50KW/4KHZ中频感应加热退火炉设备技术方案

一、 概述

我公司在全自动中频感应串联透热炉领域,已经拥有众多的用户和成熟的设计生产经验。本套设备针对贵公司钢管区部退火设计，主要由中频电炉，补偿电容器柜，矩形加热炉和缝隙式加热炉体组成。

二、制造标准

1. ZB46001—87 《感应加热用半导体变频装置》

2. JB4086—85  《中频感应加热用电控设备技术条件》

3. GB1006.3—88《电热设备基本技术条件.感应加热设备》

4. GB595 9.3—88《电热设备的安全—对感应和导电加热设备及感应熔炼特殊要求》

5. GB/T5226-1996《工业机械电气设备通用技术条件》标准

三、工件参数及工艺要求

四、现场必需的工作条件：

1、供电电源：3Ф 380V+10%  50HZ  三相四线制

2、海拔高度：小于等于1000M

3、相对湿度：不大于95%

4、温度：-20---60℃

5、水压:0.2-0.3MPa，流量：83/h,  PH:6--9

6、无导电尘埃和腐蚀性气体

五、电源频率与功率的确定:

1. 根据技术要求的计算，本加热炉频率选择4000Hz。

2. 根据技术要求的计算，单台加热炉频率选择50KW。

六、设备组成与工作过程描述及设备各个部分性能、参数、特点介绍:

1.设备组成见下表

2、设备各个部分性能、参数、特点介绍：

主要技术参数

额定输出功率50KW。

输出频率4000HZ

中频电压750V 

直流电压500V 

加热温度600℃

工件温差≤±30℃

整机噪音≤76db

2．1中频电源

50KW的中频电源采用6脉波整流，

其中可控硅V1-6构成三相全控的全波整流电路。为逆变部分提供直流能量.在此套系统中设计使用一台整流变压器，这样将会大大的减小中频电源对电网的谐波污染。

逆变部分由可控硅V7-10及电容器组C和电感线圈L组成，电容器组C和电感线圈L组成并联谐振回路，与串联谐振回路相比较，并联谐振回路具有较好的负载适应能力，运行比较稳定可靠的优点。

中频电源的特点

我公司针对贵厂实际生产的需要，在本套系统中设计使用在国内具有先进水平的扫频式恒功率耐冲击型中频电源。其主要特点如下：控制系统采用大规模可编程逻辑阵列模块集成控制，单块板结构，避免了多块板接插件使用一段时间后由于接触不良而造成设备运行不可靠的现象。各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能。主控板：主控板核心部件采用进口高性能、高密度、大规模专用集成电路，其内部电路除调节器为模拟运算电路外其余均为数字电路。整流触发器不须任何调整，可靠性高，脉冲对称度好，抗干扰能力强，反应速度快。设有相序自适应电路，无须同步变压器                                    

◆   独特的扫频式启动方式，具有100%的启动成功率                                     

逆变部分采用扫频式零压软启动方式，启动性能优于普通的零压软启动电路。其扫频式的大致启动过程如下：在逆变电路启动以前，先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管，并控制它激信号的频率从高到低扫描。当它激信号的频率下降到接近槽路谐振频率时，中频电压便建立起来。通过锁频线路使电源频率和L/C谐振频率相同，此时启动成功。为防止中频电源偶尔的启动失败，我公司专门设计了自动重复启动电路，保证了100%的启动成功率。

◆  具有快速响应特性的调节器

     根据我公司在工件加热的实际使用情况下所获得的经验，设计了独特的调节器，其响应时间小于100mS，完全适合于中频电源在负载突变的情况下适应快速响应的使用要求。

◆ 电源恒功率输出，可保证高的功率因数

特殊设计的阻抗调节器可检测到阻抗的变化，并将此变化送入电路内部进行数字运算，自动调节负载阻抗的匹配，使中频电源达到恒功率输出。同时，由于阻抗调节器的使用，在工件加热的恒功率段，整套设备的运行功率因数可达到0.93（此时整流始终处于全开通状态，功率因数Z高）。恒功率段中频电压Us与对应的功率因数COSФ关系曲线如下图示 

