導(dǎo)語：考究工頻加熱爐電路優(yōu)化設(shè)計(jì)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、電路設(shè)計(jì)

1主電路優(yōu)化前我公司使用的工頻感應(yīng)爐主電路。該電路設(shè)計(jì)為二個主接觸器(分別是KM1和KM2)來控制工頻感應(yīng)加熱爐電源的通與斷，在通電一瞬間KM2吸合，將電源從平波電阻器R3接入，幾秒鐘后KM2斷開，KM1接通，電源從這個接觸器接入工頻感應(yīng)爐。其中R2為平衡用電抗器，Cn1為平衡用電容組，Cn2為補(bǔ)償電容組，Rn為工頻感應(yīng)爐線圈組。2控制電路工頻感應(yīng)加熱爐的控制電路。在工頻感應(yīng)加熱爐工作時，首先繼電器KA2接通，驅(qū)動接觸器KM2接通，電壓由平波電阻器R3接入工頻感應(yīng)加熱爐加熱線圈，經(jīng)過一定延時后，繼電器KA1帶電，驅(qū)動接觸器KM1將電源接入工頻感應(yīng)爐線圈組。當(dāng)電路接通后，三相電源經(jīng)平衡電抗器和平衡電容器后改變?yōu)閮上嚯娫?，供給工頻感應(yīng)爐線圈組。3勵磁電路磁性調(diào)壓器具有在帶負(fù)荷情況下，改變控制繞組電流就能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)壓，因此工頻感應(yīng)加熱爐廣泛采用磁性調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)壓。磁性調(diào)壓器調(diào)壓的原理是控制變壓器繞組的直流控制電流，從而控制磁調(diào)二次電壓的變化，進(jìn)而達(dá)到調(diào)整電爐工作電流的目的。當(dāng)直流控制電流增大時，磁調(diào)二次電流隨之增大，勵磁回路。當(dāng)變壓器側(cè)高、低壓接通，啟動信號給予后，KM3吸合;電壓經(jīng)平波電抗器后，加在可調(diào)調(diào)壓器兩端，經(jīng)可調(diào)調(diào)壓器調(diào)壓后送給橋式整流裝置整流成直流后送給磁性調(diào)壓器，實(shí)現(xiàn)對控制變壓器繞組的直流控制;進(jìn)而控制磁調(diào)二次電壓的大小，實(shí)現(xiàn)對工頻感應(yīng)加熱爐工作電流的調(diào)整。

二、電路優(yōu)化設(shè)計(jì)

