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串联谐振中频炉原理
2021-08-05

华天电力专业生产串联谐振,下面为大家介绍串联谐振中频炉原理。


中频电炉内部结构

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  如图2-1所示,电炉内衬的主要材料是二氧化硅,其耐热温度可达1650C。电炉周围有感应线圈和不锈钢丝网。感应线圈直接与中频电源相连,通过交变频磁通加热电炉;不锈钢丝网直接接漏电保护电路,是电路的保护部分。在科技的引领下,感应加热电源根据不同的需求形成了不同的模式:

① 整流器(AC-DC)

② 过滤环节(FILTER)

③ 逆变器(DC-AC)

④ 谐振槽路和负载(RESONANT TANK)

⑤ 控制与保护环节(CONTROL AND PROTECT)

  电磁感应原理

  根据电磁感应定律,我们可以得出结论,在交变磁场的作用下,导体内部会产生感应电动势,并因电流闭合而产生感应电流。这就是感应加热的基本原理,也是电磁感应的基础。原则。


串联谐振


  感应加热效果

  就感应加热而言,它有四种效应,分别是趋肤效应、邻近效应、末端效应和环形效应。感应炉利用这四种效应来处理负载。通过在感应线圈中放入金属,在线圈两端施加交流电压,在感应线圈中产生相应的交流电,进而产生交变磁场。在不断变化的磁场中,会产生环形效应,电流全部集中在线圈的内表面层,在感应线圈与金属之间产生邻近效应,出现趋肤效应在金属机身上。 .综上所述,反应加热的全过程。

  皮肤效果

  线圈导体产生的交流电和金属毛坯产生的涡流电流密度分布不均。其中,电流密度的峰值会在其表面产生,并以指数函数的形式向中心缓慢减弱。这就是皮肤效应。

  邻近效应

  邻近效应是指当两根交流电导体相距很近时,它们分别作用于彼此,从而改变电流分布。如果两个导体中的电流流动方向不同,则导体内部的电流密度最大;如果两个导体中的电流流动方向相同,则最大电流密度将在导体外部。

  结束效果

  感应加热时,工件端部的温度往往与非端部的温度略有不同,这就是感应加热的端部效应。端部效应分为两部分,分别是毛坯端部效应和感应线圈端部效应。趋肤效应与端部效应的区别在于趋肤效应主要是对金属毛坯磁场分布的响应,而端部效应主要是对毛坯和端部磁场分布的响应。感应线圈。由于这种差异,钢坯的功率分布和加热温度受到一些限制。

  环形效果

  环形效应是指当交流电流流过环形线圈时,最大电流密度出现在线圈导体的内侧。通常情况下,环内的磁力线较多,环外的磁力线较少,因此外层电流线通过的磁通量多于内层电流线。总之,外部的电流密度和总电位将比内部小得多。

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  加热时环效果好。这也是原料在没有磁化器的情况下仍然可以在其中加热的主要原因。但是,当它的内孔温度升高时,这种加热就有很大的缺陷。我们可以通过导磁体改变磁场线,从而将电流从导磁体的内侧移动到外侧。

  中频感应炉控制面板详解

  整流控制电路简单,是在一般三相晶闸管半控桥式整流电路中使用的触发器的基础上,增加一个斜波发生器构成。斜坡发生器的功能是设置相移角而不是触发器。在每次启动时,斜坡发生器输出到触发器的电压会以预定的速率从零逐渐增加,最终稳定在某个值。因此,相应触发脉冲的控制角会从最大值逐渐减小,最终稳定在0°,使晶闸管完全导通,从而实现软启动。在正常停止时,情况正好相反,斜坡发生器的输出电压从恒定值逐渐下降到零,晶闸管逐渐从全导通状态过渡到截止状态。故障停机时,采用阻断触发脉冲的方法,使晶闸管快速关断。

  逆变器控制电路如图1-7-3所示。工作波形如图1-7-4所示。

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  KS1在t=t0时触发,方波链路将电流互感器CT1检测到的电流信号变成方波。方波有两个作用:一是方波的后沿作为延迟环节的延迟起点;另一种是方波复位计数器。方波结束,延时环节开始延时,计数器开始计数。延迟一个td后,双稳态链路的输出端q3变为“1”,打开图中上一个脉冲形成链路的门,使计数器溢出

  脉搏过去。计数器的计数值是固定的(例如 1024)。当达到计数值时,其输出端 qs 变为“1”。经过脉冲形成环节后,产生一个定宽脉冲,然后利用脉冲功率放大器触发晶闸管KS2。同理,KS2的传导电流通过方波链路形成方波。当方波结束时,延迟和计数开始。在延迟 td 之后,q4 变为“1”。当计数值到达时,q6变为“1”,图中下方的脉冲形成环节的输出端q8输出一个定宽脉冲。功放后,KS1被触发,系统将重复上述过程。

  功率控制的实现过程为:逆变器的输入电压Ud与电流的乘积Id与设定值比较,差值输入功率调节器,再将其输出与电流Id进行比较,通过电流调节器经过计算,为了控制压控振荡器的输出脉冲频率,改变计数器的溢出脉冲时间,进而改变晶闸管的触发脉冲频率,从而达到预期的控制效果。这种控制效果体现在炉子参数额定值以上的重载情况下,保持炉子的输入功率恒定;在低于额定值的轻载范围内,输出电流控制在限值内。

延时环节的延时时间td是为了使晶闸管有足够的时间承受背压可靠关断。一般来说,td=1.3-1.8tq。同时,还利用压控振荡器的输出脉冲频率上限进一步保证了晶闸管的关断时间。压控振荡器频率的上下限用于限制晶闸管的触发频率,即逆变器的输出功率调节范围。

  电路特性

  (l)采用恒输出功率控制,即使在熔炼过程中出现充电和温度变化,负载率仍能接近100%!,(MISSING)缩短熔炼时间。

  (2)可以减少电源容量。由于是电压型逆变器,正常工作时,整流供电晶闸管全导通,电源功率因数高,会降低供电容量。

  (3) 更高的效率。逆变器采用半控桥方式,主电路元件少,采用直接输出方式,无需匹配变压器,效率和可靠性相应提高。

  (4)良好的起动特性。在满载状态下,也可以随时打开。

  (5) 尽量减少对供电网络的干扰。整流电路采用晶闸管实现软启动和软停止,正常工作时晶闸管全导通。因此,在正常运行时,高次谐波很小,启动和停止时没有大电流冲击。

  (6)采用一体化结构,占据立足点。除了炉子上的加热线圈外,其他部件,包括匹配的电容器,都安装在柜内,形成一个集成电源。因此,安装面积小,安装方便。

  (7)具有完善的保护和监控系统。

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