專利名稱：工頻感應(yīng)熔化爐自動補(bǔ)償與自動平衡調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明適用于利用電容器調(diào)平衡的工頻感應(yīng)熔化爐。
工頻感應(yīng)熔化爐是利用工頻交流電產(chǎn)生的交變磁通穿越坩堝或熔化物時產(chǎn)生渦流而導(dǎo)致發(fā)熱的一種爐具。它與傳統(tǒng)的電熱絲加熱法相比，加熱更為直接(加工物直接發(fā)熱)，升溫更快而省電。它廣泛應(yīng)用于化鋁、化鋅、化銅和化鋼等場合。
工頻爐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，是在爐體外側(cè)有一組單相380伏的感應(yīng)線啳，該線啳產(chǎn)生的磁通作用于坩鍋或熔化物。但是，線啳的感性無功電流很大，功率因數(shù)很低(一般0.3～0.4左右)，因此必須並聯(lián)適量的補(bǔ)償電容，使電容器產(chǎn)生容性電流與線啳的感性電流相抵消，達(dá)到降低總電流，使總體功率因數(shù)提高的目的?？刂蒲a(bǔ)償電容投入或退出的電氣裝置叫補(bǔ)償調(diào)節(jié)裝置。
如前所述，電爐感應(yīng)線啳是單相380伏的，而電源是三相380伏的，電爐只用了三相之中的一相，其他兩相是“空著”的。這就出現(xiàn)嚴(yán)重的不平衡問題。如果不予解決，則電路將產(chǎn)生很強(qiáng)的“逆序分量”，使電網(wǎng)中正在運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降、電流上升、嚴(yán)重發(fā)熱，甚至完全不能運(yùn)行。而且單相占用電流過大使供電系統(tǒng)供電能力下降，影響系統(tǒng)對其他設(shè)備的供電能力。為了解決不平衡問題，一般感應(yīng)爐都配有平衡電容或電抗。投入適量的平衡器件，能使單相用電的電能，均勻地分給三相負(fù)擔(dān)?？刂破胶馄骷度牖蛲顺龅碾姎庋b置，叫平衡調(diào)節(jié)裝置。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)工頻感應(yīng)熔化爐的大戶、青島電爐廠、青島工業(yè)電爐廠和無錫電爐廠等廠，生產(chǎn)的工頻感應(yīng)熔化爐，只有手動補(bǔ)償調(diào)節(jié)和手動平衡調(diào)節(jié)，沒有自動平衡調(diào)節(jié)裝置。
手動調(diào)節(jié)的主要缺點(diǎn)有二1、熔化爐的電氣參數(shù)隨爐溫而變，在長達(dá)數(shù)小時的熔化過程中要不斷地觀察電流的變化而實施調(diào)節(jié)，操作者精神負(fù)擔(dān)較重。2、調(diào)節(jié)的效果隨操作者與責(zé)任心，工作經(jīng)驗、和技術(shù)熟練程度而異，很難做到在全過程都調(diào)到最佳狀態(tài)。
本自動調(diào)節(jié)裝置，是為了解決上述問題而研制的。試驗結(jié)果表明，能比較完滿地解決以上問題。
本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)如下1、檢測爐體感應(yīng)線卷的電流電壓相位差角ψ，再與設(shè)定值比較，產(chǎn)生補(bǔ)償電容投入、退出信號、再通過“可編程序控制器”(PC機(jī))，實施投入或退出操作。該相位差角設(shè)定值，為本發(fā)明的一個重點(diǎn)，它按不同的平衡方式，通過計算后由本發(fā)明者設(shè)定。
2、在電爐總電源入口處檢測三相電流的差值，再按差值的大小和方向(正、負(fù))，產(chǎn)生平衡電容的投入或退出信號，再由PC機(jī)實施對平衡電容器的投入或退出操作。(詳見附圖)3、在電路設(shè)計上，本發(fā)明還有另外兩個顯著的特點(diǎn)。
(1)、補(bǔ)償電容和平衡電容是逐個投入或退出的，不同于傳統(tǒng)的分組投切法，因而調(diào)節(jié)得比較細(xì)，效果比較好。
(2)、PC機(jī)的輸入電路接受控制信號的方式比較獨(dú)特，不是PC機(jī)規(guī)定的“干接觸”方式，而是PC機(jī)的輸入回路和控制信號輸出回路結(jié)合在一起的“無觸點(diǎn)”控制方式。
