应达中频炉原理

这一点的能量恒定保 持在 100%
逆变器 FURNACE COIL
0 -100 % 功率
INDUCTOTHERM
DUALDUAL-TRAK
双供电电源
逆变器
炉体电容器 整流桥 滤波电容
0--100 % 功率
炉体线圈 功率分配控制
3,6 或 12 相交流电 炉体电容器
这一点的能量恒定保 持在 100%
INDUCTOTHERM
MULTIMULTI-TRAK
INDUCTOTHERM
MULTIMULTI-TRAK
INDUCTOTHERM
INDUCTOTHERM
并联线路中可控硅处于高电压小电流的工作状态
在串联线路中可控硅处于低电压大电流的工作状态
INDUCTOTHERM
M A X I M U M
串联线路
M A X I M U M
并联线路
?
0
功率
TIME
线圈电压 逆变电压
0
TIME
线圈电流 逆变电流
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感应电流
每一个料块表面产生感 应电流
1
电压反馈串联逆变器只有一个控制点
逆变器控制简单、可靠、 逆变器控制简单、可靠、反应速度快
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可控硅是一种电流控制器件 由于过电压而损坏可控硅的几率远远 大于由于过电流损坏可控硅的几率
可控硅是由其 KVA来定义的 – 电流 X 电压 来定义的
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可控硅是由KVA值 可控硅是由KVA值– 电流 X 电压来定义的
0.6
并联线路 可控整流降低直流电 压时的功率因数
线功率因数自动减小
F a 0.4 c t o 0.2 r
0
30 60 90 120 相控角 150 180
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WAVE CHOPPING TO CONTROL DC VOLTAGE
平均直流电压及波纹
功率因数 0.95
功率因数 0.4
kW 炉体2 炉体2 100% 0 kW
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DUALDUAL-TRAK
1993年12月21日 1993年12月21日 应达公司
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DUALDUAL-TRAK
双供电电源
逆变器
炉体电容器 整流桥 滤波电容
0--100 % 功率
炉体线圈 功率分配控制
3,6 或 12 相交流电 炉体电容器
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
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MELTING CYCLE
POWER- 系 双 POWER-TRAK 统 供电
Maximum
Time
生产熔化周期
非生产周期
第一个生产周期 功率 铁水量--炉 铁水量--炉1
第二个生产周期 铁水量— 铁水量—炉2
整流部 分 滤波电容器
电容器
直流能量储存在电容器中，是 直流能量储存在电容器中， 一种势能， 一种势能，当电源合闸时电容 器立即被充电
逆变器
炉体线圈
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并联连接线路
串联连接线路
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CONTROLLABILITY
电流反馈并联逆变器
20–30% 20–
70–80% 70–
3
4
2
1
电流反馈并联逆变器有4个控制点 电流反馈并联逆变器有4
1. 2. 启动逆变器 逆变器控制20%--30%的线圈电流
3.
通过改变整流桥的移相角改变直流电压来控制70 – 80%功率
4.
短接回路用于直流能量通过电抗器释放
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可控制性
电压反馈串联逆变器
100%
在串联线路中100% 在串联线路中100% 的线圈电流流过逆 变器， 变器，逆变器可完全控制电流的变化
逆变器 FURNACE COIL
0 -100 % 功率
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双供电电源
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MELTING CYCLE
单供电系统
Maximum 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% 小于100% 50% 到 75% 得很正常的 75% %
DCV2 DCV1
V1 V2
V1 V2
V1 V2
并联线路中，感应线圈、电容器、 并联线路中，感应线圈、电容器、逆变器上的电压是相同的
为了调节0---70~80%的功率， 为了调节0---70~80%的功率，必须通过改变直流电压来改变功率 70~80%的功率
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可控制性
电流反馈并联逆变器
0 通过斩波降低电压
全导通时的最大电压
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6相供电线路
Fully Conducting
123456
Rectified
平均直流电压及波纹
0
L1 L2 7 8 9 101112 L3 L4 L5 L6
电压反馈线路的功率因数理论上可达到0.98 电压反馈线路的功率因数理论上可达到
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电流反馈并联逆变器
交流电整流变成直流电 ，直流能量储存在电抗 器中
恒定的直流电流在 直流部分流动
炉体线圈和电容器并联 连接
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电压反馈串联逆变器
交流电经过整流变成直 流电， 流电，直流能量储存在 电容器中
恒定的直流电压供 给逆变器
炉体线圈和电容器串联 连接
70 -- 80% 的线圈电流在感应线圈和电容器之间 流动， 流动，这部分线圈电流是不可控的 20---30% 只有 20--30% 的线圈电流流过可控硅 逆变器只能控制20 30%的线圈电流 20— 逆变器只能控制20—30%的线圈电流
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CONTROLLABILITY
电流反馈并联逆变器
并联逆变器和串联逆变器的性能比较
电流反馈
随着功率下降而降 低 较高 q 较高
电压反馈
恒定大于0.95 恒定大于
功率因数 电流畸变 线电压毛刺
ห้องสมุดไป่ตู้
较低 0.95 较低
