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中頻爐并聯(lián)電源與串聯(lián)電源的區別
您的位置： 中頻爐|感應加熱|熔鋼爐|熔鋁爐|熔銅爐|熔鉛爐|洛陽(yáng)萬(wàn)峰工業(yè)爐有限公司-技術(shù)支持中頻爐并聯(lián)電源與串聯(lián)電源的區別
廠(chǎng)家：中頻爐并聯(lián)電源與串聯(lián)電源的區別 日期：：2020-01-13 瀏覽次數： 158
中頻爐的選型對鑄件生產(chǎn)的經(jīng)濟性至關(guān)重要，尤其是中頻電源的選型，以普通灰鐵件為例，選用不同的電源，每噸鑄件的耗電量在580~760度之間波動(dòng)，相差近200度電。因此，如何選擇經(jīng)濟、實(shí)用、節能、穩定的電源是鑄造企業(yè)采購中頻爐首先考慮的問(wèn)題，本文詳細對比了并聯(lián)電源和串聯(lián)電源的優(yōu)缺點(diǎn)，供鑄造企業(yè)參考。
我國主流的中頻電源采用的是并聯(lián)諧振逆變器技術(shù)。該技術(shù)來(lái)源于前蘇聯(lián)，電源對元器件的技術(shù)要求較低，配套元器件生產(chǎn)廠(chǎng)商較多，電源的制造成本較低，性能穩定，尤其是中小容量的中頻爐的普及率較高。但是，隨著(zhù)節能降耗要求的不斷提高，這種技術(shù)的缺點(diǎn)越來(lái)越被人們所關(guān)注，其主要表現為：（1）功率因數低并聯(lián)逆變器的功率調節主要依靠改變三相全控橋的整流電壓來(lái)調節，當整流橋的控制脈沖a≤0°（直流電壓低于最大值）時(shí)，其功率因素會(huì )隨之降低，最低甚至達到0.3。只有當a＝0°（直流電壓達到最大值）時(shí)，功率因素才會(huì )達到0.9。而多數用戶(hù)在設備使用時(shí)很難始終保持最高直流電壓值，尤其是在加料和出爐時(shí)，功率因數非常低，設備的無(wú)功損耗較大，用電量也會(huì )隨之增加。我國對無(wú)功的損耗有著(zhù)嚴格的要求，當無(wú)功損耗增加超過(guò)規定值后，用戶(hù)承擔不但要承擔無(wú)功帶來(lái)的經(jīng)濟支出，同時(shí)也要承擔供電部門(mén)的罰款。部分用戶(hù)為了解決此問(wèn)題，投入了無(wú)功補償裝置。但裝置成本較高，使用量較少。（2）有諧波污染同樣由于整流采用三相全控整流技術(shù)，設備在運行時(shí)會(huì )對電網(wǎng)造成諧波污染，尤其是5次、7次諧波超過(guò)國家標準6～7倍。由于諧波污染，會(huì )對其它設備的可靠運行造成損害。（3）重載啟動(dòng)較困難并聯(lián)逆變器的啟動(dòng)，普遍采用它激轉自激的啟動(dòng)方式。設備在啟動(dòng)前，它激信號要略高于負載的實(shí)際振蕩頻率，而不同的負載，其實(shí)際振蕩頻率也不盡相同，尤其是負載差異較大時(shí)，要針對不同的負載設定不同的它激頻率，因此并聯(lián)逆變器對負載適應能力較差，在低阻抗負載時(shí)啟動(dòng)性能較差，尤其是冷態(tài)滿(mǎn)爐鋼時(shí)可能會(huì )出現設備無(wú)法啟動(dòng)現象。（4）負載突變時(shí)可控硅可能被擊穿同樣由于并聯(lián)逆變器采用的是自激啟動(dòng)方式，其換流方式為強迫換流，在遇到負載阻抗突然變化時(shí)（如在爐內加料時(shí)）造成換流失敗而出現過(guò)電流保護，這也是中頻在運行過(guò)程中極易出現過(guò)流保護的重要原因。在極端情況下或換流電感參數不合適時(shí)，更會(huì )造成可控硅擊穿故障。（5）冷卻水帶走較多熱量，能耗稍高并聯(lián)逆變器屬電流型逆變器，諧振電流是工作電流的Q倍，而感應器的工作電流是諧振電流，大電流產(chǎn)生的熱量因被冷卻水帶走而消耗。（6）負載類(lèi)型單一并聯(lián)逆變器的功率調節是通過(guò)調整整流電壓的方式來(lái)調節的，逆變器是不可調整，這也就決定了1臺電源只能帶1臺爐體。
