Okruhy indukčnej rúry

Článok pojednáva o schémach indukčných taviacich pecí (kanálových a téglikových) a zariadení na indukčné kalenie poháňaných strojmi a statickými frekvenčnými meničmi.

Schéma pece s indukčným kanálom

Takmer všetky konštrukcie priemyselných rúrových indukčných pecí sú vyrobené s odnímateľnými indukčnými blokmi. Indukčná jednotka je transformátor elektrickej pece s lemovaným kanálom na uloženie roztaveného kovu. Indukčná jednotka pozostáva z nasledujúcich prvkov, krytu, magnetického obvodu, obloženia, induktora.

Indukčné jednotky sa vyrábajú ako jednofázové a dvojfázové (dvojité) s jedným alebo dvoma kanálmi na tlmivku. Indukčná jednotka je pripojená k sekundárnej strane (strana NN) transformátora elektrickej pece pomocou stýkačov so zariadeniami na potlačenie oblúka. Niekedy sú zahrnuté dva stykače s napájacími kontaktmi pracujúcimi paralelne v hlavnom obvode.

Na obr. 1 je znázornená schéma napájania pre indukčnú jednotku jednofázovej potrubnej pece. Preťažovacie relé PM1 a PM2 sa používajú na ovládanie a zastavenie pece v prípade preťaženia a skratu.

Trojfázové transformátory sa používajú na napájanie trojfázových alebo dvojfázových pecí, ktoré majú buď spoločný trojfázový magnetický obvod alebo dva alebo tri samostatné magnetické obvody jadrového typu.

Autotransformátory sa používajú na napájanie pece počas obdobia rafinácie kovu a na udržanie režimu nečinnosti pre presnejšiu reguláciu výkonu počas obdobia dokončovania kovu na požadované chemické zloženie (s tichým, bez vŕtania, režimom tavenia), ako aj vzhľadom na počiatočný pec sa spustí pri prvých tavbách, ktoré sa vykonávajú s malým objemom kovu v kúpeli, aby sa zabezpečilo postupné vysychanie a spekanie výmurovky. Výkon autotransformátora sa volí v rozmedzí 25-30% výkonu hlavného transformátora.

Na kontrolu teploty vodného a vzduchového chladenia tlmivky a krytu indukčnej jednotky sú inštalované elektrokontaktné teplomery, ktoré dávajú signál pri prekročení teploty. Pec sa automaticky vypne, keď sa pec otočí, aby sa vypustil kov. Na ovládanie polohy pece slúžia koncové spínače napojené na pohon elektrickej pece. V peciach a miešačkách s nepretržitou prevádzkou sa pri vypúšťaní kovu a nakladaní nových častí vsádzky nevypínajú indukčné jednotky.

Ryža. 1. Schéma napájania indukčnej jednotky kanálovej pece: VM - výkonový spínač, CL - stykač, Tr - transformátor, C - kondenzátorová banka, I - tlmivka, TN1, TN2 - transformátory napätia, 777, TT2 - prúdové transformátory , R — odpojovač, PR — poistky, PM1, PM2 — nadprúdové relé.

Pre zabezpečenie spoľahlivého napájania počas prevádzky a v prípade núdze sú hnacie motory mechanizmov naklápania indukčnej pece, ventilátor, pohon nakladacích a vykladacích zariadení a riadiaci systém napájané samostatným pomocným transformátorom.

Schéma indukčnej kelímkovej pece

Priemyselné indukčné téglikové pece s kapacitou nad 2 tony a výkonom nad 1000 kW sú napájané trojfázovými znižovacími transformátormi so sekundárnou reguláciou napätia záťaže pripojenými na vysokonapäťovú sieť s priemyselnou frekvenciou.

Pece sú jednofázové a pre zabezpečenie rovnomerného zaťaženia sieťových fáz je na sekundárny napäťový obvod zapojené vyvažovacie zariadenie pozostávajúce z reaktora L s reguláciou indukčnosti zmenou vzduchovej medzery v magnetickom obvode a kondenzátora. skupina Cc pripojená k induktoru v trojuholníkovom tvare (pozri ARIS na obr. 2). Výkonové transformátory s kapacitou 1000, 2500 a 6300 kV -A majú 9 — 23 sekundárnych napäťových stupňov s automatickou reguláciou výkonu na požadovanú úroveň.

Pece menšieho výkonu a výkonu sú napájané jednofázovými transformátormi s výkonom 400-2500 kV-A, s príkonom nad 1000 kW sú inštalované aj vyvažovacie zariadenia, ale na VN strane výkonového transformátora. Pri menšom výkone pece a napájaní z vysokonapäťovej siete 6 alebo 10 kV je možné od balunu upustiť, ak sú kolísanie napätia pri zapínaní a vypínaní pece v povolených medziach.

