中频感应熔炼炉工作频率在50Hz-10kHz之间,需用变频器予以调频。中频感应熔炼炉以其电效率和热效率高、熔炼时间短、耗电较省、占地较少、投资较低、生产灵活和易于实施过程自动化等,比工频感应熔炼炉更有优势。 它适合熔炼各种铸铁,特别适合熔炼合金铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁,并对炉料的适应性较强,炉料的品种和块度可在较宽范围内变动。中频感应熔炼炉具备其它铸铁熔炼用炉没有的优点,使其近年来得到令人瞩目的发展,并在铸铁生产中广泛采用。 1、可控硅变频器 中频感应熔炼炉的发展得益于可控硅变频器的使用。这种变频器通过直流中间回路,用电子装置将三相交流电频率转换为所需的频率,其效率95%-98%。新一代变频器采用数控电子线路为变频器提供了各种控制调节和保护功能。中频感应熔炼炉使用的变频器额定功率不断提高, 9000kW变频器连接在12t的炉子上,铁液的熔化率为18t/h;将中频感应熔炼炉功率密度提高到1000kW/t,能使熔化期缩短到35min。感应熔炼炉的熔化率依炉子的容量而变化,一般中频感应熔炼炉熔化铁液的熔化率为0.14-35t/h。例如,使用2t容量的炉子,可得到2 -2.38t/h 的熔化率,使用12t容量的炉子则可达到18-21t/h的熔化率;而采用工频感应熔
炼炉熔化冷料的熔化率是: 115t炉为0.75t/h、3t炉为1.5t/h、5t炉为2.5t/h、10t炉为4t/h。可见中频感应熔炼炉的熔化率远大于工频感应熔炼炉,这就可在选择铸铁生产熔炼设备时以小代大,使用较小容量的中频感应熔炼炉代替较大容量的工频感应熔炼炉,既减少了占地面积,又降低了投资,也保证了铁液的连续供应,对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产厂家十分有利。将中频感应熔炼炉用于连续铸造和离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼,以它代替冲天炉,或与高炉、冲天炉进行双联,其生产能力将可得到充分发挥。 中频感应熔炼炉电效率和热效率高,不但提高了熔化率、缩短了熔化时间,其单位电耗也相应降低。与工频感应熔炼炉相比,其电耗可从700kW?h/t降低到515-580kW?h/t。有关资料表明,在考虑炉渣的熔化和过热所需能量损失的情况下,中频感应熔炼炉冷启动时,单位电耗为580kW?h/t,热炉操作时,单位电耗为505-545kW?h/t,如果连续加料操作,则单位电耗仅为494kW?h/t。 2、炉体结构 随着中频感应熔炼炉功率密度的不断提高,对炉子的安全性、炉衬寿命和噪音等要求越来越高,炉体结构的合理性也越来越为人们所重视, 其中重型钢壳炉 具有耐久性强、效率和生产率高、噪音小、易于维护检修等许多优点。重型钢壳
中频炉系列透热炉构造： 中频透热炉一般由感应器、中频电源、变压器、电容等组成。 中频透热炉特点： （1）加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本 由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克，其材料利用率可达95％。由于该加热方式加热均匀，芯表温差极小，所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命，锻件表面的粗糙度也小于50um。 （2）工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能 感应加热炉与煤炉相比，，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。 （3）加热均匀，芯表温差极小，温控精度高 中频透热炉功率估算公式： P=（C×G×T）/（0.24×t×∮） 公式说明：P—设备功率（KW）；C—金属比热，其中钢铁比热系数是0.17 G—加热工件重量（kg）；T—加热温度（℃）；t—工作节拍（秒）； ∮—设备综合热效率，一般可取0.5—0.7，异型件取0.4左右。 例如：某锻造厂有锻件坯料为Φ60×150mm，工作节拍为12秒/件（包括辅助时间），初锻温度以1200℃。则需要GTR中频电炉功率的计算如下：P=（0.17×3.3×1200）/（0.24×12×0.65）=359.61KW 根据以上计算，可以配置额定功率为400KW的GTR感应加热设备。感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀，芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。 中频炉加热装置具有体积小，重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉，是新一代的金属加热设备。 中频炉是铸造锻造及热处理车间的主要设备，其工作的稳定性、可靠性及安全性是流水作业的铸造锻造及热处理生产线正常稳定工作的保证。中频炉在热加工领域有着很好的发展前景如。国内专业的生产中频电炉的厂家东莞市正鑫中频电炉厂是这一领域佼