在技術(shù)特性上，并聯(lián)和串聯(lián)逆變器的工作特性是相反的，所以并聯(lián)逆變器的缺點(diǎn)正好是串聯(lián)逆變器的優(yōu)點(diǎn)。串聯(lián)逆變器的功率給定是通過(guò)調整逆變器的工作頻率來(lái)調整的，其整流采用全導通二極管，無(wú)論功率高低，直流電壓Ud＝1.35Ua始終不變，功率在10％～100％的范圍內，功率因素始終恒定在0.92～0.94％。由于整流橋采用不可控全導通二極管，無(wú)延遲控制角，諧波畸變污染很少，完全符合國家相關(guān)標準。串聯(lián)逆變器的工作頻率始終受主控系統控制，不受負載阻抗高低影響，啟動(dòng)時(shí)頻啟動(dòng)率直接穩定在工作范圍內。啟動(dòng)簡(jiǎn)單、快速、穩定，可以在任何溫度、任何負載下直接啟動(dòng)，啟動(dòng)成功率均可達到99%以上。
串聯(lián)逆變器在工作時(shí)，換流過(guò)程是自然換流，不會(huì )出現因換流失敗而造成逆變可控硅擊穿或過(guò)電流保護。
串聯(lián)逆變器中頻電源，整流電壓不可控，通過(guò)控制逆變器來(lái)改變功率輸出的，因此整流器可同時(shí)給兩個(gè)或多個(gè)逆變器同時(shí)供電，各逆變器也可獨立控制。實(shí)現了一臺中頻電源雙供電或多供電輸出，實(shí)現一臺中頻電源帶兩臺或多臺感應器。
串聯(lián)諧振是電壓型逆變器，其負載電壓是輸出電壓的Q倍，在工作中諧振回路的電壓值較高，電流值較小。其效果就相當于高壓輸電，較小的電流會(huì )降低諧振回路中的熱損耗，從而節約電能。
串聯(lián)電源相對于并聯(lián)電源而言，功率因數高，節能效果明顯，能有效避免諧波對電網(wǎng)的沖擊，不需要增加額外的無(wú)功補償裝置，負載匹配性強，變壓器利用率高，能實(shí)現一拖二或一拖多，能有有效降低鑄件的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。但是，串聯(lián)電源的制造成本較高，國產(chǎn)化的普及率相對并聯(lián)電源不是特別高，因此，鑄造企業(yè)在選擇熔煉設備時(shí)究竟選用哪種電源應根據自身情況作出選擇。
我國主流的中頻電源采用的是并聯(lián)諧振逆變器技術(shù)。該技術(shù)來(lái)源于前蘇聯(lián)，電源對元器件的技術(shù)要求較低，配套元器件生產(chǎn)廠(chǎng)商較多，電源的制造成本較低，性能穩定，尤其是中小容量的中頻爐的普及率較高。但是，隨著(zhù)節能降耗要求的不斷提高，這種技術(shù)的缺點(diǎn)越來(lái)越被人們所關(guān)注，其主要表現為：（1）功率因數低并聯(lián)逆變器的功率調節主要依靠改變三相全控橋的整流電壓來(lái)調節，當整流橋的控制脈沖a≤0°（直流電壓低于最大值）時(shí)，其功率因素會(huì )隨之降低，最低甚至達到0.3。只有當a＝0°（直流電壓達到最大值）時(shí)，功率因素才會(huì )達到0.9。而多數用戶(hù)在設備使用時(shí)很難始終保持最高直流電壓值，尤其是在加料和出爐時(shí)，功率因數非常低，設備的無(wú)功損耗較大，用電量也會(huì )隨之增加。我國對無(wú)功的損耗有著(zhù)嚴格的要求，當無(wú)功損耗增加超過(guò)規定值后，用戶(hù)承擔不但要承擔無(wú)功帶來(lái)的經(jīng)濟支出，同時(shí)也要承擔供電部門(mén)的罰款。部分用戶(hù)為了解決此問(wèn)題，投入了無(wú)功補償裝置。但裝置成本較高，使用量較少。（2）有諧波污染同樣由于整流采用三相全控整流技術(shù)，設備在運行時(shí)會(huì )對電網(wǎng)造成諧波污染，尤其是5次、7次諧波超過(guò)國家標準6～7倍。