中频炉工作原理 电路图
串、并联中频感应电炉原理与特点对比
串、并联中频感应电炉原理与特点对比2011-04-22 06:48:51| 分类：中频炉故障与维修| 标签：逆变功率电炉中频电路|举报|字号大中小订阅11．1 串联逆变中频感应熔炼炉图1为串联逆变中频感应熔炼炉(以下简称串联电路)主回路电路图。
该种供电方式是l台电源可以同时向2台电炉馈电熔炼，亦可以1台炉子熔炼，另1台保温。
以苏州振吴电炉有限公司生产的一拖二串联电路中频感应电炉为例，由图1可知，逆变部分是由2个半桥式逆变电路相串联。
这种串联电路在使用过程中，整流电路一直处于全导通状态，所以功率因数不小于0．95(整流输出电压Ud恒定不变)，串联电路功率输出是通过调节逆变导通角大小来控制的。
这里所指的功率因数是：C0S&=P／S式中：P有功功率。
S视在功率．& 书——电路中电压与电流之间相位差。
有功功率反映了交流电在电阻性负载上做功的大小或转变为其他形式能量(如热能、机械能、光能)的效率，以图1所示的一拖二串联电路为例，逆变桥1(10t炉子)和逆变桥2(30 t炉子)各给一个10V的给定输出电压．两个给定输出电压通常以一个乘法器集成块相互控制，在工作时：1)当逆变桥l给定输出电压1V时．逆变桥l输出功率为额定功率的10％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到9 V。
逆变桥2输出功率为额定功率的90％。
2)当逆变桥l给定输出电压10 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的100％，此时逆变桥2输出功率为额定功率0。
3)当逆变桥l给定输出电压6V时，逆变桥l输出功率为额定功率的60％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到4V，逆变桥2输出功率为额定功率的40％；以此类推，逆变桥1(10 t炉体)和逆变桥2(30t炉体)两炉体功率任意分配。
4)当逆变桥l给定输出电压3 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的30％，此时逆变桥2也可以停用。
1．2并联电路中频感应电炉图2为并联电路中频感应电炉主回路电路图，逆变部分为并联电路。
1吨串联中频炉原理技术与分析
1吨串联中频炉原理技术与分析（1吨串联可控硅中频炉原理技术与分析）1吨串联中频炉是串联逆变中频电炉，是中频炉感应加热炉，如果配一台中频炉炉体熔炼称为单台1吨串联中频炉。
串联逆变中频炉电源工作原理串联逆变电源为电压源供电，串联逆变电源主回路原理图所示。
1吨串联中频炉逆变电源原理说明电源由三相桥式整流桥和可控硅半桥逆变电路组成，运行时整流桥可控硅全导通，满电压工作。
逆变器主电路由二组可控硅桥臂和二组谐振电容器及电炉线圈组成，半桥逆变电路适用于大功率低频率恒压源逆变器。
逆变桥臂上两个SCR交替导通，任何一只SCR导通一定要在串联负载电流过零之后，即大于SCR关闭时间TOT之后，触发导通，如图5，6所示逆变器负载波形图，当SCR电流过零后，与其并联的反向二极管导通，其反向压降把SCR关闭，之后另一臂SCR才能触发导通，逆变器的输出工作频率为300—400Hz，工作频率越高，输出功率越大。
图5为逆变器触发脉冲和负载波形图，把可控硅视为理想开关，瞬时导通和关断，电感L和电阻R串联，等效于炉体的负载，触发脉冲频率略低于负载谐振频率f。
半桥逆变器工作电流流动路经的描述逆变运行时，电流通过逆变器和炉体线圈L的路径，逆变器的工作波形如图7所示，逆变工作前恒定直流电压Ud为电容C1、C2均分，各充电至1／2Ud，均为上正下负电压，当t=to时SCRl被触发导通，电容C1电荷通过SCRl-Lf-Rf -C1下端放电，另一路是使C2充电，+Ud由CF上端-SCRl-Lf-Rf-C2-CF下端，这二路都是同一谐振电路的一部份，由于C1=C2，因而两路的工作频率相同，等于C=C1+C2，Lf-Rf组成的谐振频率。
