid, soojusvahetid jne). Ergutusmeetodi kohaselt valmistatakse inverterid sõltumatu ergastusega (peageneraatorist) ja iseergastusega.

Türistormuundurid võivad töötada stabiilselt nii sageduse muutumisel laias vahemikus (isereguleeruva võnkeahelaga vastavalt muutuvatele koormusparameetritele) kui ka konstantsel sagedusel, kusjuures koormuse parameetrite muutused on tingitud laias valikus. kuumutatud metalli aktiivne takistus ja selle magnetilised omadused (ferromagnetiliste osade jaoks).

Riis. 5. Türistormuunduri tüüpi TFC -800-1 toiteahelate skemaatiline diagramm: L — silumisreaktor, BP — käivitusplokk, VA — kaitselüliti.

Türistormuundurite eelised on pöörlevate masside puudumine, aluse madal koormus ja võimsusteguri vähene mõju efektiivsuse vähenemisele, kasutegur on täiskoormusel 92 - 94% ja 0,25 juures väheneb see vaid 1 - 2%.Samuti, kuna sagedust saab teatud vahemikus kergesti muuta, ei ole vaja võnkeahela reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks mahtuvust reguleerida.