Na obr. 2 znázorňuje napájací obvod pre indukčnú frekvenčnú pec.Pece sú vybavené regulátormi elektrického režimu ARIR, ktoré v stanovených medziach zabezpečujú udržanie napätia, výkonu Pp a cosfi zmenou počtu napäťových stupňov výkonového transformátora a pripojením ďalších sekcií kondenzátorovej banky. Regulátory a prístroje sú umiestnené v ovládacích skriniach.

Ryža. 2. Elektrický obvod indukčnej kelímkovej pece z výkonového transformátora s vyvažovacím zariadením a regulátormi režimu pece: PSN — skokový prepínač napätia, C — vyrovnávacia kapacita, L — balunový reaktor, C -St — kompenzačná kondenzátorová banka, I — tlmivka pece , ARIS — regulátor vyvažovacieho zariadenia, ARIR — regulátor režimu, 1K — NK — stýkače riadenia kapacity batérie, TT1, TT2 — prúdové transformátory.

Na obr. 3 schematický diagram napájania indukčných téglikových pecí zo stredofrekvenčného strojového meniča. Pece sú vybavené automatickými regulátormi elektrického režimu, poplašným systémom na „prehltnutie“ téglika (pre vysokoteplotné pece), ako aj alarmom narušenia chladenia vo vodou chladených prvkoch inštalácie.

Ryža. 3.Elektrický obvod indukčnej kelímkovej pece zo strojového stredofrekvenčného meniča so štruktúrnou schémou automatického nastavenia režimu tavenia: M — hnací motor, G — stredofrekvenčný generátor, 1K — NK — magnetické štartéry, TI — transformátor napätia, TT — prúdový transformátor, IP — indukčná pec, C — kondenzátory, DF — fázový snímač, PU — spínací prístroj, UVR — zosilňovač fázového regulátora, 1KL, 2KL — linkové stýkače, BS — porovnávacia jednotka, BZ — ochranný blok, OB — budiaca cievka, RN - regulátor napätia.

Schéma zariadenia na indukčné kalenie

Na obr. 4 je schematický diagram napájania indukčného kaliaceho stroja zo strojového frekvenčného meniča. Okrem napájacieho zdroja MG je súčasťou obvodu výkonový stykač K, zhášací transformátor TZ, na ktorého sekundárnom vinutí je zaradená tlmivka I, kompenzačná kondenzátorová skupina CK, transformátory napätia a prúdu TN a 1TT, 2TT, meracie prístroje (voltmeter V, wattmeter W , fázor) a ampérmetre prúdu generátora a budiaceho prúdu, ako aj nadprúdové relé 1RM, 2RM na ochranu napájacieho zdroja pred skratom a preťažením.

Ryža. 4. Schéma indukčnej kaliacej jednotky: M — hnací motor, G — generátor, VT, TT — transformátory napätia a prúdu, K — stýkač, 1PM, 2PM, ЗРМ — prúdové relé, Pk — zvodič, A, V , W — meracie prístroje, ТЗ — zhášací transformátor, ОВГ — budiaca cievka generátora, РП — vybíjací odpor, РВ — kontakty budiaceho relé, PC — nastaviteľný odpor.

Na napájanie starých asynchrónnych zariadení na tepelné spracovanie dielov sa používajú frekvenčné meniče elektrických strojov - hnací motor synchrónneho alebo asynchrónneho typu a stredofrekvenčný generátor tlmivého typu, v nových asynchrónnych zariadeniach - statické frekvenčné meniče.

Schéma priemyselného tyristorového frekvenčného meniča na napájanie indukčnej kaliacej jednotky je na obr. 5. Obvod tyristorového frekvenčného meniča pozostáva z usmerňovača, bloku tlmivky, meniča (invertoru), riadiacich obvodov a pomocných blokov (reaktory, výmenníky tepla a pod.). Podľa spôsobu budenia sú meniče vyrobené s nezávislým budením (od hlavného generátora) a s vlastným budením.

Tyristorové meniče môžu pracovať stabilne ako pri zmene frekvencie v širokom rozsahu (so samonastavovacím oscilačným obvodom v súlade s meniacimi sa parametrami záťaže), tak aj pri konštantnej frekvencii so širokým rozsahom zmien parametrov záťaže v dôsledku zmeny aktívny odpor zahriateho kovu a jeho magnetické vlastnosti (pre feromagnetické časti).

Ryža. 5. Schéma výkonových obvodov tyristorového meniča typu TFC -800-1: L — vyhladzovacia tlmivka, BP — štartovací blok, VA — istič.

Výhodami tyristorových meničov je absencia rotujúcich hmôt, nízke zaťaženie základne a malý vplyv účinníka na zníženie účinnosti, účinnosť je pri plnom zaťažení 92 - 94% a pri 0,25 klesá len o 1 - 2 %.Keďže frekvenciu možno ľahko meniť v určitom rozsahu, nie je potrebné upravovať kapacitu na kompenzáciu jalového výkonu oscilačného obvodu.