《中频炉原理结构》PPT课件.ppt

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1、感应熔化系统的发展演变INDUCTOTHERMINDUCTOTHERM感应熔化系统的基本结构感应熔化系统的基本结构整流部分整流部分交流电经过整流交流电经过整流交流电经过整流交流电经过整流变成直流电，直变成直流电，直变成直流电，直变成直流电，直流能量被储存流能量被储存流能量被储存流能量被储存逆变部分逆变部分直流电经过逆变器直流电经过逆变器直流电经过逆变器直流电经过逆变器变成所要求频率的变成所要求频率的变成所要求频率的变成所要求频率的交流电交流电交流电交流电炉体部分炉体部分交流电供给炉体交流电供给炉体交流电供给炉体交流电供给炉体部分部分部分部分恒定的直流电流在恒定的直流电流在直流部分流动直流部分流

2、动交流电整流变成直流电，交流电整流变成直流电，直流能量储存在电抗器直流能量储存在电抗器中中炉体线圈和电容器并联炉体线圈和电容器并联连接连接INDUCTOTHERM电流反馈并联逆变器电流反馈并联逆变器恒定的直流电压供恒定的直流电压供给逆变器给逆变器交流电经过整流变成直交流电经过整流变成直流电，直流能量储存在流电，直流能量储存在电容器中电容器中炉体线圈和电容器串联炉体线圈和电容器串联连接连接INDUCTOTHERM电压反馈串联逆变器电压反馈串联逆变器INDUCTOTHERM能量储存能量储存电流反馈逆变器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

3、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$INDUCTOTHERM能量储存能量储存电压反馈逆变器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，是直流能量储存在电容器中，是直流能量储存在电容器中，是直流能量储存在电容器中，是一种势能，当电源合闸时电容一种势能，当电源合闸时电容一种势能，当电源合闸时电容一种势能，当电源合闸时电容器立即被充电器立即被充电器立即被充电器立即被充电电容器INDUCTOTHERM 并并并并并并 联联联联联联 连连连连连连 接接接接接接 线线线线线线 路路路路路路串串串串串串 联联联联联联

4、连连连连连连 接接接接接接 线线线线线线 路路路路路路INDUCTOTHERMCONTROLLABILITYCONTROLLABILITY电流反馈并联逆变器电流反馈并联逆变器电流反馈并联逆变器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流动，这部分线圈电流是不可控的 只有只有 20-30%的线圈电流流过可控硅的线圈电流流过可控硅 逆变器只能控制逆变器只能控制2030%的线圈电流的线圈电流7080%7080%2030%2030%INDUCTOTHERMCONTROLLABILITYCONTROLLABILITY电流

5、反馈并联逆变器电流反馈并联逆变器电流反馈并联逆变器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为了调节0-7080%的功率，必须通过改变直流电压来改变功率的功率，必须通过改变直流电压来改变功率V2V2V2DCV1DCV2INDUCTOTHERM可可可可 控控控控 制制制制 性性性性电电电电 流流流流 反反反反 馈馈馈馈 并并并并 联联联联 逆逆逆逆 变变变变 器器器器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

6、器控制20%-30%的线圈电流电流反馈并联逆变器有电流反馈并联逆变器有4个控制点个控制点INDUCTOTHERM可可可可 控控控控 制制制制 性性性性电电电电 压压压压 反反反反 馈馈馈馈 串串串串 联联联联 逆逆逆逆 变变变变 器器器器在串联线路中在串联线路中100%的线圈电流流过逆线圈电流流过逆变器，逆变器可完全控制电流的变化变器，逆变器可完全控制电流的变化 100%100%INDUCTOTHERM可可可可 控控控控 制制制制 性性性性电压反馈串联逆变器电压反馈串联逆变器电压反馈串联逆变器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串联线路中感应线圈和电容器串联连结起到

7、分压作用逆变器上的压降逆变器上的压降V2只占感应线圈电压只占感应线圈电压V1的的20%-30%V1V2INDUCTOTHERM可可可可 控控控控 制制制制 性性性性电压反馈串联逆变器电压反馈串联逆变器电压反馈串联逆变器电压反馈串联逆变器1逆变器控制简单、可靠、反应速度快逆变器控制简单、可靠、反应速度快电压反馈串联逆变器只有一个控制点 INDUCTOTHERM可控硅是由其可控硅是由其 KVA来定义的来定义的 电流电流 X 电压电压可控硅是一种电流控制器件可控硅是一种电流控制器件由于过电压而损坏可控硅的几率远远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大于由于过电流损坏可控硅的

8、几率INDUCTOTHERM可控硅是由可控硅是由KVAKVA值值 电流电流 X X 电压来定义的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并联线路中可控硅处于高电压小电流的工作状态并联线路中可控硅处于高电压小电流的工作状态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在串联线路中可控硅处于低电压大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在串联线路中可控硅处于低电压大电流的工作状态INDUCTOTHERM功率线圈电压逆变电压TIMETIMETIME0 00MMMA AAX XXI IIMMMUUUMMM逆变电流线圈电流TIME

