主要應(yīng)用于各種金屬的熔煉、保溫、燒結(jié)、焊接、淬火、回火、透熱、金屬液凈化、熱處理、彎管、以及晶體生長等。
標(biāo)準(zhǔn)輸出功率系列為：30kW~4000kW
標(biāo)準(zhǔn)配置熔煉爐系列為：5kg(30kW)~5000kg(4000kW)
標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率系列為：400Hz~10kHz
中頻感應(yīng)加熱技術(shù)是通過電磁感應(yīng)原理及利用渦流對工件進(jìn)行加熱。由于感應(yīng)加熱具有加熱速度快、物料內(nèi)部發(fā)熱效率高、加熱均勻且具有選擇性、產(chǎn)品質(zhì)量好、幾乎無環(huán)境污染、可控性好及易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化等一系列優(yōu)點(diǎn),因此近年來得到了迅速發(fā)展切。目前,感應(yīng)加熱己廣泛應(yīng)用于鑄造熔煉、鍛造毛坯加熱、金屬表面熱處理、鋁電解等行業(yè)中。以上這些行業(yè)中的傳統(tǒng)加熱方式大多是以煤、油、氣為能源或箱式電爐加熱,存在能耗高、勞動條件差、環(huán)境污染嚴(yán)重、工藝質(zhì)量難以控制等缺陷,嚴(yán)重制約了我國裝備制造業(yè)的發(fā)展。因此,全面推廣感應(yīng)加熱技術(shù),是改造我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的必然趨勢,而此技術(shù)的發(fā)展與感應(yīng)加熱電源的水平密切相關(guān)。 [1]
中頻電源的結(jié)構(gòu)
中頻電源從早期的中頻發(fā)電機(jī)組發(fā)展成為可控硅式變頻電源,如今經(jīng)過不斷開發(fā)完善成為目前新一代變頻電源裝置。
中頻電源主要包括整流變壓器、可控硅整流器、續(xù)流二極管、逆變器以及聯(lián)結(jié)整流器與逆變器的直流電抗器,還有相應(yīng)的控制回路和保護(hù)回路.
變壓器與整流裝置
中頻電源的可控硅整流裝置能夠產(chǎn)生大量的高次諧波電流,可以把它看成是一個(gè)諧波源。為了減少其諧波危害,對其整流裝置的設(shè)計(jì)采取增加整流脈動數(shù)作為抑制諧波的主要措施。通常情況下,對于1000kw以下的中頻電源裝置采用6脈動整流,其產(chǎn)生的諧波主要為6k士1(k為正整數(shù))次的特征諧波電流;而對于1000kw以上的中頻電源裝置根據(jù)容量的大小,可采用12脈動或24脈動整流。對于12脈整流電路,它是由兩組6脈動的三相橋并聯(lián)組成。兩組橋的交流側(cè)分別接到三繞組變壓器的兩個(gè)二次繞組上,一個(gè)繞組是星型接法,另一個(gè)是三角形接法,兩者線電壓相位差為30“。當(dāng)兩組橋同步控制,使兩組整流橋得到相同的觸發(fā)角,經(jīng)過分析可得來自兩組整流橋的5次和7次諧波電流將在變壓器的一次側(cè)相互抵消。同樣17次和19次諧波電流亦相互抵消,這時(shí)網(wǎng)側(cè)的最低次特征諧波將是n次和13次諧波,接下來就是23次和25次諧波了。其變壓器一次線電流的波形是三階梯形,更接近正弦波。 [1]
工作原理
中頻電源的工作原理為：采用三相橋式全控整流電路將交流電整流為直流電，經(jīng)電抗器平波后，成為直流電源，再經(jīng)單相逆變橋，把直流電流逆變成一定頻率（一般為1000至8000Hz）的單相中頻電流。負(fù)載由感應(yīng)線圈和補(bǔ)償電容器組成，連接成并聯(lián)諧振電路（也可串聯(lián)，一般情況下IGBT電源采用串聯(lián)諧振，當(dāng)然，IGBT電源也可采用并聯(lián)諧振）。