摘要 感应加热电源具有加热效率高，速度快，可控性好，易于实现高温和局部加热，易于实现机械化和自动化等优点，目前已在金属熔炼、工件透热、淬火、焊接、铸造、弯管、表面热处理等行业得到了广泛的应用。 本设计研究了中频感应加热及其相关技术的发展、现状和趋势，并在较全面的论述基础上，对2.5kHz/250kW可控硅中频感应加热电源的整流电路以及控制电路进行了设计。本文设计的电源电路可用于大型机械热加工设备的感应加热电源。整流电路采用三相桥式全控整流电路，其电路结构简单，使电源易于推广；控制策略选用双闭环反馈控制系统，改善了信号迟滞的缺点，为以后研制大功率、超音频的感应加热电源打下了基础。 关键词：可控硅中频电源；感应加热；逆变；保护电路
Design of Induction heating power of medium frequency Abstract Induction heating power is equipped with lots of advantages such as high heating efficiency, fast speed ,good controllability, which is prone to make heating of high and partial temperature ，and realize mechanization and automation. At present metal melting, work piece heat penetration, quenching, welding, casting, elbow piece, surface heating processing has been widely applied. Induction heating of medium frequency and development, current situation, and tendency related technology has been studied，and have made quite comprehensive and in the profound elaboration foundation, this article has carried on the design to main circuit and the inversion control of the 2.5kHz/250kW silicon-controlled rectifier intermediate frequency induction heating power. This design is used for big facility of mechanical heating processing. Structure of rectification circuit is easy, which makes power popularized easily. Three-phase bridge rectification circuit is used in Rectification circuit. Rectification circuit uses feedback control of two closed loop, improving the disadvantages. The foundation for inventing induction heating power of big power and super audio is made. Key words：Controllable silicon medium power Induction heating Inverter Protect circuit
摘要 随着科学技术的发展以及提高我国国防能力的需要，对军事设施的技术改造已被列为军事技术改造中的重点。中频电源指输出频率为400Hz的电源，它可以为动力系统及导航与武备系统供电。传统的400Hz中频电源体积大，输出波形不稳定。本文所设计的400Hz中频电源通过整流电路、逆变电路、积分电路、放大电路和检波电路及控制其最后的输出电压，实现了电压的稳定输出，具有体积小、功率大和波形无失真等优点，有着广泛的用途和良好的发展前景。 关键词：中频电源，PWM调制，输出变压器
电力电子装置及系统课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过电力电子装置及系统的课程设计达到以下几个目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 二、课程设计的要求 1. 题目 题目：中频电源电路设计 主要技术数据 ●输入电压：三相360V～400V，50Hz±5% ●输出电压：单相，220V±2%，400Hz±0.5% ●输出功率：4kW ●输出电流：22A ●功率因数：0.8 二、课程设计的要求 1. 题目 题目：中频电源电路设计 主要技术数据 ●输入电压：三相360V～400V，50Hz±5% ●输出电压：单相，220V±2%，400Hz±0.5% ●输出功率：4kW ●输出电流：22A ●功率因数：0.8 ●效率：85% 设计内容： ●主电路设计和参数选择 ●控制系统及辅助电源电路设计 ●电路仿真分析和仿真结果
中频电炉使用说明书KMPS-500KW-500Kg 江门市江海区宏进中频电炉有限公司 电话：0750-3821039 传真：0750-3895308 地址：江门市江海区滘头新星新基里5号之一厂房
