中频炉维修培训资料

第一章基本知识
、感应加热原理:
无芯感应电炉就像一个空芯变压器，并根据电磁感应原理工作。

坩埚外的感应线圈相当于变压器的原绕组，坩埚内的金属炉料相当于副绕组。

当感应线圈通一交变电流时，则因交变磁场的作用是短路连接的金属炉料产生强大的感应电流，电流流动时，为克服金属炉料的电阻而产生热量致使金属炉料加热熔化。

电磁感应现象：变化磁场在导体中引起电动势的现象称为电磁感应，也称“动磁生电”。

当位于磁场中的导体与磁力线产生相对切割运动，或线圈中的磁通发生变化时，在导线或线圈中都会产生电动势；若导体和线圈构成闭合回路，则导体或线圈中将有电流。

由电磁感应产生的电动势称感生电动势，由感生电动势引起的电流叫做感生电流。

涡流：在具有铁心的线圈中通以交流电时，铁心内就有交变磁通通过，因而在铁心内部必然产生感应电流，在铁心中自成闭合回路，因而形成状如水中漩涡的涡流。

涡流的利用：利用涡流产生高温熔炼金属，或对金属进行热处理；电度表中铝盘转动及电工测量仪表中的磁感应阻尼器也就是根据涡流的原理工作的。

涡流的危害：涡流消耗电能，使电机、电气设备效率降低；使铁心发热；且涡流有去磁作用，会削弱原有磁场
可控硅的基础知识
1、优点：他是一种大功率的半导体器件，效率高、控制特性好、反应快、寿命长、
体积小、重量轻、可靠性高和方便维护。

2、结构：四层半导体叠交而成，有三个PN结，外部有三个电极，分别是阳极、阴
极、控制极，分别为A、K、G。

3、工作原理：
I.5V
图1一於可控硅导通试验
将可控硅按图I---62连接，可以得到如下结果：
①开关K未合上时，灯不亮，可控硅未导通。

②合上K，灯亮，这时可控硅上约有1V的电压降。

③导通后即使打开K,灯仍亮，可控硅一经触发导通后，可自己维持导通状态。

④如果降低电源电压E,灯泡逐渐变暗，当电流减小到某一定值（称为最小维持电流）以下时，可控硅关断，灯泡突然熄灭。

由此可知，要使可控硅导通，必须在A、K极间加上正向电压，同时加以适当的正向控制极电压（称触发电压）。

一旦导通后，要使可控硅关断，必须采取降低阳极电压、反接或断开电路等措施，使正向电流小于最小维持电流。

4、晶闸管的保护
晶闸管虽然具有很多优点，但是，它们承受过电压和过电流的能力很差，这是晶闸管的主要弱点，因此，在各种晶闸管装置中必须采取适当的保护措施。

一、晶闸管的过电流保护
由于晶闸管的热容量很小，一旦发生过电流时，温度就会急剧上升而可能把PN结烧坏，造成元件内部短路或开路。

晶闸管发生过电流的原因主要有：负载端过载或短路；某个晶闸管被击穿短路，造成其它元件的过电流；触发电路工作不正常或受干扰，•使晶闸管误触发，引起过电流。

晶闸管承受过电流能力很差，例如一个100A的晶闸管，它的过电流能力如表20 —1所列。

这就是说，当100A的晶闸管过电流为400A时，仅允许持续0. 02 s，否则将因过热而损坏。

由此可知，晶闸管允许在短时间内承受一定的过电流，所以，过电流保护的作用•就在于当发生过电流时，在允许的时间内将过电流切断，以防止元件损坏。

»20 1晶闸笛的过栽时间和过载借数的关系
1、快速熔断器
普通熔断丝由于熔断时间长，用来保护晶闸管很可能在晶闸管烧坏之后熔断器还没有熔断，这样就起不了保护作用。

因此必须采用专用于保护晶闸管的快速熔断器。

快速熔断器用的是银质熔丝，在同样的过电流倍数之下，它可以在晶闸管损坏之前熔断，这是晶闸管过电流保护的主要措施。

快速熔断器的接入方式有三种，如图20 —15所示。

其一是快速熔断器接在输出（负载）端，这种接法对输出月12Sd址屯聋娄短路起保护作用，但对元件本身故障引起的过电流不起保护作用。

其二是快速熔断器与元件串联，可以对元件本身的故障进行保护。

以上两种接法一般需要向时采用。

第三种接法是快速熔断器按在输入端，这样可以同时对输出端短路和元件短路实现保护，但是熔断器熔
断之后。

不能立即判断是什么故障。

接在軸出甯
□与无件串联
图20-15快速熔斷at的接入方式
熔断器的电流定额应该尽量接近实际工作电流的有效值，而且是按所保护的元件的电流定额（平均值）选取。

2. 过电流继电器
在输出端（直流侧）装直流过电流继电器。

或在输入端（交流侧）经电流互感器接入灵敏的过电流继电器，都可在发生过电流故障时动作，使输入端的开关跳闸。

这种保护措施对过载是有效的，但是在发生短路故障时，由于过电流继电器的动作及自动开关的跳闸都需要一定时间，如果短路电流比较大，这种保护方法不很有效。

3.过流截止保护
利用过电流的信号将晶闸管的触发脉冲移后，使晶闸管的导通角减小或者停
止触发
二、晶闸管的过电压保护
晶闸管耐受过电压的能力极差，当电路中电压超过其反向击穿电压时， 即使 时间极短，也容易损坏。