1優(yōu)化后的主電路優(yōu)化前的工頻感應(yīng)加熱爐主電路的電源設(shè)計(jì)為兩相工作模式。為了使電網(wǎng)平衡，采用了平衡電抗器和平衡電容器進(jìn)行三相平衡供電的方式進(jìn)行工作，加熱效率低，且只適用于加熱一種規(guī)格的銅鑄錠。如果加熱不同規(guī)格的銅鑄錠則需要在更換工頻感應(yīng)爐線圈組的同時，需要調(diào)整與其對應(yīng)的平衡用電抗器和平衡用電容器組。由于平衡用電抗器固定較牢固，安裝空間相對來說比較狹小，調(diào)整拆卸難度較大，導(dǎo)磁塊之間的間隙很難調(diào)整到最佳效果。因此考慮將工頻感應(yīng)爐設(shè)計(jì)為三相供電加熱方式，省去平衡用電抗器及平衡用電容組，增加功率因數(shù)補(bǔ)償電容組，此種工作方式下電容的匹配、調(diào)整方便、實(shí)用。優(yōu)化后的主電路，KM1、KM2、KM3為主接觸器，R4為平波電阻器;Rn1、Rn2、Rn3為工頻感應(yīng)爐線圈組;Cn1、Cn2、Cn3為與工頻感應(yīng)爐線圈組對應(yīng)的補(bǔ)償電容組。優(yōu)化后的電路設(shè)計(jì)為三個主接觸器(分別是:KM1，KM2，KM3)來控制工頻感應(yīng)加熱爐電源的通與斷，在通電一瞬間KM3吸合，將電源從平波電阻器R4接入，幾秒鐘后KM3斷開，KM1與KM2接通，電源從這兩個接觸器接入工頻感應(yīng)爐。這樣的好處有兩個:一是防止有接觸器壞掉影響工頻感應(yīng)爐的正常工作;二是可以分流，由于工頻感應(yīng)爐的工作電流大，如果直接入一個接觸器的話電流全部從其觸頭流過，會減少其使用壽命，接入兩個接觸器后其使用壽命大大提高。2優(yōu)化后的控制電路優(yōu)化后的控制電路，除了控制主電路的電路外，增加了控制補(bǔ)償電容的電路。當(dāng)工頻感應(yīng)加熱爐功率因數(shù)低時，可根據(jù)其功率因數(shù)，選擇向主電路中接入補(bǔ)償電容器組數(shù)，補(bǔ)償電容器組的選擇由轉(zhuǎn)換開關(guān)來完成。電容器組總共有三組，可分三種方式接入電路即:接入一組、二組、三組，經(jīng)調(diào)試后證明，優(yōu)化后的電路更能滿足生產(chǎn)所需。3優(yōu)化后的勵磁電路由于常用調(diào)壓裝置采用可調(diào)磁性調(diào)壓器反應(yīng)慢，且長時間使用后接觸不好容易起熱，影響工頻感應(yīng)加熱爐加熱的可靠性和效率，遂對勵磁電路進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的勵磁電路，該電路采用脈沖觸發(fā)控制器的脈沖電壓改變可控硅K1、K2導(dǎo)通角的大小，從而實(shí)現(xiàn)對勵磁電壓大小的改變。這種勵磁電路改變傳統(tǒng)調(diào)壓采用手輪式調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)壓的方式，采用電位器RP對脈沖觸發(fā)控制器的脈沖進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工頻感應(yīng)加熱爐加熱電路電壓高低設(shè)定。脈沖觸發(fā)器在工作時，對電源輸出的交流信號經(jīng)雙半波整流后，通過同步整形環(huán)節(jié)變成方波;經(jīng)鋸齒波發(fā)生器變成與電源同頻的鋸齒波同步信號后，與電位器RP輸出的控制信號比較，產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖;經(jīng)脈沖變壓器后去觸發(fā)可控硅的導(dǎo)通角，改變輸出直流的大小，控制磁性調(diào)壓器二次電壓的變化，從而達(dá)到調(diào)整工頻感應(yīng)加熱爐工作電流的目的。脈沖觸發(fā)器中J1、J2間接入工頻感應(yīng)加熱爐線圈溫度測試傳感器信號，實(shí)現(xiàn)超溫保護(hù)。4勵磁電路控制電路優(yōu)化前后，勵磁電路都用同一個控制電路，控制電路。低壓側(cè)只有高壓側(cè)接通后才能接通，調(diào)壓只有在高壓側(cè)和低壓側(cè)接通后才能夠啟動。這樣的好處是可以防止操作者不按工作要求，直接啟動工頻感應(yīng)爐，其接通電源時的電流反沖將變電所的電源閘刀頂開，發(fā)生停電故障。

三、加熱效果

為了比較電路優(yōu)化前后工頻感應(yīng)加熱爐的加熱效率，分別計(jì)算不同規(guī)格的銅鑄錠在相同加熱條件下加熱至生產(chǎn)工藝溫度所需時間。采用工頻感應(yīng)加熱爐加熱相同規(guī)格的銅鑄錠，電路優(yōu)化前與優(yōu)化后相比，每加熱一段銅錠平均需多用約9min，升溫時間也需多用9min左右，說明電路優(yōu)化后工頻感應(yīng)加熱爐加熱效果更好、更節(jié)能。

四、結(jié)論

通過對工頻感應(yīng)加熱爐主電路、控制電路及勵磁電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使工頻感應(yīng)加熱爐的加熱效率提高，更節(jié)能。優(yōu)化電路后的工頻感應(yīng)加熱爐采用電容補(bǔ)償可以有效解決加熱效率低的問題;加熱不同規(guī)格銅鑄錠不需要更換工頻感應(yīng)加熱爐爐體，操作更加方便。優(yōu)化后的電路在工作時，工頻感應(yīng)加熱爐、磁性調(diào)壓器與勵磁電路組成了一個閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)爐溫與給定溫度存在偏差時，PI調(diào)節(jié)器發(fā)出一個調(diào)節(jié)信號，半控橋觸發(fā)脈沖根據(jù)這個信號自動移相，改變磁調(diào)控制電流，從而控制電爐的工作電流。調(diào)節(jié)過程采用PI控制方式，系統(tǒng)具有反應(yīng)快、精度高、誤差等優(yōu)點(diǎn)。

作者：盧祥勝聞國民陳全明單位：河南江河機(jī)械有限責(zé)任公司