9、TIMETIME0 00MMMA AAX XXI IIMMMUUUMMM串联线路串联线路串联线路 并联线路并联线路并联线路?INDUCTOTHERM感应电流感应电流每一个料块表面产生感每一个料块表面产生感每一个料块表面产生感每一个料块表面产生感应电流应电流应电流应电流二次回路的感应电流二次回路的感应电流二次回路的感应电流二次回路的感应电流每一个接触点都具有高每一个接触点都具有高每一个接触点都具有高每一个接触点都具有高的电阻值的电阻值的电阻值的电阻值INDUCTOTHERM熔化效率熔化效率熔化效率熔化效率留量熔炼留量熔炼留量熔炼 和和和 批量熔炼批量熔炼批量熔炼10010090908080707

10、0熔化效率熔化效率%TIMETIME频频 率率 改改 变变 的的 影影 响响INDUCTOTHERM100 100 HzHz200 200 HzHz500 500 HzHz1000 1000 HzHz50 50 HzHz1000 1000 kW kW 4 Tonne4 Tonne1000 1000 kW kW 4 Tonne4 Tonne1000 1000 kW kW 4 Tonne4 Tonne1000 1000 kW kW 4 Tonne4 Tonne1000 1000 kW kW 4 Tonne4 Tonne1250 1250 kW kW 4 Tonne4 Tonne2000 2000

11、kW kW 4 Tonne4 Tonne3000 3000 kW kW 4 Tonne4 Tonne4000 4000 kW kW 4 Tonne4 Tonne1000 1000 kW kW 3 Tonne3 Tonne1000 1000 kW kW 2 Tonne2 Tonne1000 1000 kW kW 1.5 Tonne1.5 Tonne1000 1000 kW kW 1 Tonne1 Tonne提高频率提高频率增大功率增大功率减小炉体容量减小炉体容量INVERTER TECHNOLOGYINDUCTOTHERMINDUCTOTHERMIGBT-SCRIGBT-SCR每个每个IGBT需

12、要两个触发模块需要两个触发模块一个控制开通，一个控制关断一个控制开通，一个控制关断INDUCTOTHERMIGBT-SCRIGBT-SCRINDUCTOTHERMIGBTIGBTINDUCTOTHERMIGBT-SCRIGBT-SCR功率功率功率功率功率功率 Power-TrakPower-TrakPower-Trak 其他其他其他其他其他其他额定容量额定容量额定容量额定容量额定容量额定容量 可控硅数量可控硅数量可控硅数量可控硅数量可控硅数量可控硅数量/触发电路触发电路触发电路触发电路触发电路触发电路 IGBT IGBT IGBT数量数量数量数量数量数量/触发电路触发电路触发电路触发电路触发电

13、路触发电路1,000228161,5004412242,0006616322,5008820403,000882448功率功率功率功率功率功率 Dual-TrakDual-TrakDual-Trak 其他其他其他其他其他其他额定容量额定容量额定容量额定容量额定容量额定容量 可控硅数量可控硅数量可控硅数量可控硅数量可控硅数量可控硅数量/触发电路触发电路触发电路触发电路触发电路触发电路 IGBT IGBT IGBT数量数量数量数量数量数量/触发电路触发电路触发电路触发电路触发电路触发电路1,0004416241,5008824482,000121232642,500161640803,000161

14、64896INDUCTOTHERM逆变开关器件逆变开关器件逆变开关器件逆变开关器件逆变开关器件逆变开关器件可控硅可控硅60 Hz-10 kHz熔化熔化加热加热高频加热高频加热MOSFET 30 kHz-1 MGHz能量储能量储存量存量频率频率IGBT3 kHz-50 kHzINDUCTOTHERM短路保护短路保护短路保护短路保护短路保护短路保护INDUCTOTHERM功率因数功率因数串联线路串联线路 和和 并联线路并联线路比较比较功率大小功率大小功率大小功率大小1010202030304040505060607070808090901001001 10.80.80.60.60.40.40.20

15、.20 0功率因数功率因数功率因数功率因数INDUCTOTHERM整流变压器的KVA 串联线路串联线路和和并联线路并联线路的比较的比较 100100功率大小功率大小功率大小功率大小10102020303040405050606070708080909010010080806060404020200 0变压器的变压器的变压器的变压器的KVAKVA120120INDUCTOTHERM串联逆变线路中谐波电流的含量串联逆变线路中谐波电流的含量串联逆变线路中谐波电流的含量串联逆变线路中谐波电流的含量串联逆变线路中谐波电流的含量串联逆变线路中谐波电流的含量谐波次数谐波次数5th 7th 11th 13th

16、 17th 19th 谐波含量谐波含量串联逆变线路中变压器的串联逆变线路中变压器的KVA值最小，因此谐波含量最小值最小，因此谐波含量最小17.5 11 04.5 03 01.5 01.253相相6脉冲脉冲02 01.5 04.5 03 00.22 00.156相相12脉冲脉冲02 01.5 01 00.75 00.22 00.1512相相24脉冲脉冲INDUCTOTHERM通过斩波来控制直流电压通过斩波来控制直流电压通过斩波来控制直流电压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功率因数和可控硅移相角的关系功率因数和可控硅移相角的关系功率因数和可控硅移相角的关系306090120150