◆ 完善可靠的保护功能

本控制线路设有过流、过压、进线缺相、电源欠电压、冷却水压过低和冷却水温过高等各项保护措施。保证了各项保护功能的灵敏度及可靠性。本套系统为水冷却设备，为了设备的安全可靠运行，故应对冷却水的水温进行多点实时监控。我公司针对水温监控重要性，设计了一套具有特色的专用监测仪表。在每一只可控硅上均装有两个温度检测点，并且在每一台谐振电容器及各感应线圈上也装有相同的温度检测点。这就使该套系统的每一个水冷却部分均受到实时监控，决不会因为某点的水温过高而造成元器件的损坏。

◆ 先进的相序自识别功能

控制系统中含有相序自识别电路，使系统中无须安装同步变压器，免去了调试维修中调相序、对同步的工作。

◆ 丰富的外控接口

设备含有内/外转换、自动/手动转换开关和它们的接口，可方便的实现远程自动控制。并设有温度外环的控制接口，与红外测温仪和温度自动控制系统相结合，可方便的实现温度自动控制。通过自动控制系统对电源输出功率的自动调节，使工件的Z终加热温度达到预期设定的温度范围。

◆   调试维修简单方便

可控硅的安装采用集装式整体硅架，更换可控硅时更加方便。

控制系统中含有相序自识别电路，使系统中无须安装同步变压器，免去了调试维修中调相序、对同步的工作。

2.2大容量的直流滤波电抗器

滤波电抗器对固体电源是非常重要的，它有二个作用。第一，使整流器的输出电流变得平滑稳定。第二，当逆变可控硅直通短路时，限制短路电流的增长速度和Z大短路电流的大小。如果滤波电抗器的参数设计不合理，铁芯材料不好或制造工艺不过关，将对中频电源的工作可靠性产生极大影响。

2.3电热电容器柜：

补偿电容器采用新安江型号RFM-0.75—1000—4S的电容器

2.4、 加热炉体：

感应炉内衬由打结炉衬，炉衬采用整体打结方式，打结时，下底部打结厚度比上部厚5-10mm，使用温度1450℃以上，有良好的绝缘性、绝热性，耐激冷激热和抗冲击性。

2.5水路的连接为快速接头，为了电的连接可靠和更换快速性，采用1个大不锈钢螺栓连接方式。更换时只需松开此螺栓和打开水接头锁紧装置即可。水快换接头:为了更换炉体的方便，在管路接头设计中采用了快换接头，

它的材料选用牌号为316的不锈钢。主要由螺纹接口件，软管接口件，紧扣板手，密封垫圈等构成。这种快换接头的Z大特点是：螺纹接口件，软管接口件均可互配，紧扣板手操作方便，密封性能好。

七. 安全措施：

1、设备电器连接部位设有必要的警示（闪电符号、提示语、隔板等）、防护及屏蔽，保护维修、操作者的安全。

2、整套装置联锁及保护性能；有紧急停止、过电压、过电流、缺相、电压反馈、电流反馈、元件过温及冷却系统欠压断水、水温高（每个回水的支路都装温度检测）、上料缺料、与下道工序（小于15分钟的故障降功率，超过15分钟的故障停机）等联锁、故障报警，动作可靠。保证不使设备损坏，料化在感应加热器内、人身安全等故障发生。（如柜门打开时必须柜内自动断电等）。设有急停按钮：发生异常时按 “急停”按钮,使设备停止运行。急停按钮设置在有操作人员或巡视人员的操作位置上,在任何状态和情况下,按压其中任何一个急停按钮,设备立即停止

3、整套装置启、停可靠，时序合理，能有效避免误操作对设备及人身造成的危害。

4、制造及安装按照机械工业部《机械工厂安全性评价标准》执行。

5、按国家感应加热炉标准制造，符合国家环保和安全标准。

八.售后服务:

1、本电炉设备自Z终验收合格之日起12个月为保修期。在保修期内，设备因制造不良或外配件质量不好而引起故障时，免费为买方修复或更换相应的零部件。

2、提供24小时响应服务。自接到用户服务要求后24小时之内派人应答。    

3、确保零部件生产的稳定性，长期以优惠价(低于同期市场价)向用户提供备品备件。