本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果從開爐到完成熔化全過程的補(bǔ)償調(diào)節(jié)和平衡調(diào)節(jié)全部自動化。調(diào)節(jié)效果
1、總體功率因數(shù)不低于0.9;
2、三相電流差值一般不大于35安;
3、在熱爐停電再復(fù)電的1分鐘內(nèi)和爐溫在居里點(diǎn)附近5分鐘內(nèi)三相電流差值不大于70安;
4、有保溫電路、置保溫檔能自動切換成220伏並配備合適的補(bǔ)償電容和平衡電容;
5、保持原有的溫控、過電流保護(hù)和手動調(diào)節(jié)電路。


附圖1為本裝置對帶V形變壓器的感應(yīng)熔化爐實施自動補(bǔ)償調(diào)節(jié)和自動平衡調(diào)節(jié)的系統(tǒng)圖。其中三相電流檢測比較電路，爐體電流電壓相位差檢測比較電路和PC機(jī)，構(gòu)成本裝置。
附圖2為本裝置對無平衡電抗器，純電容平衡型熔化爐實施自動補(bǔ)償調(diào)節(jié)和自動平衡調(diào)節(jié)的系統(tǒng)圖。其中三相電流檢測比較電路和爐體電流電壓相位差檢測比較電路和PC機(jī)，構(gòu)成本裝置。調(diào)節(jié)效果為該種爐型的最佳效果-COSφ≤0.5。
附圖3為本裝置對純電容平衡型爐雙爐相互平衡運(yùn)行方式實施自動補(bǔ)償與自動平衡調(diào)節(jié)的系統(tǒng)圖。其中一臺電流滯后30°角，另一臺為超前30°角。調(diào)節(jié)效果為COSφ≥0.9。
附圖4為本裝置三相電流檢測比較電路和爐體電流電壓相位差檢測比較電路的末級輸出部份，與PC機(jī)輸入部份相互結(jié)合的方式。這是直接偶合方式，不同于一般的繼電器偶合方式。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的技術(shù)特征之一，是檢測爐體電流電壓相位角差，與設(shè)定值比較，經(jīng)處理電路產(chǎn)生補(bǔ)償電容的投入、退出信號。對于只用電容器作為平衡調(diào)節(jié)器件的熔化爐，按爐型的不同分別設(shè)定為滯后 (π)/6 或超前 (π)/6 。
2.技術(shù)特征之二，是檢測電爐總電源入口處三相電流，取其關(guān)鍵兩相進(jìn)行比較，再根據(jù)差值的大小和方向(正、負(fù))，經(jīng)處理電路產(chǎn)生平衡電容投切信號。
3.技術(shù)特征之三，是把PC機(jī)的光電偶合輸入回路，與投、切信號的輸出回路相結(jié)合。把PC機(jī)規(guī)定的“干接觸”輸入改為無觸點(diǎn)式輸入。
4.技術(shù)特征之四，是補(bǔ)償電容和平衡電容無論在手動調(diào)節(jié)或自動調(diào)節(jié)情況下都是逐個投切;投切個數(shù)與按按鈕的時間或投、切信號作用與時間長短成正比。
全文摘要
本發(fā)明工頻感應(yīng)熔化爐自動補(bǔ)償與自動平衡調(diào)節(jié)裝置，是涉及工頻感應(yīng)熔化爐補(bǔ)償調(diào)節(jié)與平衡調(diào)節(jié)方面的裝置。其要點(diǎn)是測量線圈的電流電壓相位差角，與設(shè)定值比較，產(chǎn)生補(bǔ)償電容投、切信號；測量電爐三相電源入口處三相電流，選其關(guān)鍵兩相比較，按差值的大小及方向產(chǎn)生平衡電容投、切信號。以上兩種信號都輸入到“可編程序控制器”中，由它實施對補(bǔ)償電容和平衡電容的投、切。本裝置可實現(xiàn)從開爐到完成熔化全過程的自動補(bǔ)償與自動平衡調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)效果為1.總體功率因數(shù)不低于0.9；2.三相電流差值一般不大于35安。
文檔編號F27D21/00GK1082703SQ92109128
公開日1994年2月23日 申請日期1992年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月6日
發(fā)明者黃榮翰, 黃熙, 高大湖 申請人:北京汽車摩托車聯(lián)合制造公司