專利名稱：冶金礦熱爐用低頻電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及低頻電源制造技術(shù)領(lǐng)域，確切地說它是一種在電孤加熱礦熱爐上所使用的低頻電源裝置。
現(xiàn)有的礦熱爐使用工頻電源裝置，它通常把10000安培以上的電流通過大電流線路送到礦熱爐內(nèi)產(chǎn)生電弧。大電流線路由補償器，銅排，軟電纜銅瓦和電極等組成。工頻交流電產(chǎn)生較大的電抗，因而功率因數(shù)低，無功損耗大，結(jié)果是能耗高、效率低。另外工頻三相交流電的礦熱爐電壓閃爍大，為減少閃爍，需增設(shè)投資較大的補償裝置。再有就是耐火材料消耗高；嗓音大；電極糊耗量大。如把工頻交流電源改為直流電源，其大電流線路的電抗為零，從而克服了工頻電源裝置帶來的缺點，但是在冶煉中，因直流電源對鐵水不能像交流電源那樣造成強烈攪拌，鐵水出現(xiàn)冷熱區(qū)，必須增加攪拌裝置，同時直流電源本身還存在較大的技術(shù)問題未能解決，因而這項技術(shù)還未被廣泛推廣使用。
本實用新型的目的是提供一種冶金礦熱爐用低頻電源裝置。它兼?zhèn)淞斯ゎl電源和直流電源的優(yōu)點，因而具有能耗低，效率高、攪拌力強、產(chǎn)量高、電極消耗低等優(yōu)點。
本實用新型的目的是通過如下方案實現(xiàn)的，它由變頻主電路、變頻控制器、電流控制器，電流檢測顯示系統(tǒng)，電極升降控制電路，觸發(fā)器及保護報警電路組成，其特征在于本實用新型是通過變頻主電路實現(xiàn)低頻供電的，由72只可控硅連接成12組通常使用的全橋硅整流電路，每3組全橋硅整流電路輸入1組三相交流電，12組共輸入4組三相電源；并且采用同相逆并聯(lián)技術(shù)，每2組全橋硅整流電路按同相逆并聯(lián)方式連結(jié)成一大組，總共連成六大組組成變頻主電路(圖4)。變頻主電路的作用是把三相50赫芝的交流電轉(zhuǎn)變成0.01～12.5赫芝三相交流電(電壓和電流均為方形波)(圖6)，其頻率設(shè)置為0.01、0.05、0.1、1、2.5、5、8、12.5赫芝共9種頻率。實現(xiàn)這9種頻率及其切換是由變頻控制電路來完成的。變頻拉制器由振蕩器Ay、分頻器、電子開關(guān)M、選擇開關(guān)，環(huán)行分配器、零電流檢測邏輯電路、邏輯保護和封鎖電路連接而成，振蕩器與10個并聯(lián)的分頻器連接后再與電子開關(guān)連接，電子開關(guān)的輸出信號與環(huán)行分配器連接，電子開關(guān)還與一拔盤相連，環(huán)行分配器將輸入的脈沖分成6路輸出與變頻主電路相連來控制變頻主電路中的可控硅的通斷。邏輯電路為6組。環(huán)形分配器是由一塊型號為4022和2塊型號為4071的集成塊組成的。振蕩器A1，型號為555電路，接成多諧振蕩器形式。輸出頻率為190赫芝的脈沖，通過9個分頻器被分成0.01～12.5赫芝的9種頻率的脈沖，進入10個電子開關(guān)，M0～M9，分別送至環(huán)行分配器10U。電子開關(guān)M0～M9的通斷由8421碼撥盤BP來決定的，撥盤號和所對應的頻率關(guān)系如下表
例如當撥盤為2時，電子開關(guān)M2通(其它開關(guān)都斷開)，則頻率為0.1赫芝的脈沖進入環(huán)行分配器10U。環(huán)行分配器把輸入的脈沖分成六路輸出，去控制變頻主電路六大組可控硅的通斷，使輸出的低頻電源的頻率為0.1赫芝。即實現(xiàn)變頻主電路按照12-23-34-45-61組的順序運行一次，只要0.1秒鐘完成。(圖3)本實用新型具有如下優(yōu)點
1、礦熱爐安裝低頻電源裝置后其功率因數(shù)高達92％，節(jié)電3.5％。
2、礦熱爐安裝低頻電源裝置后無功功率減少，有功功率增加，不需要無功補償設(shè)備，為新建礦熱爐節(jié)省一筆投資費用，產(chǎn)量提高10％以上。
3、低頻電流感應的磁場力使熔池鐵水受到強烈的攪拌。
4、低頻電源可控硅導通角可以自動調(diào)節(jié)，電極可以穩(wěn)定在最佳位置上，保持最佳插深，供電極端到爐底電路的電阻為最小。
5、低頻電源使電源的集膚效應減小，使電極整個截面通過的電流均勻，不再產(chǎn)生自熔電極外熟內(nèi)生的不良傾向，電極糊消耗下降15％以上。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細的描述。


圖1為本實用新型使用時原理圖。
圖2為本實用新型變頻原理圖。
圖3為本實用新型變頻主電路圖。
圖4為本實用新型頻率控制器框圖。
圖5為本實用新型變頻時負載線電壓波型圖。
圖6為本實用新型中同相逆并聯(lián)接線原理圖。
圖7為本實用新型低頻三相電壓波形及三個電極電流波形圖。
