1 串、并联中频感应电炉原理与特点对比

  1．1 串联逆变中频感应熔炼炉

  图1为串联逆变中频感应熔炼炉(以下简称串联电路)主回路电路图。该种供电方式是l台电源可以同时向2台电炉馈电熔炼，亦可以1台炉子熔
炼，另1台保温。以苏州振吴电炉有限公司生产的一拖二串联电路中频感应电炉为例，由图1可知，逆变部分是    由2个半桥式逆变电路相串联。这种串联电路在使用过程中，整流电路一直处于全导通状态，所以功率因数不小于0．95(整流输出电压Ud恒定不变)，串联电路功率输出是通过调节逆变导通角大小来控制的。这里所指的功率因数是：C0S&=P／S  式中：P有功功率。S视在功率．& 书——电路中电压与电流之间相位差。

    有功功率反映了交流电在电阻性负载上做功的大小或转变为其他形式能量(如热能、机械能、光能)的效率，以图1所示的一拖二串联电路为例，逆变桥1(10 t炉子)和逆变桥2(30 t炉子)各给一个10 V的给定输出电压．两个给定输出电压通常以一个乘法器集成块相互控制，在工作时：1)当逆变桥l给定输出电压1 V时．逆变桥l输出功率为额定功率的10％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到9 V。逆变桥2输出功率为额定功率的90％。2)当逆变桥l给定输出电压10 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的100％，此时逆变桥2输出功率为额定功率0。3)当逆变桥l给定输出电压6 V时，逆变桥l输出功率为额定功率的60％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到4 V，逆变桥2输出功率为额定功率的40％；以此类推，逆变桥1(10 t炉体)和逆变桥2(30 t炉体)两炉体功率任意分配。4)当逆变桥l给定输出电压3 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的30％，此时逆变桥2也可以停用。

    1．2并联电路中频感应电炉

   图2为并联电路中频感应电炉主回路电路图，逆变部分为并联电路。这种并联电路在使用过程中．功率输出是通过调节整流导通角大小来控制
的，整流电路一直处于被调节状态(整流输出电压现在不断的变化中)。并联电路的功率因数与整流导通角成正比例，当电炉打新炉衬烘炉或新开炉
时，小功率输出时间较长，整流导通角前移很小，功率因数严重不达标。影响变压器的利用率，同时也严重影响生产率。

   当用大、小中频电源(并联电路)加换炉开关切换的方式时，存在换炉开关的工作电流过大、换炉开关的工作电流集肤效应(工作频率50 nz)以及切
换平繁等问题．因而难以稳定工作。通常换炉开关的工作电流=中频电流×Q(品质因数系数为12)，以额定功率5 000 kW为例，当进线电压为900 V时，换炉开关的工作电流---[5 000 kW／(U迸线电压×1．35)1x12=[5 000 kW／(900 Vxl．35)1x12．一49 382 A。

   1．3 串联电路中频感应电炉的特点

   概括起来．串联电路中频感应电炉大致有以下几个创新特点：
1)新型无功功率补偿一电 变技术的运用。负载串联谐振时，变频电源中的整流桥工作在全导通状态，系统功率因数COS巾I>0．95。
2)功率控制与多供电分配技术的有机结合。(一台变压器)一套整流系统在额定范围内可将电能无级分配给多台逆变器，逆变器再根据工艺需要
无级调功给感应电炉供电。
3)系统成套自动化程度高、优化组合功能完备。
4)节能效果效果显著①采用并联逆变技术的变频电炉平均COS书≥0．85；采用串联逆变技术其COS巾≥0．95，可节能10％。
②与其他电路相比，负载回路的电流要小10一12倍。可节约运行电耗3％。
③无需大容量滤波电抗器，又可节约电耗1％。
④每台感应熔炼炉由一组逆变器独立供电，无需安装大电流换炉开关切换，可节约电耗l％。
⑤串联逆变器，在运行功率特性曲线中，不存在功率凹角部分即功率损失部分，使之熔炼时间明显缩短，既增加产量又节省电耗，可节能7％。
⑥上述5项共节能(电)22％。

新型节能中频感应炉熔炼设备 时间：2009-11-12 11:14:53 作者：网络 关键词：

    摘要：叙述了串、并联中频感应炉的原理和特点．着重介绍了一拖二(串联逆变)中频感应熔炼炉的节能特点，创新技术和运用情况，希望能得到进一步的推广和运用。

    关键词：一拖二中频电炉；节能；

  铸造业是机械制造业中的高能耗行业。是必须强力推行节能降耗的主要对象。熔炼设备是铸造行业高能耗主要设备之一，因此，熔炼设备的高效节能技术的运用与推广就摆在了铸造业“节能降耗”的首位。利用中频感应炉熔化金属既节能又减少污染物的排放．是铸造行业一种较好的熔化设备。目前。市场上有一拖二串联电路中频感应炉和一拖一并联电路中频感应电炉两种产品。以下将对2种产品的原理、特点及应用情况进行分析和介绍。