中频无铁芯感应电炉 一、用途 本设备采用KMPS全集成最新控制电路可控硅中频电源的感应加热，广泛用于精铸、精炼黑色金属及熔炼铜铝锌铟等有色金属。 二、工作条件 1．环境温度摄氏5度—摄氏40度； 2．相对温度不超过90%摄氏度； 3．安装高度，不超过海拔1000米； 4．周围无导电性尘埃腐蚀气体； 5．周围无爆炸危险和剧烈振动； 6．冷却水温度在摄氏5度—摄氏30度，水质硬度不超过8度，混浊度不大于5度，酸碱度PH值在6.5—8.5范围内； 7．三相电源电压波动不大于±5%； 三、技术参数 四、结构简述 1．本设备由炉体、汇流母排、中频电源装置、水冷装置四个部分组成。2．炉体由炉壳、感应圈、炉衬三个主要部分组成，炉壳用非磁性材料制成、感应线圈由矩形空心紫铜管绕制成螺旋状简体，管内熔炼时通冷却水。3．中频电源是利用可控硅整流元器件把三相工频变换成单相中频的静止变装
置，由整流器逆变器主回路、过流、过压、欠水压保护系统，补偿电容器等组成。 五、结构简述 1．本设备的布置可根据使用单位的车间面积工艺流程按照地基图施工安装。2．炉体的安装，必须先按炉体安装基础图筑好基础，注意左右及前后的平衡。3．中频电源安装接上三相四线叫源进线应为185平方，零线10平方。 4．水冷系统接好各进水管和回水管接通中频电源，中频电源进水压力调节至 1 公斤/厘米，感应器进水压力调节至2.5—3公斤/厘米，检查所有冷却系 统水路是否畅通，并排除各连接处、渗水、漏水现象。 六、维修及注意事项 1．必须经常检查各导电系统的接触部分是否良好。 2．炉体外壳连接处在操作过程中防止金属接触形成短路环。 3．在熔炼过程中严禁断水，因此除正常水源外还须增设水塔或备用水泵，当炉衬太薄或其它事故发生需要停炉维修或处理事故时亦应保持水流畅通。4．熔炼过程中应随时注意感应器出水温度和水压使水压保持2～3公斤左右出水温度保持在55度左右。 5．熔炼过程中经常观察炉衬状态，并经常在钢水倒空以后对炉衬各部分进行详细检查，发现有严重侵蚀及裂纹情况应立即采取措施停炉进行修补。 安全注意事项 1．中频炉感应线圈在工作时严禁人员接触，水冷电缆冷却水均有漏电压，能危及人的安全，工作时也不能与其接触。因此，所有这些部位应用木栅栏将其围好，防止人员靠近。 2．感应器是带电体，因此，筑坩埚材料不能含有任何导电材料，如金属、石墨粉等；而且钢水绝不能接触感应器，否则对操作人员将会带来生命危险。3．炉前操作时，炉面板上必须放置干燥木板，操作者应站在木板上，木板上应放绝缘橡胶皮，手戴电焊手套，脚空绝缘鞋，保证操作者的安全。 4．水冷电缆，输水胶管，工作时勿与地面接触，使其保持良好的绝缘状态。5．电路的通水路和中频炉等带电设备维修时应停止供电方可进行。 6．冻炉在重新熔化时，炉体应倾斜30度左右，中频电源功率从10%去起逐步增加，待感应器周围钢水熔化后方可满功率运行。在熔炼过程中，人不能站在中频炉周围，防止意外爆炸事故发生。 7．中频机外壳、电容柜、炉台、减速器和炉脚均保持接地，用10㎜铁元连接，要求接触电阻小于10Ω
工频感应炉与中频感应炉 一、工频感应炉 工频感应炉是以工业频率的电流(50或60赫兹)作为电源的感应电炉。工频感应电炉已发展成一种用途比较广泛的冶炼设备。它主要作为熔化炉用来冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁。此外，还作为保温炉使用，同前，工频感应炉已代替冲灭炉成为铸造生产方面的主要设备，和冲天炉相比，工频感应炉具有铁水成分和温度易于控制、铸件中的气体与夹杂物的合量低、不污染环境、节约能源和改善了劳动条件等许多优点。因此，近年来工频 感应炉得到迅速发展。 工频感应炉全套设备包括四大部分。 1．炉体部分 冶炼铸铁的工频感应炉炉体部分由感应炉(两台，一台用于冶炼，另一台备用)、炉盖、炉架、 倾炉油缸、炉盖移动启闭装置等组成。 2．电气部分 电气部分由电源变压器、主接触器、平衡电抗器、平衡电容器、补偿电容器和电气控制台等 组成。 3．水冷系统 冷却水系统包括电容器冷却，感应器冷却和软电缆冷却等。冷却用水系统是由水泵和循环水 池或冷却塔以及管道阀门等组成。 4．液压系统 液压系统包括油箱、油泵、油泵电机、液压系统管道与阀门和液压操作台等。 二、中频感应炉 中频感应炉所用电源频率在150一10000赫兹范围内的感应炉称为中频感应炉，其主要频率在150一2500赫兹范围。国产小频感应炉电源频率为150、1000和2500赫兹三种。 中频感应炉是一种适用于冶炼优质钢与合金的特冶设备，和 工额感应炉相比具有以下优点： 1)熔化速度快，生产效率高。中频感应炉的功率密度大，每吨钢液的功率配置比工频感应炉 约大20一30％。因此，在相同条件下中频感应炉的熔化速度快，生产效率高。 2)适应性强，使用灵活。中频感应炉每炉钢液可以全部出净，更换钢种方便；而工频感应炉每炉钢液不允许出净，必须保留一部分钢液供下炉启动，因此更换钢种不方便，只适用于冶 炼单一品种钢。 3)电磁搅拌效果较好。由于钢液承受的电磁力是与电源频率的平方根成反比，因此中频电源的搅拌力比工频电源小。对于去除钢中杂质和均匀化学成分、均匀温度来说，中频电源的搅拌效果比较好。工频电源过大的搅冲力使钢液对炉衬的冲刷力增 大，不仅降低精炼效果而且会降低坩埚寿命。 4)起动操作方便。由于中频电流的集肤效应远大于工频电流流，因此中频感应炉在起动时，
临沂神州电炉有限公司生产技术部 IGBT系列中频感应熔化炉 通 用 使 用 说 明 书
