中频电炉技术说明书

中频电炉技术说明

书

可控硅串联逆变中频电炉

技术说明书

高效节电大功率可控硅串联逆变中频电炉引言

90年代中国工业飞速发展，大容量、高功率，低能耗的中频电炉越来越被

人们所关注，特别在铸造领域中，中频电炉能提供高质量的铁水和钢水，便于在

熔化过程中控制温度和化学成份，因此近年大量引进国外制造的大容量可控硅中

频电炉，已达数百台之多，几乎国内上规模的机械制造厂、机床厂、汽车制造厂

的高端技术市场都被国外厂商占有，，当前国内产品比较国外，在控制技术上，按

装工艺上仍有相当差距。

铸造厂的传统熔化设备冲天炉，出铁温度低，铁水在炉中增碳较多，不易生

产出高质量铸铁件，且冲天炉严重污染环境，在城市区域内不容许存在，当前国

内铸造用焦价格猛涨，与中频电炉熔化成本相当。因此大容量中频电炉是铸造厂

节能、高效、清洁环保型熔化设备，因此我们研制，开发大熔量高功率的中频电

炉起点高，技术指标以国外最先进的电炉为目标。串联逆变中频电源具有功率因素

高，我公司生产的中频电源功率因素不低于0.98.高效节能，谐波小。

一、元器件的选择

当前已经研制成功的具有一拖二功能的可控硅中频熔化炉，是高效节电最佳的

熔化设备。

中国电器工业经过多年的发展，当前按装大容量中频电炉元器件己具备相当

条件，大电流耐高压可控硅，高压电热电容己能生产，满足需求。

中频逆变电源的开关元件，当前有二种，可控硅SCR和绝缘栅双极型场效

应晶体管IGBT，根据国外文献所载，大功率，较低频率(<1 000Hz)的逆变电源，

选用可控硅的关闭时间要求较低，TOT能够在5 0～60微秒级，这样硅片的厚

度能够厚些，可控硅的耐压便能够提高，且可控硅的价格比IGBT低得多，．而且

工作稳定性和可靠性比IGBT高，我们设计的逆变器选用 KK2500A／2 5 00V可控

硅。当前世界上技术最先进、规模最大的美国应达电炉公司仍采用大功率可控硅

组装。

图1依据功率和频率选择逆变开关元件

IGBT特别适用于频率高，功率较小的变频加热设备，如小容量中频真空熔

炼炉，工件表面淬火和小件透热等。当前国内200A以上的IGBT都需依赖进口，

还受到出口国的限制，最大容量为500A／1 5 0 0V。组装大功率电源时，不得不把

I GBT串联后再多组并联，对用户来说，元件损坏时就得长期依赖于设备制造厂

商供应备件，根据图1我们选用国产大功率可控硅是合理的。

二、串并电路的比较

串并联逆变中频电源相比具有以下优点

1、可控硅并联线路是并联谐振电路，在熔炼过程中，特别对熔炼铝、

铜等材料，负载很轻，它的功率输出很小，与负载的性质有很大关系，因此其熔化速度慢、升温困难。而可控硅串联中频熔炼炉是经过