دوائر الفرن التعريفي

يناقش المقال مخططات أفران الصهر بالحث (القناة والبوتقة) وتركيبات التقسية بالحث التي تحركها محولات التردد الثابتة والآلة.

رسم تخطيطي لفرن مع قناة حث

تصنع جميع تصميمات الأفران الحثية الصناعية تقريبًا بكتل حثية قابلة للفصل. وحدة الحث عبارة عن محول فرن كهربائي بقناة مبطنة لاستيعاب المعدن المنصهر. تتكون وحدة الحث من العناصر التالية ، الغلاف ، الدائرة المغناطيسية ، البطانة ، المحرِّض.

يتم إنتاج وحدات الحث على شكل طور واحد وثنائي الطور (مزدوج) بقناة واحدة أو قناتين لكل محث. يتم توصيل وحدة الحث بالجانب الثانوي (الجانب LV) لمحول الفرن الكهربائي باستخدام الموصلات مع أجهزة إخماد القوس الكهربائي. في بعض الأحيان يتم تضمين اثنين من الملامسات مع جهات اتصال الإمداد التي تعمل بالتوازي في الدائرة الرئيسية.

في التين. يوضح الشكل 1 مخطط إمداد الطاقة لوحدة تحريض فرن أحادي الطور. تستخدم مرحلات الحمل الزائد PM1 و PM2 للتحكم في الفرن وإيقافه في حالة الحمل الزائد وقصر الدائرة.

تُستخدم المحولات ثلاثية الطور لتزويد أفران ثلاثية الطور أو ثنائية الطور التي تحتوي إما على دائرة مغناطيسية مشتركة ثلاثية الطور أو دائرتان أو ثلاث دوائر مغناطيسية منفصلة من النوع الأساسي.

تُستخدم المحولات الأوتوماتيكية لتشغيل الفرن أثناء فترة تكرير المعدن وللحفاظ على وضع الخمول من أجل مزيد من التحكم الدقيق في الطاقة خلال فترة تشطيب المعادن إلى التركيب الكيميائي المطلوب (مع صامت ، بدون حفر ، طريقة الصهر) وكذلك فيما يتعلق بالفترة الأولية يبدأ الفرن أثناء الانصهار الأول الذي يتم تنفيذه بكمية صغيرة من المعدن في الحمام لضمان التجفيف التدريجي وتلبيد البطانة. يتم تحديد قوة المحول الذاتي في حدود 25-30٪ من قوة المحول الرئيسي.

من أجل التحكم في درجة حرارة الماء وتبريد الهواء للمحث ومبيت وحدة الحث ، يتم تثبيت موازين الحرارة الكهربائية ، والتي تعطي إشارة عند تجاوز درجة الحرارة. يتم إغلاق الفرن تلقائيًا عند تشغيل الفرن لتصريف المعدن. تستخدم مفاتيح الحد المتصلة بمحرك الفرن الكهربائي للتحكم في موضع الفرن. في الأفران والخلاطات ذات التشغيل المستمر ، عندما يتم تصريف المعدن وتحميل أجزاء جديدة من الشحنة ، لا يتم إيقاف تشغيل وحدات الحث.

أرز. 1. رسم تخطيطي لإمداد الطاقة لوحدة الحث لفرن القناة: VM - مفتاح الطاقة ، CL - المقاولين ، Tr - محول ، C - مكثف بنك ، I - مغو ، TN1 ، TN2 - محولات الجهد ، 777 ، TT2 - المحولات الحالية ، R - disconnector ، PR - fuses ، PM1 ، PM2 - مرحل التيار الزائد.

لضمان مصدر طاقة موثوق به أثناء التشغيل وفي حالة الطوارئ ، يتم تشغيل محركات الدفع لآليات إمالة فرن الحث والمروحة ومحرك أجهزة التحميل والتفريغ ونظام التحكم بواسطة محول مساعد منفصل.

رسم تخطيطي لفرن بوتقة التعريفي

يتم تشغيل أفران بوتقة الحث الصناعي بسعة تزيد عن 2 طن وقوة تزيد عن 1000 كيلو وات بواسطة محولات تنحى ثلاثية الطور مع تنظيم جهد تحميل ثانوي متصل بشبكة عالية الجهد ذات تردد صناعي.

الأفران أحادية الطور ، ولضمان التحميل المنتظم لمراحل التيار الكهربائي ، يتم توصيل جهاز موازنة بدائرة الجهد الثانوي ، التي تتكون من مفاعل L مع تنظيم الحث عن طريق تغيير فجوة الهواء في الدائرة المغناطيسية ومكثف المجموعة Cc متصلة بمحث في شكل مثلث (انظر ARIS في الشكل 2). تحتوي محولات الطاقة بسعة 1000 و 2500 و 6300 كيلو فولت أمبير على 9 - 23 درجة جهد ثانوي مع التحكم التلقائي في الطاقة بالمستوى المطلوب.

يتم تشغيل الأفران ذات السعة والطاقة الأصغر بواسطة محولات أحادية الطور بسعة 400-2500 كيلو فولت أمبير ، مع استهلاك طاقة يزيد عن 1000 كيلو وات ، كما يتم تثبيت أجهزة موازنة ، ولكن على الجانب العالي الجهد من محول الطاقة. عند وجود طاقة منخفضة للفرن والتزويد من شبكة عالية الجهد من 6 أو 10 كيلو فولت ، يمكن التخلي عن balun ، إذا كانت تقلبات الجهد عند تشغيل الفرن وإيقافه ضمن الحدود المسموح بها.