临沂神州电炉有限公司生产技术部 成都亚峰炉业有限责任公司 目录 第一部分：中频感应熔化炉技术说明------------------------- 3 第二部分：中频感应炉炉体使用说明------------------------- 4 第三部分：KGPS中频电源使用说明书----------------------13 第四部分：操作说明及维护手册------------------------------ 24 第五部分：产品执行标准及运行条件--------------------- ---28 第六部分：中频炉系统安装说明------------------------------ 29 第七部分：附图 1、电气原理图 2、主控板原理图 六脉波中心智能控制板
临沂神州电炉有限公司生产技术部 十二脉波中心智能控制板 第一部分中频感应熔化炉技术说明- 一、技术参数 1、中频熔化炉主要技术参数：
2、设备运行要求： 海拔高度：＜3000m 环境温度：5-42℃ 相对温度：＜90%（平均温度不低于20℃） 环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显的震动和颠簸 安装方式：户内 二、控制技术特点简介 1.为并联逆变器研制开发的第五代智能控制器，已广泛应用于各种金属的熔炼、保温及感 应加热设备的电源控制。 2.控制器为单板全集成控制板，采用数字触发，具有可靠性高、精确性高及调试容易，继 电元件少。 3.先进的扫频式类它激、零电压启动技术，启动成功率达100%。 4.逆变控制参考美国（ABB、pillar、Ajax）公司、日本富士电机等国外先进控制技术。 自行开发的逆变控制技术，具有极强的抗干扰能力。 5.自动跟随负载变化，运行时具有非故障性的自动再启动功能以及功率自动调节功能。 6.具有理想的限流、限压，特有的关断时间或逆变角控制，保证设备可靠运行。 7.具有完善的多级保护系统（水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作联 锁等）。 8.具有较高的变频效率1000 Hz及以下大于96%。 第二部分中频感应炉炉体使用说明 一、结构简介 1.炉体部分 中频炉机械部分由炉体、水电引入系统、倾炉装置等组成。 1.1炉体
ZD系列中频感应加热电源说明书 一、概述 ZD系列中频加热电源是江苏油田工程院的专利产品。（专利号为97220550. 0） ZD系列中频加热电源应用了现代电力电子技术，重量轻，效率高，具有过流、短路等自动保护功能，并且输出功率由温度控制传感器进行自动调节。采用该中频电源的电加热系统通过对输出电压和频率的调节，可以对最大加热长度范围内的任意长度的负载进行加热，具有使用寿命长，效率高，体积小、重量轻等优点。ZD系列中频加热电源可以应用于地面集输管线感应加热和井下空心抽油杆加热。 二、工作原理 中频电源首先将三相380V交流电整流成直流电，并滤波。然后再运用电力电子器件IGBT，把直流电逆变成频率和占空比连续可调的单相中频交流电。最后通过隔离变压器，将单相中频交流电输送给加热负载。 三、型号说明 Z D －□ 额定容量（kVA） 电源 中频 四、使用条件 1、环境温度：－15℃～＋40℃ 2、空气相对湿度不大于90％
3、使用场所无严重的振动，周围环境无灰尘、腐蚀性气体 4、输入电压：三相四线交流电50Hz，380V±10％，机壳接零 五、技术数据（仅供参考） 型号 ZD-10 ZD-20 ZD-35 ZD-50 额定容量 10kVA 20kVA 35kVA 50kVA 输入电压 380V±10％ 380V±10％ 380V±10％ 380V±10％ 输入电流 5～15A 10～30A 15～55A 20～75A 输出电压 0～240V 0～300V 0～400V 0～500V 装置重量 50kg 80kg 110kg 150kg 加热长度＜200米＜400米＜700米＜1000米 六、安装方法 1、中频感应加热电源与油井的距离R≥15m，对轻烃气含量高的油井要求R≥20 m。 2、中频感应加热电源室内安装时，电源装置左右两侧对墙体的距离应≥1m，电源装置后面对墙体的距离应≥0.5m，不得倾斜。 3、中频感应加热电源室外安装时，应放置在一个相应的防雨外壳内，防雨外壳上下通风，不得倾斜，防雨外壳对其它设备的距离应≥1m。 4、中频电源上部接线柱用四芯铜电缆外接三相380V电网，电源装置机壳用接地线可靠接地； 5、中频电源下部的两个接线柱用单芯铜电缆分别引至加热负载； 中频电源型号四芯输入铜电缆规格接地线规格 相线零线 ZD-10 4 mm2 2.5 mm2 2.5 mm2 ZD-20 6 mm2 4 mm2 4 mm2 ZD-35 10 mm2 6 mm2 6 mm2 ZD-50 16 mm2 10 mm2 10 mm2
电力电子技术课程设计 题目中频加热电源主电路设计 学院 专业班级 学号 学生姓名 指导老师
目录 1 设计内容和设计要求 (3) 1.1 设计内容 1.2 设计要求 2 中频加热电源 (4) 2.1 中频加热电源基本原理 2.2 中频加热电源基本结构 3 整流电路的设计 (6) 3.1 整流电路的选择 3.2 三相桥式全控整流电路 3.3 整流电路参数计算 4 逆变电路的设计 (10) 4.1 逆变电路的选择 4.2逆变电路参数计算 5 保护电路的设计 (14) 5.1过电压保护 5.2 过电流保护 6 设计结果分析 (18) 6.1 仿真结果 6.2 主电路原理图 6.3 结果分析 7 设计心得体会 (23) 8 参考文献 (24)
