[发明专利]感应电炉供电系统

说明书

本发明涉及一种感应电炉的供电系统，该系统配备有与市电电源无关地构成专用电源的交流发电设备。作为感应电炉(或感应加热器)的交流电源，加热所需的电能即通过感应电炉的单相线圈加到感应电炉上，感应电炉本身则是该交流电源的单相负荷，交流发电设备的输出电压和频率可连续调节地加以控制。

如所周知，这类传统的感应电炉供电系统，其加热所需的电能是按图4至6所示的供电系统加到感应电路上的。

这就是说，图4所示的供电系统采用市电电源作为基本电源，采用象柴油机之类的原动机驱动的交流发电机作为辅助电源。图5所示的供电系统则采用市电电源作为专用电源，并促使市电电源驱动的电动发电设备起变频机的作用，用作加热所需要的电源，这通常是供高频电炉用的。此外，图6所示的供电系统则采用象上面提到的那种原动机驱动的交流发电机作为专用电源，其中通过切换装在供电主电路中变压器的抽头而改变所需要的供电电压，供电电压的频率通常是使其与市电频率相等，或者将交流发电机的输出经过整流后，再由变换器变换成电压和频率合乎要求的交流电进行供电。

下面介绍一下图4至图6的电路图。应该指出的是，各图中作用相同的各组成元件都用同样的编号或字母表示。

首先，图4A和4B中，G3表示三相交流发电机，E表示象柴油机之类供驱动发电机用的原动机，CB_S1和CB_S2表示电源侧的断路器，CB_L1至CB_L72(n＝1，2……)表示负荷侧的断路器，10表示由感应电炉及其附属设备组成的感应电炉设施，图4B中的COS表示用以隔离市电电源与三相交流发电机之间的供电主电路的切换开关。

换句话说，图4A示出了这样一种基本电路结构，该电路系设计得使原动机E和三相交流发电机G₃组成的发电机设备能与市电电源同时运行，同时，当从市电电源接收的最大供电量受到限制时用来切断峰值电流。图4B则示出了这样一种基本电路结构，其中发电设备是作为事故电源供电给感应电炉设施运行的，感应电炉设施则在市电电源出故障期间由切换开关COS将其与市电电源隔离开来。这两个电路图中都用发电机设备作为市电电源的辅助电源。

因此，就发电设备而论，其输出频率与市电电源相等，而在图4A的情况下，其输出容量系取得使其小于总负荷所需的最大功率(包括感应电炉设施10在内)与最大限定功率之差值，在图4B的情况下，发电设备的输出容量则按需要而取感应电炉在保持温度情况下继续运行所需要的各种功率的总和作为其最小值。两种情况下发电设备的输出功率都取得小于上述各负荷额定功率的总和。

其次，在图5中，M表示交流发电机，G₁表示电动机所驱动的高频单相交流发电机，TR₁表示变压器，7表示装在感应电炉炉体上用以引入加热功率的单相线圈；Cp表示单相线圈的改善功率因数电容器，11则为感应电炉设施，上述单相线圈和上述各种供电附属元件即在感应电炉设施11中组装在一起。

这就是说，图5示出了用市电电源作为专用电源的感应电炉供电系统，这种供电系统通常是供高频感应电炉用的。电动机M和发电机G₁一起构成对市电电源提供的供电来说起变频机作用的电动发电机。应该指出的是，这里分别通过调节发电机G的激磁和调节电动机M转速可以调节电动发电机的输出电压和输出频率。此外，电动发电机的输出容量是按照能给感应电炉提供所需最大功率的输出容量值而确定的。

另外，图6A中，SW₁和SW₂分别表示电磁接触器之类的开关，CLR表示限流电阻器，T_R2表示带抽头的变压器，C_B和L_B分别表示电容器和电抗器，供相平衡之用，12表示感应电炉设施，上述单相线圈7和上述各种供电附属元件即在感应电炉设施12中组装在一起。

这就是说，图6A示出的低频感应电炉供电系统的基本电路结构采用由原动机E和三相交流发电机G3组成的发电设备作为其专用电源，其频率通常取50/60赫的市电频率。