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1、1500KW/2串联双供电一拖二中频磁轭液压熔炼炉（ 1 2脉串联谐振设备技术方案及报价）全套系统介绍3.1中频熔炼设备的概述本套串联谐振中频电源总功率采用的是12脉KGPS-CL2-1500/300,配套变压器容量1600KVA中频电源总功率采1500kW 300Hz,中频电源对两台炉体同时供电时，功率可以根据 生产情况任意分配，但其总功率不能超过额定功率 1500KW其中一台炉体用于熔炼、一台炉体 用于保温、调质或者两台炉体同时熔炼，以上为一拖二的说明。大功率整流器都会对输出交流电网产生非正弦波电流，既对电网产生有害的电流畸变谐波。由于我公司电源采用的是串联谐振电压反馈式的控制方式，输出功
2、率的大小是靠调节逆变器触 发频率来控制的，不需调节整流可控硅的导通角度来调节功率，致使整流可控硅始终处于全开 放状态，故功率因数始终大于0.95，谐波含量小，整流输出电压恒定不变，波形好，因此设备 的运行效率高，可以节约1020灿能，节能效果明显。完全能达到国家GB/T14549-93的用电 标准要求。3.2本套电炉设备的技术参数名称单位参数备注电炉参数额定容量t2电气参数整流、逆变形式串联变压器容量KVA1600整流变压器变频电源额定输出功率Kw1500变频电源额定输出频率Hz300变频电源整流线路形式12脉冲功率因数0.95变频电源的变换效率0.97进线电压V380 X 2直流电压V100
3、0直流电流A1500中频电压V23002500综合参数出炉温度C1450熔化能力（1200KW计算）t/60min2-2.3热炉，面包铁，不含工艺时间启动成功率%100工作噪音db三80故障率% 100炉体冷却水出水温度C 20电源冷却水出水温度 40供水压力Mpa0.150.25进水温度C28出水温度C60应急水进水温度C 403.4中频电源介绍整机可实现傻瓜式操作，避免操作失误造成事故。高功率因数，低谐波干扰。整机功率因数 com0.95，无需配置无功补偿和消谐波装置, 降低建厂投资.逆变脉宽和换流死区时间均可灵活调整，以适应各种负载频率。高可靠性：众所周知，串联逆变最令人头痛的是直通保护
4、困难，而产生直通的原因80%来自负载突变，控制线路为能够及时适应，或外磁场杂波干扰等造成逆变脉冲触发错位。本线路采 用电压电流双重锁控脉冲位置，从根本上解决产生直通的因素。高启动成功率：任何负荷状态均可100%启动,具有极高的负载适应性能：即便在冻炉（冷炉） 状态下仍可高功率因数满负荷输出启动方式：采用它激扫频启动，启动成功后转自激，有电压信号锁定相位，电流信号锁定 相位，大大提高了设备的稳定性。极高的节电效果：由于串联谐振属于自然换流，无换流重叠角，所以不存在关断损耗；又 由于串联谐振逆变电路，逆变输出的每一分电流都流经感应负载，并且无功分量极小，极大程 度降低了槽路损耗，再加上低谐波无功损
5、耗，相对并联谐振节电率达2030%每吨节电100-300 度，对于中频熔铁。环保性能好：相对并联谐振，整机运行声音平稳轻脆，无杂波噪音。对电网中频谐波极小。高频率特性：用普通 KK逆变硅（关断时间20uS）,工作频率能达到4KHz如果用KA或KG 可控硅，频率能达到15KHz达到超音频感应加热效果。由此可实现大功率超音频电源的生产。 其成本远低于同等功率的IGBT电源，但其稳定性又远高于IGBT电源。高组合性，轻松实现一拖二（十二脉与六脉），实现功率的自由分配。控制板自带频率数显，直接可以观察频率。启动过流检测，最大程度减少启动失败。限流与过流分开，调节更加容易，并具有过流减半功能。启动电压信
6、号与电流信号先后投入，解决启动初期电流信号不稳定的现象。整流逆变板保护信号采用光耦隔离，提高抗干扰。可以外接功率分配板，可以实现更加线性的功率分配，功率从大到小都可以自由分配。 串联谐振中频电源原理介绍可控硅串联逆变电源由进线变压器、整流器、滤波电容器、逆变器、谐振电容器、感应线 圈及CL控制器组成，具有主回路控制简单，故障率低、维护方便、设备运行效率高等优点。电源整流器中频电源控制系统采用CL芯片技术，目前最先进的控制方式。串联谐振电源具有功率因数 高（0.95），谐波含量小，电效率高，整流控制简单，设备启动成功率100% （在任工况下不存在启动困难的现象）。整流器的作用是把交流电能转换成直
7、流电能；串联谐振的整流部分是采用三相桥式整流器，整流晶闸管工作时完全处于全开放状态(其工作状况如同二极管组成的三相桥式整流器)，输出端由电容器滤波，所以电压输出平稳，不会降低功率因数和增加谐波干扰。整流器的输入电路 采用快速断路器和快速熔断器作为短路保护。并且在电源故障报警时，可控硅全控整流桥相当 于一个固态控制开关，会立即切断主回路，对电源主要器件进行最有效的保护。343电源滤波器过滤直流电源上的纹波信号，使直流电压更为平稳，抑制中频交变分量对工频电网的影响， 为逆变器稳定工作提供了有力保障。滤波电容器是自愈式水冷电容器，通过外接循环水冷 却，过载能力大，可靠程度高，运行稳定。344电源逆变