1 设计内容和设计要求 1.1 设计内容 1) 额定中频电源输出功率PH=100kw，极限中频电源输出功率 P HM=1.1 P H=110kW； 2) 电源额定频率f =1kHz； 3) 逆变电路效率h=95% 4) 逆变电路功率因数：cosj =0.866，j =30o； 5) 整流电路最小控制角amin =15o； 6) 无整流变压器，电网线电压UL=380V； 7) 电网波动系数A=0.95～1.10。 1.2 设计要求 1) 画出中频感应加热电源主电路原理图； 2) 完成整流侧电参数计算； 3) 完成逆变侧电参数计算； 4) 利用仿真软件分析电路的工作过程； 5）编写设计说明书，设计小结。
2 中频加热电源 2.1 中频加热电源基本原理 感应加热利用导体处于交变的电磁场中产生感应电流，即涡流，所形成的热效应使导体本身发热。根据不同的加热工艺的要求，感应加热采用的电源的频率有工频（50HZ），中频（60-10000HZ），高频（高于10000HZ）。感应加热本身的物体必须是导体，感应加热能在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，容易实现整体均匀加热或局部加热。 感应加热利用交流电建立交变磁场涡流对金属工件进行感应加热，基本工作原理如图1，A为感应线圈，B为被加热工件，若线圈A 中通以交流电流i1，则线圈A内产生随时间变化的磁场，置于交变磁场中的被加热工件B要产生感应电动势e2，形成涡流i2，这些涡流使金属工件发热，因此，感应加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属工件，然后在金属工件内部转换成热能，感应线圈与被加热工件不直接接触，能量是通过电磁感应传递的。
IGBT中频电源的节能优势 我国是铸造大国，铸铁件年产量几年来均居世界各国之首位，而其能耗在成本中所占比例却比工业发达国家高出2—3倍，冲天炉的能耗占了其中的大部分。主要原因是小容量冲天炉所占比例太大，而其中采用烟尘净化和余热回收装置的微乎其微，实现高水平熔炼和计算机控制的更少了。我国铸铁生产车间一万多个，每个车间年平均产量不足1000t，冲天炉开炉时间短。在冲天炉结构方面，由于我国铸造厂点过多，限制了大容量冲天炉的使用。由于产量低，效益差，限制了性能优越的现代化冲天炉及其配套设备的采用。操作不当不但对冲天炉性能造成不良影响，也是增加冲天炉能耗和环境污染的重要原因，在我国为数众多的小容量冲天炉上，更是普遍存在的现象。中频技术应用于铸造行业给铸造推广高质量、高效率、节能环保、低碳的中、高频科技技术应用与中国的铸造行业，是保持中国铸造业可持续发展的一项重大举措。与传统的冲天炉熔炼相比，中频技术应用于熔炼、精铸诠释了科技的力量。 中频感应电炉经历了两次根本的变革，第一次变革源于20世纪60年代后期开发的晶闸管静态变频电源，第二次源于20世纪70年代中期开发的逆变变频及其控制技术。这样使中频感应电炉的优越性得以充分的发挥。随着大功率晶闸管变频电源的开发和可靠性的提高，中频感应电炉正在逐步替代工频感应电炉而在铸造业获得愈来愈广泛的应用。 中频电源的基本工作原理,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,其基本线路如图： 中频炉的感应加热原理，它是利用电磁感应原理将电能转变为热能，当交变电流i感应线圈时，感应线圈便产生交变磁通Φ，使感应中的工件受到电磁感应而产生感应电动势e。 感应电动势e = dΦ/dt 如果磁通Φ是呈正弦变化的，即Φ = -Φm sinwt 则 e = -dΦ/dt=-Φm sinwt E的有效值 E=4.44ｆΦM (伏) 感应电动势E在工件中产生电流I, i使工件内部开始加热，其焦耳热为； Q=0.24I2Rt I--工件中感应电流的有效值（安） R--工件电阻（欧）； t—时间（秒） 中频电源从最初的发展到今天应用于铸造行业，电源种类从原理上可以分为两类，一传统的可控硅中频
中频感应炉安全操作规程 1.操作人员经考试合格取得操作证，方准进行操作，操作者应熟悉本机的性能、结构等，并要遵守安全和交接班制度。 2.必须有两人以上方可操作中频设备，并指定操作负责人。 3.首先查看进线电压是否平衡，电压低于360V不能启动也不能运行。 4.启动三个水泵对炉体和电控柜进行冷却循环。观察循环水出口是否出水畅通，温度计是否正常亮着。控制柜水压表读数要大于0.8kg/cm2压力。 5.送电前认真检查炉体与电容器相是否有短路确认无误时送电。检查各指示表读数是否正确。（炉体的水压大于2.5kg/cm2） 6.将检查钮旋至检查档，检查各指示表的读数是否正确，并静听逆变检查板的声音是否正确。待一切正常后，将检查或施回在工作档。 7.按动生回路启动电钮，交流接触器IC合闸，接通主回路电源，检查直流电压表是否有负压，同时中间继电器工作吸起。 8.将调频率旋钮，调至经验位置，即将直流电压建立有480v左右。 9.按动逆变按钮，观察中间继电器IJ吸合、交流接触器2C吸合。时间继电器JS吸合待2s～3s后应能听到逆变成功的中频叫声，此时交流接触器2C，中间继电器3J，时间继电器JS热敏继电器4J均断开。 10.中频炉在熔炼过程中操作人员要密切注视炉的情况，观察中频控制电压各指示表的变化情况，切不可随意超过安全值运行(安全范围：过流值3100A，过压值1650V)。 11.停机时须将直流电压调至0位，再按动逆变停止。然后按动上回路停止或最后接控制电源“分”开关。 12.在停水泵时必须检查炉体和电控柜回水温度，确认炉体温度降至常温状态时方能停止水泵。温度过高将毁坏炉体和电控柜。 13.当机器启动时或机器因故障停机后启动三次仍启动不了，不得再进行启动，应及时找维修人员进行检查维修。 14.当机器在运行中各指示表有异常变化时须及时找维修人员进行检查。 操作人员在操作过程中不得擅自离开岗位做一些与本工种不相干的事。电控工有权制止非本室人员入内。 15.操作人员要定期擦拭电容器与电控柜的有关部位，保持机器及室内的清洁整齐安全。
