中頻熔煉爐的工作原理

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，成為一個恒定的直流電流源，再經(jīng)單相逆變橋，把直流電流逆變成一定頻率的單相中頻電流。負載由感應線圈和補償電容器組成，連接成并聯(lián)諧振電路。

一般情況下不銹鋼熔煉爐，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，當出現(xiàn)故障后，應在斷電的情況下對整個系統(tǒng)作檢查，它包括以下幾個方面：

1）電源：用萬用表測一下主電路開關（接觸器）和控制保險絲后面是否有電，這將排除這些元件斷路的可能性。

2）整流器：整流器采用三相全控橋式整流電路，它包括六個快速熔斷器、六個晶閘管、六個脈沖變壓器和一個續(xù)流二極管。在快速熔斷器上有一個紅色的指示器，正常時指示器縮在外殼里邊，當快熔燒斷后它將彈出金屬熔煉爐，有些快熔的指示器較緊，當快熔燒斷后，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。

各種合金熔煉爐工作原理：

中頻電源采用IGBT功率器件，并聯(lián)諧振基礎上的雙調(diào)控變流控制技術金銀銅鋁熔煉爐。在這種技術中，功率和變頻獨立調(diào)控，采用IGBT開關器件和非晶態(tài)電感構成高頻斬波電路調(diào)節(jié)功率，采用IGBT并聯(lián)諧振及頻率自動跟蹤技術獲得的軟開關控制逆變過程，使設備在大功率下的工作可靠性大大提高，使得設備在大功率領域得到了發(fā)展，設備暫載率得以實現(xiàn)。

各種合金熔煉爐產(chǎn)品優(yōu)勢：

1、 加熱均勻，保證加熱工件芯表溫差小，通過溫度控制系統(tǒng)可對溫度進行控制,保證產(chǎn)品重復精度

2、 設備中設計了的保護功能如過流保護、欠水保護、過熱保護、過壓保護、短路保護、缺相保護等，大于增加設備的可靠性又方便設備的維護工作

3、 設備有多種顯示功能如頻率顯示、電流顯示、電壓顯示、功率顯示，使設備工作狀況直觀化，對于設計感應圈和電容調(diào)節(jié)更具指導作用

4、超小體積、重量輕、可移動、占地不足1平方米

5、能耗低、無污染、加熱,與其他加熱方式相比,有效地降低了能耗,勞動生產(chǎn)率高、無污染、設備符合環(huán)保要求。

6、每種熔煉爐的加熱能力，冷爐時，每爐熔煉時間為40-50分鐘，熱爐時，每爐熔煉時間為20--30分鐘

應用范圍：金、銀、鐵、銅等及各種合金。

中頻熔煉爐缺點：

1.前大功率的串聯(lián)諧振(一拖二)中頻電源在國內(nèi)還尚未成熟，未普及化。

國內(nèi)生產(chǎn)的設備的廠家有突出業(yè)績的也是鳳毛麟角。

2.串聯(lián)諧振中頻電源的逆變器采用IGBT元件,IGBT元件的容量是不能滿足大功率電源穩(wěn)定工作的。國外公司如:應達公司采用可控硅串聯(lián)諧振中頻電源的逆變器是可以將電源功率做大。但國內(nèi)對該技術還未成熟掌握。

3.單臺大功率電源配置，當電源發(fā)生故障時，整套設備將無法進行熔煉工作，從而影響生產(chǎn)。

4.該套設備成本高,國內(nèi)的售價偏高。

5.故障率高,維修難度大,備件互換性不強,維護成本高。

中頻熔煉爐的脈沖燃燒控制的上風

中頻熔煉爐的脈沖燃燒控制采用的是一種中斷燃燒的方式，使用脈寬調(diào)制技術，通過調(diào)節(jié)燃燒時間的占空比（通斷比）實現(xiàn)窯爐的溫度控制。燃料流量可通過壓力調(diào)整預先設定，燒嘴一旦工作，就處于滿負荷狀態(tài)，保證燒嘴燃燒時的燃氣出口速度不變。當需要升溫時，燒嘴燃燒時間加長，中斷時間減小；需要降溫時，燒嘴燃燒時間減小，中斷時間加長。脈沖燃燒控制的主要長處為傳熱，大大降低能耗。可進步爐內(nèi)溫度場的平均性。無需在線調(diào)整，即可實現(xiàn)燃燒氣氛的控制。