由于諧波污染，會(huì )對其它設備的可靠運行造成損害。（3）重載啟動(dòng)較困難并聯(lián)逆變器的啟動(dòng)，普遍采用它激轉自激的啟動(dòng)方式。設備在啟動(dòng)前，它激信號要略高于負載的實(shí)際振蕩頻率，而不同的負載，其實(shí)際振蕩頻率也不盡相同，尤其是負載差異較大時(shí)，要針對不同的負載設定不同的它激頻率，因此并聯(lián)逆變器對負載適應能力較差，在低阻抗負載時(shí)啟動(dòng)性能較差，尤其是冷態(tài)滿(mǎn)爐鋼時(shí)可能會(huì )出現設備無(wú)法啟動(dòng)現象。（4）負載突變時(shí)可控硅可能被擊穿同樣由于并聯(lián)逆變器采用的是自激啟動(dòng)方式，其換流方式為強迫換流，在遇到負載阻抗突然變化時(shí)（如在爐內加料時(shí)）造成換流失敗而出現過(guò)電流保護，這也是中頻在運行過(guò)程中極易出現過(guò)流保護的重要原因。在極端情況下或換流電感參數不合適時(shí)，更會(huì )造成可控硅擊穿故障。（5）冷卻水帶走較多熱量，能耗稍高并聯(lián)逆變器屬電流型逆變器，諧振電流是工作電流的Q倍，而感應器的工作電流是諧振電流，大電流產(chǎn)生的熱量因被冷卻水帶走而消耗。（6）負載類(lèi)型單一并聯(lián)逆變器的功率調節是通過(guò)調整整流電壓的方式來(lái)調節的，逆變器是不可調整，這也就決定了1臺電源只能帶1臺爐體。
在技術(shù)特性上，并聯(lián)和串聯(lián)逆變器的工作特性是相反的，所以并聯(lián)逆變器的缺點(diǎn)正好是串聯(lián)逆變器的優(yōu)點(diǎn)。串聯(lián)逆變器的功率給定是通過(guò)調整逆變器的工作頻率來(lái)調整的，其整流采用全導通二極管，無(wú)論功率高低，直流電壓Ud＝1.35Ua始終不變，功率在10％～100％的范圍內，功率因素始終恒定在0.92～0.94％。由于整流橋采用不可控全導通二極管，無(wú)延遲控制角，諧波畸變污染很少，完全符合國家相關(guān)標準。串聯(lián)逆變器的工作頻率始終受主控系統控制，不受負載阻抗高低影響，啟動(dòng)時(shí)頻啟動(dòng)率直接穩定在工作范圍內。啟動(dòng)簡(jiǎn)單、快速、穩定，可以在任何溫度、任何負載下直接啟動(dòng)，啟動(dòng)成功率均可達到99%以上。
串聯(lián)逆變器在工作時(shí)，換流過(guò)程是自然換流，不會(huì )出現因換流失敗而造成逆變可控硅擊穿或過(guò)電流保護。
串聯(lián)逆變器中頻電源，整流電壓不可控，通過(guò)控制逆變器來(lái)改變功率輸出的，因此整流器可同時(shí)給兩個(gè)或多個(gè)逆變器同時(shí)供電，各逆變器也可獨立控制。實(shí)現了一臺中頻電源雙供電或多供電輸出，實(shí)現一臺中頻電源帶兩臺或多臺感應器。
串聯(lián)諧振是電壓型逆變器，其負載電壓是輸出電壓的Q倍，在工作中諧振回路的電壓值較高，電流值較小。其效果就相當于高壓輸電，較小的電流會(huì )降低諧振回路中的熱損耗，從而節約電能。
串聯(lián)電源相對于并聯(lián)電源而言，功率因數高，節能效果明顯，能有效避免諧波對電網(wǎng)的沖擊，不需要增加額外的無(wú)功補償裝置，負載匹配性強，變壓器利用率高，能實(shí)現一拖二或一拖多，能有有效降低鑄件的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。但是，串聯(lián)電源的制造成本較高，國產(chǎn)化的普及率相對并聯(lián)電源不是特別高，因此，鑄造企業(yè)在選擇熔煉設備時(shí)究竟選用哪種電源應根據自身情況作出選擇。
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