项目五中频感应加热电源 【学习目标】： 完成本项目的学习后，能够： 1．了解中频感应加热装置的基本原理及应用。 2．掌握中频感应加热装置的组成、各部分电路（三相桥式整流电路、触发电路、并联谐振逆变电路、保护电路）的工作原理。 3．掌握触发电路与主电路电压同步的概念以及实现同步的方法。 4．了解常用的中频感应加热装置的使用注意事项。 5．熟悉中频感应加热装置的安装、调试，简单的故障维修方法。 6．了解三相有源逆变电路工作原理及有源逆变电路的应用 【项目描述】：中频电源装置是一种利用晶闸管元件把三相工频电流变换成某一频率的中频电流的装置，广泛应用在感应熔炼和感应加热的领域。图5-1是常见的感应加热装置。 【相关知识点】： 一、中频感应加热电源概述 1．感应加热的原理 （1）感应加热的基本原理 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象， 并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区 域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如 果闭合就会产生感应电流。电流的热效应可用来加热。 例如图5-2中两个线圈相互耦合在一起，在第一个线 圈中突然接通直流电流（即将图中开关S突然合上）或突
然切断电流（即将图中开关S突然打开），此时在第二个线圈所接的电流表中可以看出有某一方向或反方向的摆动。这种现象称为电磁感应现象，第二个线圈中的电流称为感应电流，第一个线圈称为感应线圈。若第一个线圈的开关S不断地接通和断开，则在第二个线圈中也将不断地感应出电流。每秒内通断次数越多（即通断频率越高），则感生电流将会越大。若第一个线圈中通以交流电流，则第二个线圈中也感应出交流电流。不论第二个线圈的匝数为多少，即使只有一匝也会感应出电流。如果第二个线圈的直径略小于第一个线圈的直径，并将它置于第一个线圈之内，则这种电磁感应现象更为明显，因为这时两个线圈耦合得更为紧密。如果在一个钢管上绕了感应线圈，钢管可以看作有一匝直接短接的第二线圈。当感应线圈内通以交流电流时，在钢管中将感应出电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。平常在50Hz的交流电流下，这种感生电流不是很大，所产生的热量使钢管温度略有升高，不足以使钢管加热到热加工所需温度（常为1200℃左右）。如果增大电流和提高频率（相当于提高了开关S的通断频率）都可以增加发热效果，则钢管温度就会升高。控制感应线圈内电流的大小和频率，可以将钢管加热到所需温度进行各种热加工。所以感应电源通常需要输出高频大电流。 利用高频电源来加热通常有两种方法： ①电介质加热：利用高频电压（比如微波炉加热等） ②感应加热：利用高频电流（比如密封包装等） 1）电介质加热（dielectric heating） 电介质加热通常用来加热不导电材料，比如木材、橡胶等。微波炉就是利用这个原理。原理如图5-3.： 图5-3电介质加热示意图 当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产 生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中， 介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转 或振动，从而产生热量，达到加热效果。 2）感应加热（induction heating） 感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变
1500kW/3T中频无心感应熔铝炉 使用说明书 西安欣悦电器有限责任公司 电话：（029）88323945 88321751 88321954 二〇一九年八月二十五日
第一章设备安装说明 设备安装说明 对冷却系统的要求 远距离布线和连锁的注意事项 第二章控制操作与指示仪表简介 指示仪表 指示灯和LED 按钮及开关 可选控制功能 操作程序 第三章设备简介 主要技术参数 功率主电路 整流部分 逆变部分 输出电路 电子控制系统 感应体工作原理 调试 第四章维护保养 安全预防措施 定期保养 推荐的保养日程表 故障检修 总述 基本的电源电路检修 第五章设备供货范围及随机文件 第六章技术保证及存储