当t=t1时C1放电结束，C1电压为零，C2上电压必定充电到Ud，因为CF两端电压恒定，其值等于C1和C2电压之和，此时流过负载线圈的电流为最大，I=I1+I2，由于在炉体线圈中储蓄的磁场能量作用下，继续维持上述两路电流流动，使电容C1反向充电，下正上负，而C2则从Ud值继续升高，直到t=t2时，磁场能量降至零，线圈Lf电流I=0，这时C1上反压和C2上正向电压都达到最大值，到此流过炉体线圈的电流为半个正弦波周期。
中频炉控制电路原理
中频炉控制电路原理
1.电源电路
电源电路是中频炉控制电路的基础，主要提供稳定的电源供给。
一般采用三相交流电源，通过三相变压器进行降压，并经过整流电路将交流电转换为直流电。
2.整流电路
整流电路将交流电信号转换为直流电信号，一般采用整流桥电路来实现。
整流桥电路由四个二极管组成，能够将传统交流电转换为具有一定脉动的直流电。
3.逆变电路
逆变电路将直流电信号转换为中频交流电信号，用于供给中频炉的感应线圈。
逆变电路一般采用全桥逆变电路，由四个可控硅组成。
4.功率控制电路
功率控制电路用于对中频炉的加热功率进行调节。
根据加热负荷的需求，通过调节电流引入的角度和脉宽，可以实现对功率的控制。
5.保护电路
保护电路用于对中频炉的工作状态进行监测和保护。
主要包括过电流保护、过压保护、欠压保护、温度保护等功能。
当检测到异常情况时，保护电路可以及时切断电源，避免对设备和人员的损害。
以上就是中频炉控制电路的主要原理。
通过电源电路、整流电路、逆变电路、功率控制电路和保护电路的配合工作，中频炉可以实现稳定的加
热功率和频率，并保证设备和人员的安全。
实际中频炉控制电路的设计还需要考虑到各种因素，比如系统的稳定性、控制的精度、安全性和可靠性等。
因此，设计中频炉控制电路需要综合考虑各种因素，并根据具体需求进行优化设计。
中频炉原理结构演示幻灯片
MELTING CYCLE
单供电系统
电源的利用率
生产周期时间 总的周期时间
X 100 = X%
X 小于 100 % 50 % 到 75 % 得很正常的
Time
生产熔化周期
非生产的除渣和浇注周期
总的周期时间
功率
铁水量
40
INDUCTOTHERM
Maximum
MELTING CYCLE
POW双ER-T供RA电K 系 统
熔化效率
留量熔炼 和 批量熔炼
90
80
70
TIME 18
INDUCTOTHERM
频率改变的影响
100 Hz
200 Hz
500 Hz
1000 Hz
提高频率
50 Hz
减小炉体容量
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 4 Tonne
电流反馈
电压反馈
随着功率下降而降 低
较高 q
较高
恒定大于0.95
较低 0.95 较低
33
INDUCTOTHERM
34
INDUCTOTHERM
DUAL-TRAK
0 kW 100%
炉体 1
功率能够在额定功率范围内以任意比例分配
炉体 2
100% kW 0
35
INDUCTOTHERM
DUAL-TRAK
Time
生产熔化周期
第一个生产周期
非生产周期
第二个生产周期
第三个生产周期
功率
铁水量 --炉1
铁水量 —炉2
中频感应加热炉温度控制的非常重要说明
中频感应加热炉温度控制的非常重要说明中频感应加热炉温度控制如下图所示:中频感应加热炉温度控制系统的原工作原理图工作原理：由集成的热电偶变送器对系统温度进行检测，并完成信号标准化变送功能。
单片机执行模糊控制功能、由固态继电器控制大功率发热器电源的导通与断开，从而达到控制温度的目的。
中频感应加热炉模糊控制系统的组成模糊控制器采用的是一台微型计算机，它是整个模糊控制系统的核心部分。
它是基于模糊知识的表示和规则推理的语言型“模糊控制器”，这也是模糊控制系统区别于其它自动控制系统的特点所在。
中频感应加热炉模糊控制系统的组成如图下图所示。
模糊化：这部分的作用是将输入的精确量转换成模糊化量。