可進步燒嘴的負荷調(diào)節(jié)比。系統(tǒng)簡樸可靠，造價低。減少NOx的天生。普通燒嘴的調(diào)節(jié)比一般為1：4左右，當燒嘴在滿負荷工作時，燃氣流速、火焰外形、熱效率均可達到狀態(tài)，但當燒嘴流量接近其流量時，熱負荷，燃氣流速大大降低，火焰外形達不到要求，熱效率急劇下降，高速燒嘴工作在滿負荷流量50%以下時，上述各項指標距設計要求就有了較大的差距。

脈沖燃燒則不然，不管在何種情況下，燒嘴只有兩種工作狀態(tài)，一種是滿負荷工作，另一種是不工作，只是通過調(diào)整兩種狀態(tài)的時間比進行溫度調(diào)節(jié)，所以采用脈沖燃燒可彌補燒嘴調(diào)節(jié)比低的缺陷，需要低溫控制時仍能保證燒嘴工作在燃燒狀態(tài)。

中頻熔煉爐在使用高速燒嘴時，燃氣噴出速度快，使附近形成負壓，將大量窯內(nèi)煙氣吸人主燃氣內(nèi)，進行充分攪拌混合，延長了煙氣在窯內(nèi)的滯流時間，增加了煙氣與制品的接觸時間，從而進步了對流傳熱效率，另外，窯內(nèi)煙氣與燃氣充分攪拌混合，使燃氣溫度與窯內(nèi)煙氣溫度接近，進步窯內(nèi)溫度場的平均性，減少高溫燃氣對被加熱體的直接熱沖擊。

對于設備運行中出現(xiàn)的燒硅現(xiàn)象可分以下情況處理：

A：固定位置燒硅有以下幾種原因：

1） 冷卻不好，可通過測試元件運行溫度來判別，處理辦法是疏通水路或更換水套；

2） 脈沖變壓器初次級絕緣擊穿，該種原因一般會引起逆變相應功放管損壞；

3） 對應均壓電阻或阻容吸收回路損壞或接觸不良；

4） 并肩硅性能不佳（不能正常開通或關斷），該種現(xiàn)象往往被維修人員忽視，燒了很多硅，一直到該硅也燒掉，換了之后才恢復正常。

B:無規(guī)律燒硅一般是保護系統(tǒng)有故障，應重點檢查過流過壓，主回路接觸問題和絕緣問題。當然逆變觸發(fā)回路出現(xiàn)故障也會引起無規(guī)律燒硅。

設備不能正常啟動分以下兩種情況：

1）設備故障——逆變元件擊穿、水電纜開路、感應器匝間短路、補償電容擊穿、觸發(fā)回路不正常等原因，對于該種故障，只有修復損壞部位才能恢復；

2）負載阻抗不匹配，重載不好啟動，可通過增大電抗器間隙、減小換流電感值、諧振回路套接磁環(huán)、電抗器逆變側(cè)并接沖磁電阻（20/3KW）、電抗器兩端并接旁路電阻（20/3KW）、改變恒流啟動值（調(diào)整W10或W5）、增大中心頻率VCO電壓值（5～7V）等辦法來解決，但的辦法是減少補償電容或增加感應器匝數(shù)來調(diào)整負載阻抗。

小角度問題：由于換流電感和逆變輸出至補償電容引線電感的存在，重載時，負載阻抗逆變換流時間增大，原先調(diào)好的小角度會變小，此時可能出現(xiàn)升功率至一半時逆變顛覆，所以，空載調(diào)小角度時，應偏大一點為好（一般Ua/Ud＝1.2～1.3）

其中中頻熔煉爐

h表示攪拌高度，H表示熔液高度，

P表示電源功率，d表示坩堝直徑，

G表示坩堝內(nèi)金屬重量，ρ表示金屬電阻率，

f表示中頻電源輸出頻率。

從上式可以看出，要得到較好的攪拌效果，就必須提高功率或降低頻率，只有在一定功率下選擇恰當?shù)念l率才能達到更好的攪拌效果。而判斷熔煉效果的好壞主要指標為h/d，當熔化鐵、鋼、銅、鋁時，h/d值為0.125～0.250,0.070～0.125,0.050～0.150,0.100～0.500，熔煉效果。

輸出功率由熔化材料及重量確定，一般來說熔化鐵為510KW.h/T,鋼為570KW.h/T，銅為350KW.h/T，鋁為750KW.h/T。現(xiàn)在許多人計算中頻熔煉爐功率采用經(jīng)驗公式P=T/2。

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