LF系列钢包精炼炉可供电弧炉、转炉或感应炉等初炼炉钢水进行二次精炼之用,其具有电弧加热、吹氩搅拌、测温取样和合金化等功能,是生产优质碳素钢、合金钢、轴承钢、工具钢、不锈钢等钢种以及满足连铸、连轧要求的重要冶金设备。
本方案的主要设备包括8000KVA整流变压器1台,2台低压开关柜,1套8000KW/500HZ中频电源柜,2台12T中频感应电炉,1套液压系统,1套水冷装置和相关辅助设备。中频电源的输出通过人工换炉切换,能够使2台电炉中的任意1台工作,另1台炉体作为打结炉衬、维修保养之用
电气部分技术说明
设备的电气部分包括整流变压器、低压开关柜、中频电源柜、平波电抗器、补偿电容器组及水箱。
3.1 整流变压器
本设备采用专用的整流变压器,用于将电网的35KV或10KV高压变压为适合于固体电源所使用的950V电压。
变压器的高压侧装有无载手动调压开关,可以在-5%,0,+5%三档调节输出电压,用来适合用户电网的偏差。为了保证整流可控硅的安全,避免对电网产生冲击,该变压器要求具有较大的短路阻抗值10%,同时在原副线圈之间加屏蔽层。电源变压器上装有瓦斯继电器和油温表,其输出与高压开关柜连锁,当变压器出现瓦斯报警或油温超高时,自动切断高压。
变压器的冷却采用油浸自冷。
3.2 低压开关柜
低压开关-自动空气断路器(DW15-耐压1000V)安装在变压器的输出与中频电源的输入之间,用于中频电源的通断及隔离检修。
空气断路器有速断过负荷保护和无压释放保护。
3.3 中频电源
可控制中频电源是一种交流-直流-交流装置,利用可控硅元件将工频三相交流电源变换成单相交流电源。本装置对各种负载适应性强,使用范围广,主要应用于各种金属熔炼、热处理、弯管以及晶体的生长等。中频电源内中频电源内晶闸管整流KP及逆变KK可控硅采用串并联连接。本厂生产的变频电源具有以下特点:
1、柜体采用GGD型柜体结构,元器件布局方式采用双面安装,便于安装维修调试;冷却方式采用部分水冷和风冷。
2、整流桥(KP管)、逆变桥(KK管)可控硅均采用国内名牌厂生产的元件,控制电路的器件选用进口优质元件,保证设备的可靠性和稳定性。
3、本设备的启动方式采用它激转自激的扫频式零压软启动方式,在整个启动过程中,频率调节系统和电流电压调节闭环系统时刻跟踪负载的变化,实现了较为理想的软启动。这种启动方式对可控硅冲击小,有利于延长可控硅的有效寿命。同时还具有轻、重负载均容易启动的优点。
4、本设备的电路采用了我厂专利的恒功率控制电路,在运行过程中会自动监视电压、电流的变化情况,并由此判断出负载的变化,自动调节输出功率,使设备始终处于最大输出功率的工作状态。特别是对于熔炼场合,这种恒功率控制方式对大、小炉均可实现尽可能的最大功率输出,有效的提高了熔炼速度。
5、无须专门的值班人员,本设备操作极为简单,只有一个电源开关和一个功率调节旋钮,启动后,只要将功率旋至最大后,其它均由设备自动进行,炉内突加大料时,设备会自动调节功率,不会出现过流、过压停机和顶开关的不良现象。
6、由于熔炼速度较快,热效率高,提高了单产,且一般不出现截流现象,均在最高直流输出电压下工作(整流的ɑ=0º),平均输出功率可以提高10-20%,熔炼周期减少到原来的2/3,节电约10%以上。
7、本设备保护电路完善,使可控硅元件始终工作在安全范围内,寿命明显延长,损坏率大量减少。
8、本设备的控制电路采用了数字电路,可靠性高,使用过程中,三相电流平衡。
由于先进的设计,本设备的三相电源的相序可任意接,与电容柜、炉体的连线亦不分相位,全部由设备自动判断并自适应,使得安装、维护非常简便。
线路采用交一直一交并联模式,其系统框图如下:
)主电路进线额定电压:1000V~950V(50HZ)(注意R3、R7、R11DE 匹配)。
2)控制供电电源:单相17V/2A。
3)变频电压反馈信号:AC 12V/15mA
4)电流反馈信号:AC 12V/5mA 三相输入
