[实用新型]真空感应炉槽路换频装置

说明书

本实用新型属于供电或配电的电路装置。主要适用于真空感应炉的供电系统。

真空感应炉在熔炼合金时，为了使其成分均匀、去除夹杂物和有效脱气，一般都需电磁搅拌。为此，都配备搅拌电源。合金在溶炼过程中的感应加热熔化和液态钢水升温采用中频电源，而电磁搅拌采用工频电源，即采用两套电源和两套感应器供电。两套感应器的弊病较多，未能广为应用。

现有技术中，采用三组感器并联供中频电的结构，实现了用同一套感应器、三相工频电，配合三组感应器星接，达到搅拌的目的。即配三相工频电搅拌系统，如附图2所示。图中，B1、B2为电源变压器、Z为整流器、G为电抗器、NB1为逆变器、K为换频开关，L为感应圈，J1、J2为接触器，ZB1为中频变压器，GB为工频变压器，C1为工频电容器，C2为中频电容器，1为感应炉的坩埚体，2为熔融合金。

由图2可看出，换频开关K闭合时，3组感应器并联，工频电源不送电至b线，实现中频送电，进行炉料熔化；当换频开关K开启时，b线断开，中频停电，三组感应器星接，中频电容C2跨接在感应器的相间，工频电容器C1接在三相工频的线间，由此实现加热时与搅拌时的电源频率变换，即可分别提供工频电源或中频电源，换频在主回路进行只通过有功电流；且结构简单，换频装置容量不大，易制造。但仍存在如下缺点：

（1）搅拌时，坩埚中的熔融合金的容量必须大于坩埚容量的3／5～4／5；否则，熔融合金少，搅拌供电失去平衡。

（2）供电电功率需靠电源变压器和搅拌用变压器之间的星／角转换调两档。

（3）由于同一套感应器工作在工频时，感抗不够，电压允许值较低，槽路电流大，电效率低。

（4）两种频率供电用两套电源造价高，占地大。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、换频方便的、能供给一定电压的中频电和工频电的真空感应炉槽路换频装置。

为了达到上述目的，本实用新型真空感应炉槽路换频装置在结构上由晶闸管变频器、双频变压器、换频装置和程序控制器组成。晶闸管变频器和双频变压器由浙江大学电工厂设计制造；换频装置由工频电容器、中频电容器、换频开关、双频变压器调压开关和三组感应器组成。

电源经电源变压器输入晶闸管变频器，经变频后，可输出中频电或工频电，即频率为500赫芝或50赫芝，随后，该中频电或工频电输入双频变压器，经变压器后，可输出电压为50～750V的中频电，最高电压为750V，或者输出最高电压为375V的工频电。经过晶闸管变频器、双频变压器所输出的中频电或工频电，再经换频装置，就可达到真空感应炉在不同冶炼期所需的具有一定功率的中频电或工频电。也就是说，欲得到所需的中频电或工频电，就必由程序控制器，使晶闸管变频器、双频变压器通过换频装置协调一致才能实现。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）工频工作时中频电容跨接在三组感应器串联的两端，约代替了1／5工频电容量工作，节省了投资，包括减少了一套工频搅拌电源。

（2）供电系统采用可编程序器控制（YK控制器），操作方便，安全可靠。

（3）工艺要求钢水搅拌时，工频供电不受坩埚中装入量的限制，扩大了使用范围，提高了设备的使用性能。

（4）本换频装置在换频过程的同时，实现了更换三组感应器的接法，工频送电时感应器串接，提高了感抗，供电电压提高，减少了供电线路损耗，提高了电效率。

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图1为本实用新型真空感应炉槽路换频装置的结构示意图。

附图1中，B为电源变压器，NB为晶闸管变频器，用于变频，ZB为双频变压器，J1（J2）为接触器，ZK1、ZK2为双频变压器的调压开关，C1为工频电容器，C2为中频电容器，K1、K2为换频开关，L1、L2、L3为感应器，1为炉体，2为合金熔融体，YK为程序控制器。

上述元器件中，由工频电容器C1、中频电容器C2、调压开关ZK1、ZK2、换频开关K1、K2和电感器L1、L2、L3组成换频装置。三组电感器L1、L2、L3中，有一组（L2）与另两组（L1、L3）反向相接，工频电容器C1与中频电容器C2并联。其中，工频电容器C1的电容为2000～2500千乏，中频电容器C2的电容为5000～6000千乏，K1、K2最大允许导通电流为14000A。双频变压器ZB除了调节中频电压或工频电压外，还有隔离作用，阻止换频装置中的高压电反馈到电源中去。