中频炉原理结构讲稿

1、关于中频炉原理结构第1页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM感应熔化系统的基本结构整流部分交流电经过整流变成直流电，直流能量被储存逆变部分直流电经过逆变器变成所要求频率的交流电炉体部分交流电供给炉体部分第2页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四恒定的直流电流在直流部分流动交流电整流变成直流电，直流能量储存在电抗器中炉体线圈和电容器并联连接INDUCTOTHERM电流反馈并联逆变器第3页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四恒定的直流电压供给逆变器交流电经过整流变成直流电，直流能量储存在电容器中炉体线圈和电容器串联

2、连接INDUCTOTHERM电压反馈串联逆变器第4页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM能量储存电流反馈逆变器整流部分直流电抗器短接回路逆变器电容器炉体线圈启动回路直流能量储存在电抗器中，是一种动能这种能量形式类似于飞轮停止的飞轮是没有动能的，除非消耗能量让它转动要想让它停下来也必须消耗能量$第5页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM能量储存电压反馈逆变器整流部分滤波电容器逆变器炉体线圈直流能量储存在电容器中，是一种势能，当电源合闸时电容器立即被充电电容器第6页，共47页，2022年，5月20日，20点24

3、分，星期四INDUCTOTHERM 并 联 连 接 线 路串 联 连 接 线 路第7页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMCONTROLLABILITY电流反馈并联逆变器 70 - 80% 的线圈电流在感应线圈和电容器之间流动，这部分线圈电流是不可控的 只有 20-30% 的线圈电流流过可控硅 逆变器只能控制2030%的线圈电流7080%2030%第8页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMCONTROLLABILITY电流反馈并联逆变器V1V1V1并联线路中，感应线圈、电容器、逆变器上的电压是相同的为了调节

4、0-7080%的功率，必须通过改变直流电压来改变功率V2V2V2DCV1DCV2第9页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM可 控 制 性电 流 反 馈 并 联 逆 变 器1234 1. 启动逆变器4. 短接回路用于直流能量通过电抗器释放3. 通过改变整流桥的移相角改变直流电压来控制70 80%功率 2. 逆变器控制20%-30%的线圈电流电流反馈并联逆变器有4个控制点第10页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM可 控 制 性电 压 反 馈 串 联 逆 变 器在串联线路中100% 的线圈电流流过逆变器，逆变器

5、可完全控制电流的变化 100%第11页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM可 控 制 性电压反馈串联逆变器串联线路中感应线圈和电容器串联连结起到分压作用逆变器上的压降V2只占感应线圈电压V1的20%-30%V1V2第12页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM可 控 制 性电压反馈串联逆变器1逆变器控制简单、可靠、反应速度快电压反馈串联逆变器只有一个控制点 第13页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM可控硅是由其 KVA来定义的 电流 X 电压可控硅是一种电流控制器

6、件由于过电压而损坏可控硅的几率远远大于由于过电流损坏可控硅的几率第14页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM可控硅是由KVA值 电流 X 电压来定义的并联线路中可控硅处于高电压小电流的工作状态在串联线路中可控硅处于低电压大电流的工作状态第15页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM功率线圈电压逆变电压TIME0MAXIMUM逆变电流线圈电流TIME0MAXIMUM串联线路 并联线路?第16页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM感应电流每一个料块表面产生感应电流二次回

7、路的感应电流每一个接触点都具有高的电阻值第17页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM熔化效率留量熔炼 和 批量熔炼100908070熔化效率 %TIME第18页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四频 率 改 变 的 影 响INDUCTOTHERM100 Hz200 Hz500 Hz1000 Hz50 Hz1000 kW 4 Tonne1000 kW 4 Tonne1000 kW 4 Tonne1000 kW 4 Tonne1000 kW 4 Tonne1250 kW 4 Tonne2000 kW 4 Tonne3000 kW 4

8、Tonne4000 kW 4 Tonne1000 kW 3 Tonne1000 kW 2 Tonne1000 kW 1.5 Tonne1000 kW 1 Tonne提高频率增大功率减小炉体容量第19页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INVERTER TECHNOLOGYINDUCTOTHERM第20页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMIGBT - SCR每个IGBT需要两个触发模块一个控制开通，一个控制关断第21页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMIGBT - SCR第22页，共