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DUALDUAL-TRAK
0 炉体1 炉体1 100%
功率能够在额定功率范围内以任意比例分配
1
功率因数
0.8
0.6
0.4
0.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
功率大小
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整流变压器的KVA 整流变压器的KVA
串联线路和并联线路的比较 串联线路和并联线路的比较
120 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
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可控制性
电压反馈串联逆变器
V2
V1
串联线路中感应线圈和电容器串联连结起到分压作用
逆变器上的压降V2只占感应线圈电压V1的20%--30% 逆变器上的压降V2只占感应线圈电压V1的20%--30% V2只占感应线圈电压V1 --
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可控制性
电压反馈串联逆变器
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 4 Tonne
1000 kW 3 Tonne
1000 kW 2 Tonne
1000 kW 1.5 Tonne
1000 kW 1 Tonne
增大功率
1250 kW 4 Tonne
2000 kW 4 Tonne
3000 kW 4 Tonne
二次回路的感应电流
每一个接触点都具有高 的电阻值
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熔化效率
留量熔炼 和 批量熔炼
100
熔化效率 %
90
80
70
TIME
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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
第三个生产周期
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熔化周期
POWER- 系 双 POWER-TRAK 统 供电
Maximum
Time
生产熔化周期
非生产周期
第一个生产周期
第二个生产周期
第一个炉体在第二个炉体完全熔化完毕之前进行除渣并倒空， 第一个炉体在第二个炉体完全熔化完毕之前进行除渣并倒空，电源功率的利用率有可能达到 100% 第二个炉体完全熔化完毕之前进行除渣并倒空
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应达公司及产品介绍
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感应熔化系统的发展演变
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感应熔化系统的基本结构
整流部分 逆变部分 炉体部分
交流电经过整流 变成直流电， 变成直流电，直 流能量被储存
直流电经过逆变器 变成所要求频率的 交流电
交流电供给炉体 部分
02 01.5 01 00.75 00.22 00.15
串联逆变线路中变压器的KVA值最小， 串联逆变线路中变压器的KVA值最小，因此谐波含量最小 KVA值最小
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通过斩波来控制直流电压
功率因数和可控硅移相角的关系
串联线路 最大的线功率因数
1
P o 0.8 w e r
不控制整流， 不控制整流，始终在最 高电压
IGBT
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IGBT - SCR
PowerPower-Trak 其他 IGBT数量 IGBT数量/触发电路 数量/ 8 16 12 16 20 24 其他 IGBT数量 IGBT数量/触发电路 数量/ 16 24 24 32 40 48 48 64 80 96 24 32 40 48
变压器的KVA 变压器的KVA
功率大小
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串联逆变线路中谐波电流的含量
谐波次数
3相6脉冲 相 脉冲
谐波含量 6相12脉冲 相 脉冲 12相24脉冲 相 脉冲
5th 7th 11th 13th 17th 19th
17.5 11 04.5 03 01.5 01.25
02 01.5 04.5 03 00.22 00.15
功率
额定容量 可控硅数量/触发电路 可控硅数量/ 1,000 2 2 1,500 2,000 2,500 3,000 功率 4 6 8 8 4 6 8 8
DualDual-Trak
额定容量 可控硅数量/触发电路 可控硅数量/ 1,000 4 4 1,500 2,000 2,500 3,000 8 12 16 16 8 12 16 16
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能量储存
电流反馈逆变器
整流部 分 短接回路 电容器 启动回路
$ $ $
直流电抗器 逆变器 炉体线圈
直流能量储存在电抗器中，是一种动能 这种能量形式类似于飞轮
停止的飞轮是没有动能的，除非消耗能量 让它转动
要想让它停下来也必须消耗能量
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能量储存
电压反馈逆变器
INDUCTOTHERM
逆变开关器件
60 Hz -- 10 kHz 3 kHz -- 50 kHz
可控硅
30 kHz -- 1 MGHz
IGBT MOSFET
熔化 能量储 存量 加热 高频加热
频率
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短路保护
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功率因数
串联线路 和 并联线路比较 并联线路比较
4000 kW 4 Tonne
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INVERTER TECHNOLOGY
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IGBT - SCR
每个IGBT需要两个触发模块 需要两个触发模块 每个
一个控制开通， 一个控制开通，一个控制关断
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IGBT - SCR
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