第一章设备安装说明 设备安装说明 这一型号的电源相当重，因此必须检验地面能否承受这一重量，此外一般还要求妥善保护电源，防止周围环境，尤其是灰尘的侵害。 产品环境条件：符合高、低压电机电器安装条件： ⑴海拔不超过1000m； ⑵环境温度在5～40℃范围内； ⑶使用地区最湿月每日最大相对湿度的平均值不大于90%； ⑷周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气体； ⑸没有明显的振动和颠簸； ⑹工频进线三相电源应近似对称，其不平衡度不大于5%； ⑺工频进线三相电源电压波动范围不大于±5%。 为了减少传输线上的电压降和功率损耗，电源理想的安装部位，应是尽可能靠近负载的地方，注意电源不得放置在工作线圈所产生的过大热量的作用范围内。高功率的传输线必须远离金属表面或结构件，避免电磁耦合会使它们发热。安装设备前，请向我公司咨询。我公司将帮助确定设备的布局。 电源定位时，有几点需要考虑，这一尺寸的电源，应尽量靠近交流进线电源，并利用单独的馈线，最好是专用的变压器连接，减少电源与其他灵敏设备之间的相互干扰，固态电源在线电压波形上产生“缺口”，而某些电器设备易受这类失真的影响。请尽量注意！！！！！ 炉体安装注意事项： ⑴地脚螺栓采用二次灌浆固定。 ⑵总进水管，总回水管，送电电缆铜排应整齐地从地沟引入或引出，水电路要分开。控制线要穿管埋地下引线。 ⑶各连结管线的截面尺寸： 中频电源柜上的总进回水管: 进水内径φ51胶管，回水2.5寸。 电容器柜上的总进回水管: 进水内径φ51胶管,回水8根φ20胶管+16 增强管。 炉体上的总进回水管: 进水3根内径φ63胶管，回水13根φ25胶管+2根φ45胶管。 中频电源至电容器柜铜排之间连线：2X800mm2铜排。 车间低压柜至中频电源工频进线：6-5×60 铜排。 液压站至倾炉油管之间无缝钢管φ28。 液压站至炉盖油管之间无缝钢管φ18。 对冷却系统的要求 冷却系统对于这类电源的无故障运行至关重要。 产品环境条件和对冷却水的要求： ⒈产品环境条件：符合高、低压电机电器安装条件： ⑴海拔不超过1000m；
PI7800MF 系列中频感应加热电源 大连普传科技股份有限公司 深圳市普传科技有限公司 企划部/工程部 https://www.doczj.com/doc/b012537749.html, 第一部分感应加热与变频电源
普传科技变频技术应用系列—中频电源 一、基本原理 1、集肤效应及感应加热 1.1集肤效应：当交流电流通过导线时,在导线周围产生交变的磁场，处在交变磁 场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，称做涡流。 在直流电路内，均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的，而当交流电通过导线时，由于交变磁场的作用，在导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠 近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应)。交 流电的频率越高，则集肤深度越深，同时其交流阻抗也变大，因此在相同数值的电流作 用下，负载所获得的能量也越高，而电流及线路损耗相应地也会变小，从而提高了加热 效率，同时还可起到节约电能的目的。变频加热电源正是基于这一原理，利用变频技术，可将运行频率提高到工频的数倍，加热效果会明显提高。 1.2感应加热：1831 年法拉第发现电磁感应规律、1868 年福考特提出涡流理论、1840 年焦耳-楞茨确定了电阻发热的关系式Q=I2Rt，构成感应加热之理论基础。 交变的电流产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。感应 加热的加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热。随着电力电子技术 的不断成熟，感应加热技术得到了迅速发展。 在金属加工上，感应加热热处理用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。这 种热处理工艺常用于表面淬火、局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火。 将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生 交变磁场，交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流，感应电流在工件截 面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小,工件表层高密度电流的 电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内 部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却， 即可实现表面淬火。 2、感应加热的作用及应用 感应加热早期主要用于有色金属熔炼和热处理工艺，其加热效率高、速度快、可控 性好及易于实现自动化等优点，广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等工业生产 过程中，成为冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻和船舶、飞机、汽车制造业等不可 缺少的技术手段。如表 1 所列。 感应加热的广泛应用，究其原因，主要是它本身相对于别的加热方式所具有的一些 独特性。 1）加热速度快，可节能。感应加热是从金属内部，透入深度层开始加热，大大节 省了热传导时间。其它加热是从外到内，导热时间长。据实验，加热同一坯料到一定温度，感应加热只需火焰炉加热时间的1/10。 2）加热温度高，是非接触式的电磁感应加热。 3）可进行局部加热，容易控制加热部位。被加热产品质量稳定，加热工件的质量 再现性与重复性好，各种参数容易控制。 4）控制温度的精度高，可保证温差在±0.5%～1%范围内。 5）感应加热的热效率高，一般可达50%-70%，而火焰炉的热效率一般只有30%左右。 6）容易实现自动化控制。