1 串、并联中频感应电炉原理与特点对比

  1．1 串联逆变中频感应熔炼炉

  图1为串联逆变中频感应熔炼炉(以下简称串联电路)主回路电路图。该种供电方式是l台电源可以同时向2台电炉馈电熔炼，亦可以1台炉子熔
炼，另1台保温。以苏州振吴电炉有限公司生产的一拖二串联电路中频感应电炉为例，由图1可知，逆变部分是    由2个半桥式逆变电路相串联。这种串联电路在使用过程中，整流电路一直处于全导通状态，所以功率因数不小于0．95(整流输出电压Ud恒定不变)，串联电路功率输出是通过调节逆变导通角大小来控制的。这里所指的功率因数是：C0S&=P／S  式中：P有功功率。S视在功率．& 书——电路中电压与电流之间相位差。

    有功功率反映了交流电在电阻性负载上做功的大小或转变为其他形式能量(如热能、机械能、光能)的效率，以图1所示的一拖二串联电路为例，逆变桥1(10 t炉子)和逆变桥2(30 t炉子)各给一个10 V的给定输出电压．两个给定输出电压通常以一个乘法器集成块相互控制，在工作时：1)当逆变桥l给定输出电压1 V时．逆变桥l输出功率为额定功率的10％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到9 V。逆变桥2输出功率为额定功率的90％。2)当逆变桥l给定输出电压10 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的100％，此时逆变桥2输出功率为额定功率0。3)当逆变桥l给定输出电压6 V时，逆变桥l输出功率为额定功率的60％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到4 V，逆变桥2输出功率为额定功率的40％；以此类推，逆变桥1(10 t炉体)和逆变桥2(30 t炉体)两炉体功率任意分配。4)当逆变桥l给定输出电压3 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的30％，此时逆变桥2也可以停用。

    1．2并联电路中频感应电炉

   图2为并联电路中频感应电炉主回路电路图，逆变部分为并联电路。这种并联电路在使用过程中．功率输出是通过调节整流导通角大小来控制
的，整流电路一直处于被调节状态(整流输出电压现在不断的变化中)。并联电路的功率因数与整流导通角成正比例，当电炉打新炉衬烘炉或新开炉
时，小功率输出时间较长，整流导通角前移很小，功率因数严重不达标。影响变压器的利用率，同时也严重影响生产率。

   当用大、小中频电源(并联电路)加换炉开关切换的方式时，存在换炉开关的工作电流过大、换炉开关的工作电流集肤效应(工作频率50 nz)以及切
换平繁等问题．因而难以稳定工作。通常换炉开关的工作电流=中频电流×Q(品质因数系数为12)，以额定功率5 000 kW为例，当进线电压为900 V时，换炉开关的工作电流---[5 000 kW／(U迸线电压×1．35)1x12=[5 000 kW／(900 Vxl．35)1x12．一49 382 A。

   1．3 串联电路中频感应电炉的特点

   概括起来．串联电路中频感应电炉大致有以下几个创新特点：
1)新型无功功率补偿一电 变技术的运用。负载串联谐振时，变频电源中的整流桥工作在全导通状态，系统功率因数COS巾I>0．95。
2)功率控制与多供电分配技术的有机结合。(一台变压器)一套整流系统在额定范围内可将电能无级分配给多台逆变器，逆变器再根据工艺需要
无级调功给感应电炉供电。
3)系统成套自动化程度高、优化组合功能完备。
4)节能效果效果显著①采用并联逆变技术的变频电炉平均COS书≥0．85；采用串联逆变技术其COS巾≥0．95，可节能10％。
②与其他电路相比，负载回路的电流要小10一12倍。可节约运行电耗3％。
③无需大容量滤波电抗器，又可节约电耗1％。
④每台感应熔炼炉由一组逆变器独立供电，无需安装大电流换炉开关切换，可节约电耗l％。
⑤串联逆变器，在运行功率特性曲线中，不存在功率凹角部分即功率损失部分，使之熔炼时间明显缩短，既增加产量又节省电耗，可节能7％。
⑥上述5项共节能(电)22％。

2 应用情况分析

   压反馈串联谐振逆由于一拖二的串联逆变中频感应电炉具有以上特点和优势，很适合于铸造行业使用，属于铸造行业熔炼设备的发展方向。目前国际上铸造行业并联电路的中频电炉产品已逐步被淘汰．国内新上项目中也很少使用。海山机电有限公司是国内研发一拖二串联逆变电路中频感应电炉较早的单位。公司是目前这种产品国内的主要生产商。