في التين. يوضح الشكل 2 دائرة إمداد الطاقة لفرن الحث بتردد الحث.تم تجهيز الأفران بمنظمات الوضع الكهربائي ARIR ، والتي تضمن ، ضمن الحدود المحددة ، صيانة الجهد والطاقة Pp و cosfi عن طريق تغيير عدد خطوات الجهد لمحول الطاقة وتوصيل أقسام إضافية من بنك المكثف. توجد المنظمين والأدوات في خزانات التحكم.

أرز. 2. دائرة كهربائية لفرن بوتقة الحث من محول طاقة مزود بجهاز موازنة ومنظم وضع الفرن: PSN - مفتاح خطوة الجهد ، C - موازنة السعة ، L - مفاعل balun ، C -St - بنك مكثف تعويضي ، I - محث الفرن ، ARIS - منظم جهاز التوازن ، منظم الوضع ARIR ، 1K - NK - ملامسات التحكم في سعة البطارية ، TT1 ، TT2 - المحولات الحالية.

في التين. يوضح الشكل 3 مخططًا تخطيطيًا لتزويد أفران بوتقة الحث من محول آلة التردد المتوسط. تم تجهيز الأفران بمنظمات آلية للوضع الكهربائي ، ونظام إنذار لـ "ابتلاع" البوتقة (للأفران ذات درجة الحرارة العالية) ، وكذلك إنذار لانتهاك التبريد في عناصر التبريد بالماء للتركيب.

أرز. 3.الدائرة الكهربائية لفرن بوتقة التعريفي من محول التردد المتوسط ​​للآلة مع رسم تخطيطي هيكلي للضبط التلقائي لوضع الذوبان: محرك M - محرك ، G - مولد تردد متوسط ​​، 1K - NK - بادئات مغناطيسية ، TI - محول الجهد ، TT - محول التيار ، IP - فرن الحث ، C - المكثفات ، DF - مستشعر الطور ، PU - جهاز التبديل ، مضخم منظم الطور UVR ، 1KL ، 2KL - موصلات الخط ، BS - وحدة المقارنة ، BZ - كتلة الحماية ، OB - ملف الإثارة ، RN - منظم الجهد.

رسم تخطيطي لمحطة تصلب الحث

في التين. الشكل 4 هو رسم تخطيطي لإمداد الطاقة لآلة تصلب الحث من محول تردد الآلة. بالإضافة إلى مزود الطاقة MG ، تشتمل الدائرة على موصل طاقة K ، ومحول تبريد TZ ، على الملف الثانوي الذي يتم تضمين فيه محث I ، ومجموعة مكثف تعويضي CK ، ومحولات الجهد والتيار TN و 1TT ، 2TT ، والقياس الأدوات (الفولتميتر V ، الواطميتر W ، الطور) ومقاييس التيار الكهربائي للمولد وتيار الإثارة ، بالإضافة إلى مرحلات التيار الزائد 1RM ، 2RM لحماية مصدر الطاقة من ماس كهربائى والحمل الزائد.

أرز. 4. رسم تخطيطي لوحدة تصلب الحث: محرك M - محرك ، G - مولد ، VT ، TT - محولات الجهد والتيار ، K - قواطع ، 1PM ، 2PM ، ЗРМ - مرحل التيار ، Pk - مانع ، A ، V ، W - أجهزة القياس ، ТЗ - محول التبريد ، ОВГ - ملف إثارة المولد ، РП - مقاوم التفريغ ، РВ - ملامسات مرحل الإثارة ، الكمبيوتر - مقاومة قابلة للتعديل.

لتشغيل محطات الحث القديمة للمعالجة الحرارية للأجزاء ، يتم استخدام محولات التردد للآلات الكهربائية - محرك محرك من النوع المتزامن أو غير المتزامن ومولد التردد المتوسط ​​من نوع الحث ، في محطات الحث الجديدة - محولات التردد الثابتة.

يظهر رسم تخطيطي لمحول تردد الثايرستور الصناعي لتشغيل وحدة تصلب الحث في الشكل. 5. تتكون دائرة محول تردد الثايرستور من مقوم ، وكتلة خنق ، ومحول (عاكس) ، ودوائر تحكم وكتل مساعدة (مفاعلات ، ومبادلات حرارية ، وما إلى ذلك). وفقًا لطريقة الإثارة ، يتم تصنيع العواكس بإثارة مستقلة (من المولد الرئيسي) وبإثارة ذاتية.

يمكن أن تعمل محولات الثايرستور بثبات مع تغيير التردد على نطاق واسع (مع دائرة تتأرجح ذاتية الضبط وفقًا لمعلمات الحمل المتغيرة) وبتردد ثابت مع مجموعة واسعة من التغييرات في معلمات الحمل بسبب التغيير في المقاومة النشطة للمعدن المسخن وخصائصه المغناطيسية (للأجزاء المغناطيسية الحديدية).

أرز. 5. رسم تخطيطي لدوائر الطاقة من نوع محول الثايرستور TFC -800-1: L - مفاعل التنعيم ، BP - كتلة البداية ، VA - قاطع الدائرة.

تتمثل مزايا محولات الثايرستور في عدم وجود كتل دوارة ، وحمل منخفض على القاعدة وتأثير ضئيل لعامل القدرة على تقليل الكفاءة ، والكفاءة هي 92 - 94٪ عند التحميل الكامل ، وعند 0.25 تنخفض بنسبة 1 فقط - 2٪.أيضًا ، نظرًا لأنه يمكن تغيير التردد بسهولة ضمن نطاق معين ، فلا داعي لضبط السعة لتعويض القدرة التفاعلية للدائرة المتذبذبة.