17、相控角相控角Power Factor180串联线路串联线路不控制整流，始终在最不控制整流，始终在最高电压高电压并联线路并联线路可控整流降低直流电可控整流降低直流电压时的功率因数压时的功率因数线功率因数自动减小线功率因数自动减小最大的线功率因数最大的线功率因数00.20.40.60.81INDUCTOTHERMWAVE CHOPPING TO CONTROL DC VOLTAGEWAVE CHOPPING TO CONTROL DC VOLTAGE0平均直流电压及波纹平均直流电压及波纹全导通时的最大电压全导通时的最大电压通过斩波降低电压通过斩波降低电压功率因数功率因数 0.95功率因数功率因数

18、0.4INDUCTOTHERML2L1L302345618791011126相供电线路Fully ConductingRectifiedL5L4L6电压反馈线路的功率因数理论上可达到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平均直流电压及波纹INDUCTOTHERM并联逆变器和串联逆变器的性能比较并联逆变器和串联逆变器的性能比较并联逆变器和串联逆变器的性能比较并联逆变器和串联逆变器的性能比较电流反馈电流反馈电压反馈电压反馈功率因数随着功率下降而降随着功率下降而降低低恒定大于恒定大于0.95电流畸变 较低较低 0.95 较高较高 q 线电压毛刺较高较高较低较低INDUCTOTH

19、ERMINDUCTOTHERMDUAL-TRAK炉体炉体炉体炉体1 1炉体炉体炉体炉体2 20 0100%100%kWkW0 0100%100%kWkW功率能够在额定功率范围内以任意比例分配功率能够在额定功率范围内以任意比例分配INDUCTOTHERMDUAL-TRAK199319931993年年年121212月月月212121日日日应达公司应达公司应达公司应达公司应达公司应达公司INDUCTOTHERMDUAL-TRAK双供电电源双供电电源3,6 或或 12相交流电相交流电整流桥整流桥滤波电容滤波电容逆变器逆变器炉体线圈炉体线圈炉体电容器炉体电容器FURNACE COIL炉体电容器炉体电容器

20、逆变器逆变器0-100%功率功率0-100%功率功率功率分配控制功率分配控制 这一点的能量恒定保这一点的能量恒定保这一点的能量恒定保持在持在持在 100%100%100%INDUCTOTHERMDUAL-TRAK双供电电源双供电电源3,6 或或 12相交流电相交流电整流桥整流桥滤波电容滤波电容逆变器逆变器炉体线圈炉体线圈炉体电容器炉体电容器FURNACE COIL炉体电容器炉体电容器逆变器逆变器0-100%功率功率0-100%功率功率功率分配控制功率分配控制 这一点的能量恒定保这一点的能量恒定保这一点的能量恒定保持在持在持在 100%100%100%INDUCTOTHERM双供电电源MELTI

21、NG CYCLEINDUCTOTHERM单单单单 供供供供 电电电电 系系系系 统统统统TimeTimeMaximumMaximum功率功率功率功率铁水量铁水量铁水量铁水量生产熔化周期生产熔化周期生产熔化周期生产熔化周期非生产的除渣和浇注周期非生产的除渣和浇注周期非生产的除渣和浇注周期非生产的除渣和浇注周期 总的周期时间总的周期时间总的周期时间总的周期时间X 100=X%X 100=X%电源的利用率电源的利用率电源的利用率电源的利用率生产周期时间生产周期时间生产周期时间生产周期时间总的周期时间总的周期时间总的周期时间总的周期时间X X 小于小于小于小于100100%50%到到到到 7575%得

22、很正常的得很正常的得很正常的得很正常的POWER-TRAKPOWER-TRAKMELTING CYCLEINDUCTOTHERM双双双双 供供供供 电电电电 系系系系 统统统统第一个生产周期第一个生产周期第一个生产周期第一个生产周期铁水量铁水量铁水量铁水量炉炉炉炉2 2MaximumMaximum功率功率功率功率铁水量铁水量铁水量铁水量-炉炉炉炉1 1TimeTime生产熔化周期生产熔化周期生产熔化周期生产熔化周期非生产周期非生产周期非生产周期非生产周期第二个生产周期第二个生产周期第二个生产周期第二个生产周期 第三个生产周期第三个生产周期第三个生产周期第三个生产周期POWER-TRAKPOWE

23、R-TRAK熔熔 化化 周周 期期INDUCTOTHERM双双双双 供供供供 电电电电 系系系系 统统统统第一个生产周期第一个生产周期第一个生产周期第一个生产周期MaximumMaximumTimeTime生产熔化周期生产熔化周期生产熔化周期生产熔化周期 非生产周期非生产周期非生产周期非生产周期第二个生产周期第二个生产周期第二个生产周期第二个生产周期第一个炉体在第一个炉体在第二个炉体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%INDUCTOTHERMMULTI-TRAK INDUCTOTHERMMULTI-TRAK INDUCTOTHERMINDUCTOTHERM