如果正向电压超过其转折电压，则晶闸管误导通，这种 误导通次数频繁时，导通后通过的电流较大，也可能使元件损坏或使晶闸管的特 性下降。

因此必须采取措施消除晶闸管上可能出现的过电压。

引起过电压的主要原因，是因为电路中一般都接有电感元件。

在切断或接通 电路时，从一个元件导通转换到另一个元件导通时， 以及熔断器熔断时，电路中 的电压往往都会超过正常值。

有时雷击也会引起过电压。

晶闸管过电压的保护措施有下列几种：
1、 阻容保护
可以利用电容来吸收过电压，其实质就是将造成过电压的能量变成电场能量 储存到电容器中，然后释放到电阻中去消耗掉。

这是过电压保护的基本方法。

阻容吸收元件可以并联在整流装置的交流侧 （输入端），直流侧（输出端）或元 件侧，如图20 —16所示。

E 20-16阻容吸收元件与硒堆保护
2、硒堆保护
硒堆（硒整流片）是一种非线性电阻元件，具有较陡的反向特性。

当硒堆上电 压超过某一数值后，它的电阻迅速减小，而且可以通过较大的电流，把过电压能 量消耗在非线性电阻上，而硒堆并不损坏。

硒堆可以单独使用（图20 —16），也可以和阻容元件并联使用
三、电容器知识
电力电容器是充油设备，安装、运行或操作不当可能着火，也可能发生爆炸， 电容器的残留电荷还可能对人身安全构成直接威胁。

因此，电容器的安全运行有 很重要的意义。

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A、电容器运行参数
电容器运行中电流不应长时间超过电容器额定电流的1. 3倍。

电压不应长时间超过电容器额定电压的1，1倍。

电容器使用环境温度不得超出表13—3提供的限值。

电容器外壳温度不得超过生产厂家的规定值（一般为60 C或65 C）。

电容器各接点应保持良好，不得有松动或过热迹象；套管应清洁，并不得有放电痕迹；外壳不应有明显变形、不应有漏油痕迹。

电容器的开关设备、保护电器和放电装置应保持完好。

B、电容器投人或退出
发生下列故障情况之一时，电容器组应紧急退出运行：
1.连接点严重过热甚至熔化；
2.瓷套管严重闪络放电；
3.电容器外壳严重膨胀变形；
4.电容器或其放电装置发出严重异常声响；
5.电容器爆破；
6，电容器起火、冒烟。

C、电容器操作
进行电容器操作应注意以下四点：
1.正常情况下全站停电操作时，就先拉开电容器的开关，后拉开各路出线
的开关；正常情况下全站恢复送电时，就先合上各路出线的开关，后合上电容器线的开关。

2.全站事故停电后，应拉开电容器的开关。

3•电容器断路器跳闸后不得强送电；熔丝熔断后，查明原因之前，不得更换熔丝送电。

4•不论是高压电容器还是低压电容器，都不允许在其带有残留电荷的情况下合闸。

否则，可能产生很大的电流冲击。

电容器重新合闸前，至少应放电3min。

5•为了检查、修理的需要，电容器断开电源后，工作人员接近之前，不论该电容器
是否装有放电装置，都必须用可携带的专门放电负荷进行人工放电。

D、电容器故障判断及处理
1•渗漏油渗漏油主要由产品质量不高或运行维护不周造成。

外壳轻度渗油时，应将渗油处除锈、补焊、涂漆，予以修复；严重渗漏油时应予更换。

2•外壳膨胀主要由电容器内部分解/比气体或内部部分元件击穿造成。

外壳明显膨胀应更换电容器。

3•温度过高主要由过电流（电压过高或电源有谐波）或散热条件差造成，也可能由介质损耗增大造成。

应严密监视，查明原因，作针对性的处理。

如不能有效地控制过高的温度，则应退出运行；如是电容器本身的问题，应予更换。

4•套管闪络放电主要由套管脏污或套管缺陷造成。

如套管无损坏，放电仅由脏污造成，应停电清扫，擦净套管；如套管有损坏，应更换电容器。

处理工作应停电进行。

5•异常声响异常声响由内部故障造成。

异常声响严重时，应立即退出运行，并停电更换电容器。

6•电容器爆破由内部严重故障造成。

应立即切断电源，处理完现场后更换电容器。

7.熔丝熔断如电容器熔丝熔断，不论是高压电容器还是低压电容器，均应查明原因，并作适当处理后再投入运行。

否则，可能产生很大的冲击电流。

四、无芯感应电炉分类：
无芯感应电炉熔炼炉通常根据使用电流频率分为：
工频电炉50Hz
中频炉50 ——10000 Hz 高频炉大于10000 Hz
五、中频无芯感应电炉组成：
电器、机械、水冷三大部分组成。