知识库：由数据库和模糊控制规则库两部分组成，用来保存数据和控制规则。
模糊推理：模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模拟人的基于模糊概念的推理能力。
该推理过程是基于模糊逻辑中的蕴含关系及推理规则来进行的。
清晰化：清晰化的作用是将模糊推理得到的控制量(模糊量)变换为实际用于控制的数字量。
模糊控制器设计的内容确定模糊控制器的输入变量和输出变量(即控制量)，包括语言值及其隶属度函数。
选择模糊控制器的输入和输出变量的论域。
设计模糊控制器的控制规则，确立模糊化和非模糊化(又称清晰化)的方法。
确定模糊控制器的参数(如量化因子、比例因子)。
编制模糊控制算法的应用程序。
温度自动控制的原理所谓温度自动控制，就是为了使作为控制对象的温度、压力、和被加热物的成分等物理量，在过程的负荷条件变化以及外部干扰情况下，仍能保持预先的设定值，而自动调节温度，使其处于最佳状态。
例如对炉温加热系统，则有如下模糊规则：“若炉温很低，且炉温上升不快，则快速加热”“若炉温很高，且炉温快速上升，则暂停加热”等等。
关键技术（1）模糊控制的基本原理和分析方法；（2）测定炉温参数的技术性分析；（3）matlab平台模糊系统技术的建模仿真；（4）模糊系统建模系统的控制技术可能遇到的困难和问题以及将要解决问题的方法由于对熔炼炉温度的控制过程具有非线性、时滞、时变和难以用建立数学建模的控制方法以及装置实现进行了研究。
可控硅中频电炉的工作原理
可控硅中频电炉的工作原理可控硅中频电炉的工作原理可控硅中频电炉的基本工作原理,就是通过一个三相桥式整流电路,把50 Hz的工频交流电流整流成直流,再经过一个滤波器(直流电抗器)进行滤波,最后经逆变器将直流变为单相中频交流以供给负载,所以这种逆变器实际上是一只交流―直流―交流变换器。
三相桥式全控整流电路的原理与工作过程三相桥式全控整流电路共有六个桥臂,在每一个时刻必须2个桥臂同时工作,才能够成通路,六个桥臂的工作顺序如图3 。
现假定在时刻t1-t2(t1-t2的时间间隔为60o电角度，既相当于一个周波的1/6)此时SCR1和SCR6同时工作(图3(a)中涂黑的SCR),输出电压即为VAB。
到时刻t2-t3可控硅SCR2因受脉冲触发而导通,而SCR6则受BC反电压而关闭,将电流换给了SCR2,这时SCR1和SCR2同时工作,输出电压即为VAC,到时刻t3-t4,SCR3因受脉冲触发而导通，SCR1受到VAB 的反电压而关闭,将电流换给了SCR3,SCR2和SCR3同时工作,输出电压为VBC,据此到时刻t4-t5, t5-t6, t6-t1分别为SCR3和SCR4, SCR4和SCR5, SCR5和SCR6 同时工作,加到负载上的输出电压分别为VBA,VCA,VCB,这样既把一个三相交流进行了全波整流,从上述分析可以看出,在一个周期中,输出电压有六次脉冲。
这种整流电路由于在每一瞬间都有两个桥臂同时导通,而且每个桥臂导通时间间隔为60o,故对触发脉冲有一定要求,即脉冲的时间间隔必须为60o,而且如果采用单脉冲方式,脉冲宽度必须大于60o,如果采用窄脉冲,则必须采用双脉冲的方法, 既在主脉冲的后面60o的地方再出现一次脉冲。
三相同步及触发线路1,三相同步的选取及整形根据三相桥式全控整流过程的有关要求,首先要保证触发电路与三相电源严格同步。
既有A相产生的触发脉冲必须接于整流电路1号,4号可控硅(称为正A负A ),B相产生的触发脉冲接于3号,6号可控硅(称为正B负B),C相产生的触发脉冲接于5号,2号可控硅(称为正C 负C)。
12脉3吨一拖二中频炉图纸技术说明
L8
107
135
P5
L10 限 流1
S2 均流开 关
电 源异 常
0°
微调1
L9 过 流1
S3
ON 12
ON 12
过流1
ON 12
L9: 整流 1 的过流 1 指示灯; L10: 整流 1 的限流 1 指示灯; L12: 限压指示灯；
68
69
70
P6 电 流 减 半
P14
P7