5)整流触发脉冲移相范围:ɑ=0~1300
6)整流触发脉冲对称度:小于10
7)整流触发脉冲信号宽度:≥600μS、双窄、间隔600
8)整流触发脉冲特性:触发脉冲峰值电压:≥15V
触发脉冲峰值电流:≥1A
触发脉冲前沿陡度:≥0.5A/μS
9)逆变频率:100HZ-10KHZ(大致分为100HZ、200HZ 500HZ、1KC、2.5KC、4KC、8KC几种规格)。
10)逆变触发脉冲信号宽度:1 &pide;(16×逆变频率)
11)逆变触发脉冲特性:触发脉冲峰值电压:≥22V
触发脉冲峰值电流:≥3A
触发脉冲前沿陡度:≥2A/μS
(逆变的触发脉冲变压器是外接的)
12)最大外型尺寸:200×150×30mm
13)故障信号输出:
控制板在检测到故障信号时,输出一组接点信号,该接点容量为AC:5A/220V;DC:10A/28V。
本装置的控制电路采用了我公司研制的全数字式恒功率可控硅中频电源控制板。主要由电源、调节器、移相控制、电流平衡电路(12脉波及以上电路使用)、保护电路、相序自适应电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。其核心部件采用美国生产的高性能、高密度、大规模专用ASIC-2微处理器电路,使控制电路实现了数字化,整流触发器部分不需要任何调整,而且具有可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点。由于有相序自适应电路,无需同步变压器,所以,现场调试中免去了调相序、对同步的工作,仅需要整流可控硅的门极线接入控制板相应的接线端上,整流部分便能正常投入运行。
逆变电路采用扫频式零压软启动方式,启动性能优于普通的零压启动电路。并设有自动重复启动电路,可防止中频电源偶尔的启动失败,使启动成功率达到100%。频率跟踪电路采用的是平均值取样方案,提高了逆变的抗干扰能力,而且仅需取样中频电压信号,而无需槽路电容器的电流信号,免去了外接中频电流互感器,确定取样电流相位的烦恼。因此,在调试和使用现场中,也不会由于中频输出线或取样电流互感器的相位接反,而影响中频电源启动。
逆变电路中还加有逆变角调节电路,可以自动调节负载阻抗的匹配,达到恒功率输出,是“快速熔炼”的中频电源(原理参见我公司论文《高整流功率因数的恒功率并联谐振中频电源》一《电力电子技术》杂志1998年第2期43页)。达到节时、节电、提高网侧功率因数的目的(此功能也可被关掉)。逆变部分的主要电路均在ASIC-2微处理器内部,亦是数字电路。
本装置整个控制电路的集成化程度很高,故障率极低。
本电路在设计中征求了多方面的意见,采用了有效措施,使得调试极为方便,大多数参数的设定都由电路内部自动设定,需要用户调整的只有7只电位器的参数设定,所以具有极强的通用性和互换性。
整个控制电路功能上包括电源、整流触发、调节器、电源平衡电路、逆变触发、启动演算等,除调节器为模拟运算电路外,其余均为数字电路。详细电路见控制电路原理图。
组成该控制板核心集成电路为IC7,型号为ASIC-12,它是一块专用大规模数字集成电路,相当于一台微型计算机。它有3路时钟输入口,31路输入/输出口:将运行程序写入ASIC-12内部的存储器中,形成了整流移相触发、相序自适应、逆变触发、逆变引前角锁定、逆变重复起动、过流保护、过压保护、缺相保护、水压低保护、控制板欠压保护等功能,另外还有三个0.2秒钟的定时器。将该电路板组成的中频电源装置每两套并联运行,即形成了双桥12脉波电路。将两台电源的三根连锁线接好后,电流平衡电路等就将提供两台电源装置的协同工作,一台启动时,另一台就会同步运行。当由于负载不平衡或进线电压不同造成两桥电流不平衡时,它可以自动调节两桥的电流,使之趋向一致。
1)BSC8M-2控制板全板仅有12只集成电路、12只晶体管、7只微调电位器、47个引出端子,安装十分方便。