9、47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMIGBT第23页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMIGBT - SCR功率 Power-Trak 其他额定容量 可控硅数量/触发电路 IGBT数量/触发电路1,000228161,5004412242,0006616322,5008820403,000882448功率 Dual-Trak 其他额定容量 可控硅数量/触发电路 IGBT数量/触发电路1,0004416241,5008824482,000121232642,500161640803,00016164896第24页

10、，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM逆变开关器件可控硅60 Hz - 10 kHz熔化加热高频加热MOSFET 30 kHz - 1 MGHz能量储存量频率IGBT3 kHz - 50 kHz第25页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM短路保护第26页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM功率因数串联线路 和 并联线路比较功率大小10203040506070809010010.80.60.40.20功率因数第27页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星

11、期四INDUCTOTHERM整流变压器的KVA 串联线路和并联线路的比较 100功率大小102030405060708090100806040200变压器的KVA120第28页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM串联逆变线路中谐波电流的含量谐波次数5th 7th 11th 13th 17th 19th 谐波含量串联逆变线路中变压器的KVA值最小，因此谐波含量最小17.5 11 04.5 03 01.5 01.253相6脉冲02 01.5 04.5 03 00.22 00.156相12脉冲02 01.5 01 00.75 00.22 00.1512相2

12、4脉冲第29页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM通过斩波来控制直流电压功率因数和可控硅移相角的关系306090120150相控角Power Factor180串联线路不控制整流，始终在最高电压并联线路可控整流降低直流电压时的功率因数线功率因数自动减小最大的线功率因数00.20.40.60.81第30页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMWAVE CHOPPING TO CONTROL DC VOLTAGE0平均直流电压及波纹全导通时的最大电压通过斩波降低电压功率因数 0.95功率因数 0.4第31页，共4

13、7页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERML2L1L302345618791011126相供电线路Fully ConductingRectifiedL5L4L6电压反馈线路的功率因数理论上可达到0.98平均直流电压及波纹第32页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM并联逆变器和串联逆变器的性能比较电流反馈电压反馈功率因数随着功率下降而降低恒定大于0.95电流畸变 较低 0.95 较高 q 线电压毛刺较高较低第33页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM第34页，共47页，2022

14、年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMDUAL-TRAK炉体1炉体20100%kW0100%kW功率能够在额定功率范围内以任意比例分配第35页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMDUAL-TRAK1993年12月21日应达公司第36页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMDUAL-TRAK双供电电源3,6 或 12相交流电整流桥滤波电容逆变器炉体线圈炉体电容器FURNACE COIL炉体电容器逆变器0 -100 % 功率0-100 % 功率功率分配控制 这一点的能量恒定保持在 100%第

15、37页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERMDUAL-TRAK双供电电源3,6 或 12相交流电整流桥滤波电容逆变器炉体线圈炉体电容器FURNACE COIL炉体电容器逆变器0 -100 % 功率0-100 % 功率功率分配控制 这一点的能量恒定保持在 100%第38页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四INDUCTOTHERM双供电电源第39页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四MELTING CYCLEINDUCTOTHERM单 供 电 系 统TimeMaximum功率铁水量生产熔化周期非生产的除渣和浇注周期

16、 总的周期时间X 100 = X%电源的利用率生产周期时间总的周期时间X 小于100% 50% 到 75% 得很正常的第40页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四POWER-TRAKMELTING CYCLEINDUCTOTHERM双 供 电 系 统第一个生产周期铁水量炉2Maximum功率铁水量-炉1Time生产熔化周期非生产周期第二个生产周期 第三个生产周期第41页，共47页，2022年，5月20日，20点24分，星期四POWER-TRAK熔 化 周 期INDUCTOTHERM双 供 电 系 统第一个生产周期MaximumTime生产熔化周期 非生产周期第二个生产周期第一个炉体在第二个炉体完全熔化完毕之前进行除渣并倒空，电源功率的利用率有可能达到 100%第