一般情況下，可以把中頻電源的故障按照故障現(xiàn)象分為完全不能起動和起動后不能正常工作兩大類。作為一般的原則，當(dāng)出現(xiàn)故障后，應(yīng)在斷電的情況下對整個(gè)系統(tǒng)作全面檢查，它包括以下幾個(gè)方面：
（一）電源：用萬用表測一下主電路開關(guān)（接觸器）和控制保險(xiǎn)絲后面是否有電，這將排除這些元件斷路的可能性。
（二）整流器：整流器采用三相全控橋式整流電路，它包括六個(gè)快速熔斷器、六個(gè)晶閘管、六個(gè)脈沖變壓器和一個(gè)續(xù)流二極管。在快速熔斷器上有一個(gè)紅色的指示器，正常時(shí)指示器縮在外殼里邊，當(dāng)快熔燒斷后它將彈出，有些快熔的指示器較緊，當(dāng)快熔燒斷后，它會卡在里面，所以為可靠起見，可以用萬用表通斷檔測一下快熔，以判斷它是否燒斷。
測量晶閘管的簡單方法是用萬用表電阻擋（200Ω擋）測一下其陰極—陽極、門極—陰極電阻，測量時(shí)晶閘管不用取下來。正常情況下，陽極—陰極間電阻應(yīng)為無窮大，門極—陰極電阻應(yīng)在10—50Ω之間，過大或過小都表明這只晶閘管門極失效，它將不能被觸發(fā)導(dǎo)通。
脈沖變壓器次邊接在晶閘管上，原邊接在主控板上，用萬用表測量原邊電阻約為50Ω。續(xù)流二極管一般不容易出現(xiàn)故障，檢查時(shí)用萬用表二極管擋測其二端，正向時(shí)萬用表顯示結(jié)壓降約有500mV，反向不通。
（三）逆變器：逆變器包括四只快速晶閘管和四只脈沖變壓器，可以按上述方法檢查。
（四）變壓器：每個(gè)變壓器的每個(gè)繞組都應(yīng)該是通的，一般原邊阻值約有幾十歐姆，次極幾歐姆。應(yīng)該注意：中頻電壓互感器的原邊與負(fù)載并聯(lián)，所以其電阻值為零。
（五）電容器：與負(fù)載并聯(lián)的電熱電容器可能被擊穿，電容器一般分組安裝在電容器架上，檢查時(shí)應(yīng)先確定被擊穿電容器所在的組。斷開每組電容器的匯流母排與主匯流排之間的連接點(diǎn)，測量每組電容器兩個(gè)匯流排間的電阻，正常時(shí)應(yīng)為無窮大。確認(rèn)壞的組后，再斷開每臺電熱電容器引至匯流排的軟銅皮，逐臺檢查即可找到擊穿的電容器。每臺電熱電容器由四個(gè)芯子組成，外殼為一極，另一極分別通過四個(gè)絕緣子引到端蓋上，一般只會有一個(gè)芯子被擊穿，跳開這個(gè)絕緣子上的引線，這臺電容器可以繼續(xù)使用，其容量是原來的3/4。電容器的另一個(gè)故障是漏油，一般不影響使用，但要注意防火。
安裝電容器的角鋼與電容器架是絕緣的，如果絕緣擊穿將使主回路接地，測量電容器外殼引線和電容器架之間的電阻，可以判斷這部分的絕緣狀況。
(六)水冷電纜：水冷電纜的作用是連接中頻電源和感應(yīng)線圈，它是用每根直徑Φ0.6–Ф0.8紫銅線絞合而成。對于500公斤電爐，電纜截面積為480平方毫米，對于250公斤電爐，電纜截面積采用300至400平方毫米。水冷電纜外膠管采用耐壓5公斤的壓力橡膠管，里面通以冷卻水，它是負(fù)載回路的一部分，工作時(shí)受到拉力和扭力，與爐體一起傾動而發(fā)生曲折，因此時(shí)間長后容易在柔性連接處斷裂開。水冷電纜斷裂過程，一般是先斷掉大部分后，在大功率運(yùn)行時(shí)把未斷小部分很快燒斷，這時(shí)中頻電源就會產(chǎn)生很高的過電壓，如果過電壓保護(hù)不可靠，就會燒壞晶閘管。水冷電纜斷開后，中頻電源無法啟動工作。如不檢查出原因而反復(fù)啟動，就很可能燒壞中頻電壓互感器。檢查故障時(shí)可用示波器，把示波器探頭夾在負(fù)載兩端，觀察按啟動按鈕時(shí)有無衰減波形。確定電纜斷芯時(shí)先把水冷電纜與電熱電容器輸出銅排脫開，用萬用表電阻擋（200Ω擋）測量電纜的電阻值，正常時(shí)電阻值為零，斷開時(shí)為無窮大。用萬用表測量時(shí)，應(yīng)把爐體翻到傾倒位置，使水冷電纜掉起，這樣使斷處徹底脫離，才能正確判斷是否斷芯。
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