2.6.5 Джерела живлення установок індукційного і
діелектричного нагрівання
Ін д у к ц і й н у п л а в и л ь н у а б о н а г р і в а л ь н у у с т а н о в к у
складають із: джерела живлення; узгоджувального пристрою ( узг о д ж ува л ь ний тр а нс ф о р ма то р ; а вто тр а нс ф о р ма то р ) ; конденсаторної батареї для компенсації реактивної потужності установки; індуктора нагрівальної або плавильної установки; мережі, яка з'єднує джерело живлення з індуктором; апаратури захисту, регулювання і автоматичного управління; механізмів завантаження, розвантаження і перемішування матеріалу, що нагрівають.
Індукційні установки підвищеної частоти живляться від с п е ц і а л ь н и х а г р е г а т і в , п р и з н а ч е н и х д л я п е р е т во р е н н я трифазного струму промислової частоти в однофазний струм підвищеної частоти. Такими пристроями є машинні генератори, статичні помножувачі і тиристорні перетворювачі частоти.
Електромашинні перетворювачі частоти - генератор середньої (підвищеної) частоти і привідний електродвигун змінного струму з частотою обертання 3000 об/хв. На частоти 150‒500 Гц - це звичайні синхронні генератори з неявно вираженими полюсами. На частоти 1000÷10000 Гц генератори
виконують за типом індукційних машин.
Створення статичних помножувачів частоти стало можливим завдяки появі трансформаторної сталі з малими
втратами і кривою гістерезису, близькою до прямокутної.
Принцип одержання більш високих частот таким методом може бути пояснений так. Якщо котушка з залізним сердечником є живлена синусоїдною напругою, то із з б і л ь ш е н н я м м а г н і т н о г о п о т о к у ( вн а с л і д о к н а с и ч е н н я
68
великий зварювальний струм.
Трансформатори з рухомими обмотками (рис. 3.4, б) типу ТД, ТСК, ТС, СТР мають значну віддаль між обмотками, внаслідок чого частина магнітного потоку не охоплює вторинну обмотку 2. Зближення і віддалення обмоток забезпечує регулювання струму.
Для розширення діапазону регулювання первинну обмотку 3 виконують із двох частин, з'єднаних послідовно або паралельно.
Рисунок 3.4 - Схеми зварювальних трансформаторів
3.1.2.2. Джерела живлення зварювальної дуги постійного
струму
Джерела живлення постійного струму підрозділяють на дві
основні групи: зварювальні перетворювачі і зварювальні випрямлячі.
Зварювальний перетворювач - генератор постійного струму і первинного двигуна (електродвигуна або двигуна внутрішнього згоряння).
Однопостові зварювальні генератори залежно від схеми формуван ня зов ні шньої опадаючої характеристики
підрозділяють на три основні групи:
1) генератори з розщепленими полюсами і з поперечним полем, у яких спадаючу зовнішню характеристику досягають за рахунок розмагнічування основного поля генератора магнітним полем реакції якоря.
2) генератори з незалежним збудженням, спадаючу
75
зовнішню характеристику, завдяки чому напруга на дузі
змінюється у відповідності з коливаннями і змінами її довжини.
Зварювальний трансформатор типу СТН з вбудованим регулятором (рис. 3.3) відрізняється від попереднього тим, що на загальному магнітопроводі розміщені три обмотки: первинна
І і вторинна ІІ обмотки трансформатора і обмотка регулятора ІІк,
ввімкнена послідовно з вторинною обмоткою.
сердечника) форма струму все сильніше спотворюється і
з'являються непарні гармоніки. За умови з'єднання трьох таких котушок у трифазну систему може бути одержаний струм потроєної частоти, оскільки амплітуда основної гармоніки гаситься, а результуюча третіх гармонік у три рази більша, ніж у кожній із фаз.
На відміну від машинних генераторів тиристорний перетворювач частоти має ряд переваг: значно меншу масу на одиницю потужності; кращу працездатність за частотних повних навантажень, забезпечення можливості плавної зміни частоти (залежно від режиму плавлення чи нагрівання).
Блок-схема тиристорного перетворювача частоти (рис.2.34) побудована з проміжною ланкою - В (випрямляч) - Ін (інвертор).
Рисунок 3.3 - Електромагнітна схема трансформатора
СТН з вбудованим регулятором
Регулювання зварювального струму здійснюють зміною
повітряного проміжку d між магнітопроводом і якорем С.
До переваг трансформаторів цієї системи необхідно віднес ти компактніс ть, зменшення витрат міді і трансформаторної сталі; за умови регулювання струму з великого значення на мінімальне напруга неробочого стану трохи зростає, що підвищує стійкість горіння дуги.
Трансформатори з підвищеним магнітним розсіюванням найбільш широко застосовують для ручного дугового зварювання.
У трансформаторів з шунтом підмагнічення ТДФ вторинна обмотка складена з двох частин (рис. 3.4,а). Основна частина 2 розміщена біля нижнього ярма 1 сердечника, додаткова частина 3 разом з первинною обмоткою 4 - біля верхнього ярма. Магнітний шунт 6 з підмагнічуючою обмоткою управління 5 розміщений між основною і додатковою частинами вторинної обмотки. Великий струм підмагнічування шунта забезпечує
74
В - випрямляч; Ін -інвертор; БУ - блок управління;
Тр - трансформатор; І - індуктор
Рисунок 2.34 - Блок-схема тиристорного перетворювача
частоти
Контрольні питання
1. Що таке теплопровідність?
2. Які існують вимоги до вогнетривких матеріалів?
3. Яким шляхом отримують піноскло?
4. Чому економічно невигідно застосовувати жаротривкі
сталі?
5. Яка максимальна робоча температура
високотемпературних печей?
69
6. Поясніть принцип дії термометра опору.
7. Які матеріали використовують для виготовлення термопар? 8. В яких випадках застосовують пірометри випромінювання?
9. Для чого призначені протяжні печі?
10. Які є цикли роботи печі?
11. Який середній ККД установок прямого нагрівання?
12. Як класифікують дугові електричні печі?
13. Яка будова рудо-термічної печі?
14. Що таке коротка мережа?
15. Якими перевагами володіють індукційні тигельні печі?