166 167 168
L15
S7 扫频开 启
L14 过 压 L12
169
170
频率过低
171
172
P12
限压
RP+
133
B角 下 限
L16
135
162
164
45
44
L13
P10 P11
D55
B角 过 大
扫频上限
过压
中频
限压 中 频 异 常
+IS1
+IS2
delI 143
P9
46
210
154
211 134
47
138
电压减 半
脉冲 2 脉冲 1 ＋ 24V
＋ 24V 脉冲 1 脉冲 2
ON 12
Hz
S5
135
L13：中频指示灯：当中频电压已建立（100V 以上）时，此灯被点亮。 L14：过压保护灯； L15：频率过低指示灯：当逆变频率低于适当值（100HZ 以下）时，此灯被点亮同时直流移相电压拉回零点，扫频振荡器输出频率被拉回最高频率。 L16：β角过大指示灯：当逆变锁相角大于设定值时，此灯被点亮，同时将限流值降低到适当值，以便锁相跟踪电路重新回到稳定状态。 控制板微动开关功能介绍： S1：过流 2 减半检查开关，接通时保护设定值降低一半； S2：均流开关，接通时均流功能有效； S3：过流 1 减半检查开关，接通时保护设定值降低一半； S5：过压减半检查开关，接通时保护设定值降低一半； S7：扫频开启开关，接通时自动扫频起动功能有效。 以上介绍的是主控板的功能元件分布及作用。 参考波形 1. 3 吨一拖二中频炉整流部分整流脉冲： 特点：双调制脉冲，两脉冲间隔 60°，每个调制脉冲是由 4~8 个小脉冲组成的序列，总宽度约 1000μS。脉冲幅度一般 4~8V，小脉冲宽度应大于 100μS。
中频炉控制电路原理
控制电路原理整个控制电路除逆变末级触发电路板外，做成一块印刷电路板结构，从功能上分为整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分。
详细电路见《控制电路原理图》。
1. 1 整流触发工作原理这部分电路包括三相同步、数字触发、末级驱动等电路。
触发部分采用的是数字触发，具有可靠性高、精度高、调试容易等特点。
数字触发器的特征是用计（时钟脉冲）数的办法来实现移相，该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器，输出脉冲频率受移相控制电压Uk 的控制，Uk 降低，则振荡频率升高，而计数器的计数值是固定的（256），计数器脉冲频率高，意味着计一定脉冲数所需时间短，也即延时时间短，α角小，反之α角大。
计数器开始计数时刻同样受同步信号控制，在α=0 时开始计数。
现假设在某Uk 值时，根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ，则在计数到256 个脉冲所需的时间为（1/25000）×256=10.2（ms）相当于约180 °电角度，该触发器的计数清零脉冲在同步电压〔线电压〕的30°处，这相当于三相全控桥式整流电路β=30°位置, 从清零脉冲起，延时10.2ms 产生的输出触发脉冲, 也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管α=150°位置，如果需要得到准确的α=150°触发脉冲, 可以略微调节一下电位器W4。
显然有三套相同的触发电路，而压控振荡器和Uk 控制电压为公用，这样在一个周期中产生6 个相位差60°的触发脉冲。
数字触发器的优点是工作稳定，特别是用HTL 和CMOS 数字集成电路，可以有很强的抗干扰能力。
IC16A 及其周围电路构成电压----频率转换器，其输出信号的周期随调节器的输出电压Uk 而线性变化。
W4 微调电位器是最低输出频率调节(相当于模拟电路锯齿波幅值调节)。
三相同步信号直接由晶闸管的门极引线K4、K6、K2 从主回路的三相进线上取得，由R23、C1、R63、C40、R102、C63 进行滤波、移相，经6 只光电耦合器进行电位隔离，获得6 个相位互差60°、占空比略小于50%的矩形同步信号。