圖中1為電源線，2為電源控制柜，3為變壓器，4為伐側(cè)保護與計量柜，5為低壓動力控制柜，6為低壓聯(lián)接母線，7為變頻電源柜，8為變頻控制柜，9為電極升降控制柜，10為短網(wǎng)，11為礦熱爐體，12為自焙電極。P為橋式整流電路組。i為電流，U為電壓，A為振蕩器，M為電子開關(guān)，LG為邏輯電路，LJ為零電流檢測信號，Y為邏輯電路的輸出信號，K為開關(guān)。
本實用新型只是在現(xiàn)有礦熱爐上加裝一套低頻電源裝置，其它部分沒有變化。低頻電源裝置加裝在變壓器和自熔電極之間，用短網(wǎng)與自焙電極連接。將所有零件備齊后參照附圖連接裝配即可。連接時要將電源控制柜(2)和電源線(1)聯(lián)接；電源控制柜(2)與電爐變壓器(3)初級聯(lián)接；變壓器(3)的二次輸出端經(jīng)低壓聯(lián)接母線(6)與變頻電源柜(7)聯(lián)接，變頻電源柜(7)的輸出端和短網(wǎng)(10)聯(lián)接；短網(wǎng)和自焙電極(12)聯(lián)接，自焙電極(12)產(chǎn)生電弧直接在爐體(11)內(nèi)實施冶煉，其中低壓保護與計量柜(4)、低壓動力控制柜(5)分別與變壓器(3)的低壓輸出母線聯(lián)接，用以保護計量低壓側(cè)的用電裝置，低壓動力柜(5)為電爐輔助機械設(shè)備的電源裝置。電極升降控制柜(9)與低壓動力柜(5)聯(lián)接，電極升降控制柜(9)直接控制自焙電極(12)的自動升降。本實用新型中主電路由六組三相橋式全控整流同相逆并聯(lián)電路組成如圖2所示，其中1、3、5組整流器合用一組電源；2、4、6組整流器合用另一組電源，兩組電源分別與電爐變壓器3的二次側(cè)輸入出端經(jīng)低壓聯(lián)接母線(6)聯(lián)接。六組整流器按照
順序運行，這樣在A、B、C電極上的線電壓波形如圖6所示，變頻電源柜(7)，由變頻控制柜(8)實行觸發(fā)控制，使之變頻電源柜輸出的低頻三相交流電能其特征頻率控制在0.005～15HZ范圍內(nèi)，并可按需要進行調(diào)節(jié)。該電能直接聯(lián)接短網(wǎng)的自焙電極(12)產(chǎn)生電弧，實施冶煉。
權(quán)利要求1.冶金礦熱爐用低頻電源裝置，它由變頻主電路、變頻控制器、電流控制器，電流檢測顯示系統(tǒng)，電極升降控制電路，觸發(fā)器及保護報警電路組成，其特征在于本實用新型是通過變頻主電路實現(xiàn)低頻供電的，由72只可控硅連接成12組通常使用的全橋硅整流電路，每3組全橋硅整流電路輸入1組三相交流電，12組共輸入4組三相電源；并且采用同相逆并聯(lián)技術(shù)，每2組全橋硅整流電路按同相逆并聯(lián)方式連結(jié)成一大組，總共連成六大組組成變頻主電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金礦熱爐用低頻電源裝置，其特征在于變頻控制器由振蕩器Ay、分頻器、電子開關(guān)M、選擇開關(guān)、環(huán)行分配器、零電流檢測邏輯電路、邏輯保護和封鎖電路連接而成，振蕩器與10個并聯(lián)的分頻器連接后再與電子開關(guān)連接，電子開關(guān)的輸出信號與環(huán)行分配器連接，電子開關(guān)還與一拔盤相連，環(huán)行分配器將輸入的脈沖分成6路輸出與變頻主電路相連來控制變頻主電路中的可控硅的通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冶金礦熱爐用低頻電源裝置，其特征在于環(huán)形分配器是由一塊型號為4022和2塊型號為4071的集成塊組成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金礦熱爐用低頻電源裝置，其特征在于振蕩器A1，型號為555電路，接成多諧振蕩器形式。
專利摘要本實用新型是一種冶金礦熱爐用低頻電源裝置,它兼?zhèn)淞斯ゎl電源和直流電源的優(yōu)點,具有能耗低、效率高、攪拌力強和電極消耗低的特點。它是通過變頻主電路實現(xiàn)低頻供電的,由72只可控硅組成12組全橋硅整流電路,每3組全橋硅整流電路輸入1組三相交流電,12組共用4組三相電源;并且采用同相逆并聯(lián)技術(shù),每2組全橋硅整流電路按同相逆并聯(lián)方式連結(jié)成一大組,組成變頻主電路。變頻的切換是由變頻控制器來完成的。本實用新型結(jié)構(gòu)并不復雜,生產(chǎn)制造容易,還可以改造現(xiàn)有的冶金礦熱爐,適合冶金系統(tǒng)使用。
文檔編號H05B7/00GK2317593SQ9722649
公開日1999年5月5日 申請日期1997年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月16日
發(fā)明者李志超, 梁學相, 蔣風鐸, 蔡元華 申請人:李志超, 梁學相, 蔣風鐸, 蔡元華