8、器本线路采用的是逆变扫频启动电路，它激转自激，主要有IC发出两路逆变信号，送到有IC10和IC11构成的逆变脉冲信号分配器和整形电路，再由IC14(556)驱动功放管，最后输出接到逆变脉冲触发板。自激信号有两路组成，一路是取自逆变电流的电流信号，另一路是取自谐振电容器上的电压信号。两路信号相位相差90度。启动演算电路本电路采用是它激转自激启动，由于串联逆变启动成功率高，只需向逆变桥发出一定频率的脉冲就可以起振，启动的最咼频率有 W4控制，它激频率的范围一般是低于谐振频率，大约在60流右，调节最低频率应该是谐振频率的 20流右启动前，先在逆变桥给予一定的直流电压，此电压有整流板给定电位器控制，此
9、时发出逆变两路它激信号，如果此时检测到了逆变的电流电压信号，逆变启动成功，如不成功，逆变重复扫频，扫描速度是0.5秒一次，可以改变逆变器电压电流相位，直到启动为止，启动成功后，启动灯和扫频灯灭。IC1与周围电路构成给定积分器，实现全电压启动，实行慢升快降，更符合中频感应加热设备的 操作。逆变控制板共有三个调节器组成，分别实现限压，中频限流，交流限流的实现，有IC2周围电路实现，并有相应的指示灯指示，便于观察。IC7 周围电路构成了逆变移相角调节器，根据负载自动调节逆变移相角，并和IC8A组成了逆变扫频电路。保护电路过压保护：过压保护设定在限压保护的1.2倍左右，增大R75可以增大比值。过压电路
10、有IC3A(556)组成。输出过流保护：输出过流保护设定在输出限流保护的1.5倍左后，增大R76可以增大比值，过流电路有IC3B(556)组成。交流过流保护：交流过流有电位器 W2调节，过流电路有IC4B(556)组成。保护线路在得到保护信号后，分成两路，一路送往整流部分用与整流拉逆变，将整流能量 拉回电网。一路送往逆变，封锁逆变脉冲，逆变停止工作。整流保护：有整流过来的保护信号，比如说缺相、水压低和充电保护，这时候封锁逆变脉 冲，逆变器不能工作。启动过流保护：中频启动时，如启动失败会产生较大的直流电流，这里是启动不成功如达到 额定电流70%最大，启动电流可有 W5调整），S2-2可以关闭此功
11、能。所以在一拖二开机时，一 台设备要开始要将另一台功率降低，防止过流保护功能起控，启动成功后和中频停止后，保护将关闭。3.5串联电源与并联电源的比较EE I电踣主回晦电踣囲串联中频感应熔炼炉特点图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。该种供电方式是一台 电源可以同时向两台电炉馈电熔炼，亦可以一台炉子熔炼，另一台保温。以我公司生产的一拖 二串联谐振中频感应电炉为例，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
12、所指的功率因数是：CO& =P/ S式中：P有功功率。S视在功率C 电路中电压与电流之间相位差。并联中频感应熔炼炉的特点图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（整流输出电压处于不断的变化中）。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产生集肤效应
13、（工作频率50Hz）以及频繁切换等问题，因而难以稳定工作。通常换炉开关的工作电流=中频电流X Q（品质因数系数为12）。串联电路中频感应电炉的新特点1新型无功功率补偿变频技术的运用，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 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节能效果显著 采用并联逆变技术的变频电炉平均 CO&0.8，采用串联逆变技术其 CO&0.95，可 节能10% 与其他电路相比，负载回路的电流要
14、小 10 一 12倍，可节约运行电耗3%。 无需大容量滤波电抗器，又可节约电耗 1%。 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I %。 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% 上述5项共节能（电）22 %。国际应用情况分析由于一拖二的串联谐振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谐振中频电炉产品 已逐步被淘汰，国内新上项目中也很少使用，已都在使用串联谐振中频感应电炉。四、钢结构液压倾炉炉体4.1炉体结构钢结构带液压倾炉中频炉体结构，由炉体固定架和炉体本体组成，炉固定架和炉体采用整 体性开放式骨架结构。此种结构强度高、刚度好、便于散热、能防止倾炉时炉衬产生应力变形, 同时便于接近炉体，对其重要部分进行检查维修。炉体的倾转是由液压系统控制，靠炉体两侧的两个液压缸顶起实现的，采用这种方式是考 虑到倾炉时的匀速平稳、操作方便，炉体的复位是靠炉体的自重产生的压力实现的。炉膛中铁液的高度和直径比较大。本