辽宁石油化工大学课程设计 信控学院电气工程及其机动化专业电气1103班 题目中频电源主电路设计 学生 指导老师
二零一一年六月课程设计任务书
目录 1.1 课程设计的题目 (1) 1.2 设计思想及内容 (2) 1.3 主电路原理图 (6) 1.4 元器件清单 (7) 1.5 设计总结 (8) 参考文献 (8)
电力电子技术课程设计 1.1课程设计的题目 1.原始数据及资料： （1）额定中频电源输出功率P H=100kW，极限中频电源输出功率P HM=1.1P H=110kW； （2）电源额定频率f =1kHz； （3）逆变电路效率h=95%； （4）逆变电路功率因数：cos j =0.81，j =36o； （5）整流电路最小控制角a min=15o； （6）无整流变压器，电网线电压U L=380V； （7）电网波动系数A=0.95~1.10。 2.设计要求 （1）画出中频感应加热电源主电路原理图； （2）完成整流侧电参数计算； （3）完成逆变侧电参数计算。
1.2 设计思想及内容 1.设计思想 中频电源装置的基本工作原理，就是通过一个整流电路把工频交流电变为直流电，经过直流电抗器最后经逆变器变为单相中频交流电供给负载，所以中频电源装置实际上是交流电-直流电-交流电-负载。 2．设计内容： 一．整流电路的设计 1.整流电路的选择： 本设计不用整流变压器而直接由380V三相交流接入再整流为直流电源。常用的三相可控整流的电路有○1三相半波○2三相半控桥○3三相全控桥○4双反星形等。 三相全控桥整流电压脉动小，脉动频率高，基波频率为300Hz，所以串入的平波电抗器电感量小，动态响应快，系统调整及时，并且三相全控桥电路可以实现有源逆变，把能量回送电网或者采用触发脉冲快速后移至逆变区，使电路瞬间进入有源逆变状态进行过电流保护。 三相全控桥式可控整流电路与三相半波电路相比，若要求输出电压相同，则三相桥式整流电路对晶闸管最大正反向电电压的要求降低一半；若输入电压相同，则输出电压比三相半波可控整流是高一倍。而且三相全控桥式可控整流电路在一个周期中变压器绕组不但提高了导电时间，而且也无直流流过，克服了三相半波可控整流电路存在直流磁化和变压器利用率低的缺点。 从以上比较中可看到：三相桥是可控整流电路从技术性能和经济性能两方面综合指标考虑比其他可控整流电路有优势，故本次设计确定选择三相桥式可控的整流电路。因为电源额定频率f为1KHZ,所以三相桥式可控整流电路中的晶闸管选择快速晶闸管。
KGPS—500KW/1000Hz全集成电路控制晶闸管中频电源 使用说明书 西安奥邦科技有限公司 电话:(029) 62606501 二〇〇九年十月
目录 一、概述............................... .. (1) 二、产品环境条件和对冷却水的要求......... (1) 三、主要技术参数....................... .. (1) 四、外形及结构........................ ...... .. (2) 五、线路原理............................... . (2) 六、调试.................................. ..... ..5 七、设备的安装及使用................. . (7) 八、维护和检修......................... .. (7) 九、中频电炉操作范......................... .... .8 十、操作注意事项........................ (9) 十一、附图.......................... . (10) 1.控制电路原理图 2.主电路原理图
.1. 一、概述 晶闸管中频电源是一种将工频50赫兹交流电变为中频500-10000赫兹交流电的静止式变频装置。适用于金属熔炼,透热,淬火及各种金属钎焊等感应加热场合,尤其适用于需要频繁启动的工作场合。 KGPS型号含义如下: KG P S --□/□ │││││ │││││ 晶闸管───┘│││└───额定输出频率(千赫) 变频装置────┘││ 水冷却───────┘└────额定输出功率 二、产品环境条件和对冷却水的要求: 1.产品环境条件:符合高、低压电机电器安装条件: a.海拔不超过1000m; b.环境温度在5-40℃范围内; c.使用地区最湿月每日最大相对湿度的平均值不大于90%; d.周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气体; e.没有明显的振动和颠簸; f.工频进线三相电源应近似对称,其不平衡度不大于5%; g.工频进线三相电源电压波动范围不大于±5%。 2.产品对冷却水的要求: 水质要求: a.总硬度2.25--3.5度(CaO含量2.25--3.5mg当量) b.溶解性固体 <300mg/L c.PH值 7--7.5 d.碱度 60mg/L e.电导率 <500us/cm 供水系统: a.最高进水温度 <35℃ b.最低进水温度 >5℃ c.进水压力 0.2--0.3MPa d.出水温度 <55℃ 说明：晶闸管中频电源及配套电容器在断水的情况下运行将会产生晶闸管烧坏、电容器损坏等严重事故。因此,除装置本身带有水压保护外,操作者仍需经常观察水系统运行情况，并对水系统进行精心维护。