PDF《簿己.渤》

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3 h , 吨耗 约为950kWh , 能源损耗严重 .比 较合理 的 匹配 应 该是 电力 变压器 容量 略 大于 中 频电源 的额定功率 , 如250kW电源配用315kVA电力变 压器当属 合理 .

3 馈 线方 式 与效 率 中频 感应电炉 系统 的馈 电线 路包括三 相工 频输 人馈 线 和单 相 中频输 出馈 线.3.l三相 工频 输 入馈 线 对于三相工频馈线, 我们一般 以其线路 尽可能短、线径足够 大,以线路压降尽可能小为原则 .一方 面, 可保证 中频 电源有足够的进 线 电压 以便 使 电源 和 电炉有 较高的电效率 和 热效 率;

另一方面,也减小其本身的线损以提 高系统的 总效 率 .由 于进 线 电流 频率 为50Hz , 频率相对较低 , 集肤效应不明显,故馈线的结 构和位置不 作 要求 .

3 .

2 单相中频输 出馈线 对 于单 相 中频 输出馈线,不仅 要求线路尽可能短 , 而且 对馈 线 的结 构和位置也有一定的要求 , 尤其是对于频率 较高、 功 率较大 的 中频 电源 . 由于电源 频率较高,存在明显的"集肤效应和邻近效 应,线路的分布电感 不容忽视.为了控 制其分布电感 , 降低线损,提高系统效 率,中频 电源 的输 出馈 线普遍采用矩形母排,而非采用分布电感较大的普通电力 电缆.不仅 如此 , 对其 母排 的结 构和 位置也有适当的 要求.根据电磁场理 论分析(详细 推导从略):对于矩形母排馈线(如图2所示),其线路阻抗为:z=R+iX=百4LP・丢+jc-嵩+7 _

9 *l

0 _ 6f ) ∞ ) (

1 ) 式中L一母线 长度 ( m) : h 一 母线高度 (

1 1

7 1 ) : b 一 母线 厚度 ( m) : d 一 母线 间距 ( m) : P一 母线 电阻率 ( n ・m) ;

f 一电流频率 ( Hz ) . a = b . √ 警l_,为电流透人深度K亡H.圈2矩形母线 结构 和位 置图 一般地可以近似认为R.c{(2)x. c f (

3 ) n 由(2)、(3)式表 明,为了控 制 线路 压降.也即控制 R和X, 应 尽可 能地缩 短 电炉 与 电源 之 维普资讯 http://www.cqvip.com I

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9 8 年第7期 节能・9・问的距离L,缩短母排间距 d , 增加母排宽度h.笔者曾经为二汽改造l台250kW/

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0 0 Hz 的 中频 电源, 开始为了节 约成本采用原中频 发 电机组 沿用 的 同轴 电缆 馈电,电炉与电源 之间的距离 约为1Om. 由于输 出馈 线 的分 布电感 太大,不仅线 路压降相当严 重,约为50V, 而且影响到中频 电源的正常运行,功率只能限升到l6W左右.后来改用200mm *

3 mm 的矩形铜母 排馈 电, 并 且严 格控制母排间距结果在电炉离 电源 的距 离 改为

3 0 m 的恶 劣条 件下 . 线路压降反 而 降至 约为

2 0 V, 而且 中频 电 源运行条 件得 以改 善,电源 能顺 利升功到250kW.电 效率由原来 的85%提高到92%, 热效 率也 由 原来 的60%提高到

7 0 % 左右,其热 、 电 总效 率则由原来 的51%提高到

6 4 .

4 %.从而大大提 高 了该 中频感应电炉 的电, 热效率,而且 还改善了中频 电源的运行条件, 取得 了比较 满意 的效果.由此 可见, 采用合理 的馈 线结 构 和位置 , 积极控制线路的分布电感和线路压降, 对于像250kW/

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0 0 Hz 这样频率 比较 高的中频 感应电 炉, 在提高其系统效率 以及改善 电源本身运行 性能 等方 面均 起到 了积极甚 至 关键 的作 用.

4 控制 操作 与效 率感应电炉 的等效 电路 如图3所示r1XI 图3感应 电炉 的 等效 电路 金 属在 感应 电炉 内的 加热过程,是一个其等教 电路 参数 不 断发 生 变化 的过程 炉料 的多 少、炉料 的位 置和炉料温度等的变化,均会引起电炉等 效 电路参 数的变化,即中频 电源 其负载电路 的等效 阻抗R, 在金属加热过程 中随 时 间在不 断地变化.中频电源有其额定功率和额定 负载 阻抗R.其 输 出功 率和系统 效率随R/R的变 化趋势,可用图4来 表示.当电炉的等 效阻抗 R 等于 中频 电源 的额定阻抗R时, 中频 电源将 输 出最 大 功率 , 即额 定功率P这时系统效率将达到最大 值一;