专利名称：一种24脉波中频感应炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中频感应炉，尤其是涉及一种M脉波中频感应炉。
背景技术：
近年来，随着现代机械制造和冶金工业的飞速发展，在电力供应状况的改善下，钢材品种及质量的要求，炼钢生产率的提高和成本的控制，以及连铸技术的广泛应用，促进了中频感应炉的快速发展。同时随着市场对铸件品质的要求大大提高，在铸造生产中愈来愈多地采用感应电炉进行熔炼。当下感应加热主要应用于淬火、透热、熔炼、钎焊、和烧结等方面。现有技术中，有6脉波感应炉和12脉波感应炉，目前的6脉波感应炉和12脉波感应炉还存在着对电网冲击影响大、热效率低、电能损失大等缺陷和不足。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种M 脉波中频感应炉，其设计新颖合理，操作灵活简单，负载适应能力强，启动、运行稳定可靠， 熔炼速度快，热效率高，谐波大大减小，能够达到为企业降低投资成本、降低消耗、提高产能、创造效益的目的，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种M脉波中频感应炉， 其特征在于包括一台高压开关柜、与所述高压开关柜的输出端相接的整流变压器一和整流变压器二、与整流变压器一和整流变压器二的输出端相接的一套中频电源、并联在中频电源输出端的炉体一和炉体二、与炉体一和炉体二相接的液压系统、以及与中频电源、炉体一和炉体二相接的冷却系统；所述中频电源包括整流单元、与整流单元相接的滤波单元、与整流单元和滤波单元相接的并联逆变单元、与并联逆变单元相接的电容补偿单元、以及与整流单元和并联逆变单元相接的控制单元，所述整流单元的输入端与所述整流变压器一和整流变压器二的输出端相接，所述电容补偿单元的输出端与所述炉体一和炉体二的供电输入端相接；所述冷却系统包括与整流单元、滤波单元、并联逆变单元和电容补偿单元相接的密闭式冷却塔，以及与炉体一和炉体二相接的冷却水塔。上述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述整流单元包括并联在整流变压器一输出端的三相全控桥式整流电路一和三相全控桥式整流电路二、以及并联在整流变压器二输出端的三相全控桥式整流电路三和三相全控桥式整流电路四，所述并联逆变单元包括并联逆变单元一和并联逆变单元二，所述三相全控桥式整流电路一和三相全控桥式整流电路二的正极输出端分别连接电抗器一和电抗器二后与所述并联逆变单元一的正极输入端相接，所述三相全控桥式整流电路一和三相全控桥式整流电路二的负极输出端均与所述并联逆变单元一的负极输入端相接；所述三相全控桥式整流电路三和三相全控桥式整流电路四的正极输出端分别连接电抗器三和电抗器四后与所述并联逆变单元二的正极输入端相接，所述三相全控桥式整流电路三和三相全控桥式整流电路四的负极输出端均与所述并联逆变单元二的负极输入端相接；所述并联逆变单元一的一个交流输出端与所述并联逆变
4单元二的一个交流输出端并联后为所述并联逆变单元的交流输出端一，所述并联逆变单元一的另一个交流输出端与所述并联逆变单元二的另一个交流输出端并联后为所述并联逆变单元的交流输出端二，所述并联逆变单元的交流输出端一通过补偿电容一 Cl与炉体一的一个供电电源输入端相接、且通过补偿电容一 Cl和开关Kl与炉体二的一个供电电源输入端相接，所述并联逆变单元的交流输出端二与炉体一的另一个供电电源输入端相接、且通过开关K2与炉体二的另一个供电电源输入端相接，所述并联逆变单元的交流输出端一和交流输出端二之间并联有补偿电容二 C2;所述电抗器一、电抗器二、电抗器三和电抗器四构成所述滤波单元，所述补偿电容一和补偿电容二构成所述电容补偿单元。上述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述高压开关柜为IOkV高压开关柜。上述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述整流变压器一和整流变压器二均为型号为M-4500的4500KVA的整流变压器。上述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述三相全控桥式整流电路一、三相全控桥式整流电路二、三相全控桥式整流电路三和三相全控桥式整流电路四电路相同， 均包括六个晶间管、六个电阻和六个电容，六个所述晶间管两两串联后再并联，每个所述晶闸管均与串联为一个整体的一个电阻和一个电容并联。上述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述并联逆变单元一和并联逆变单元二电路相同，均由四个电路相同的逆变电路模块构成；构成所述并联逆变单元一的逆变电路模块为逆变电路模块一、逆变电路模块二、逆变电路模块三和逆变电路模块四，所述逆变电路模块一和逆变电路模块四串联为整体后再与串联为整体的逆变电路模块三和逆变电路模块二并联，所述逆变电路模块一和逆变电路模块三相接的一端为并联逆变单元一的正极输入端，所述逆变电路模块四和逆变电路模块二相接的一端为并联逆变单元一负极输入端；构成所述并联逆变单元二的逆变电路模块为逆变电路模块五、逆变电路模块六、逆变电路模块七和逆变电路模块八，所述逆变电路模块五和逆变电路模块八串联为整体后再与串联为整体的逆变电路模块七和逆变电路模块六并联，所述逆变电路模块五和逆变电路模块七相接的一端为并联逆变单元二的正极输入端，所述逆变电路模块八和逆变电路模块六相接的一端为并联逆变单元二的负极输入端；从所述逆变电路模块一和逆变电路模块四之间引出的接线端子与从所述逆变电路模块五和逆变电路模块八之间引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元的交流输出端一，从所述逆变电路模块三和逆变电路模块二之间引出的接线端子与从所述逆变电路模块七和逆变电路模块六之间引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元的交流输出端二；所述逆变电路模块一、逆变电路模块二、逆变电路模块三、逆变电路模块四、逆变电路模块五、逆变电路模块六、逆变电路模块七和逆变电路模块八均由两个晶闸管、四个电阻和两个电容构成，两个所述晶闸管串联，每个所述晶闸管均与一个电阻以及串联为一个整体的一个电阻和一个电容并联。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型是一种新型节能降耗炉种，设计新颖合理，调试方便，是中频炉由小炉种到大炉种冶炼的一大飞跃。2、本实用新型的负载适应能力强，启动可靠，使得电网的谐波干扰大幅度降低，同时在冶炼中易于变换冶炼品种，便于控制熔炼质量，操作灵活简单，运行稳定可靠。[0013]3、本实用新型采用炉体一和炉体二并联在中频电源输出端，一用，一备用，大大减少了停工时间，提高了冶炼效率。4、本实用新型的熔炼速度快，热效率高，能够达到为企业降低投资成本、降低消耗、提高产能、创造效益的目的，能够更好地在大炉种冶炼中发挥其优势。5、本实用新型的实现成本低，能够广泛地应用于铸钢、不锈钢、合金钢的冶炼、真空冶炼、感应加热等各种场合，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本实用新型设计新颖合理，操作灵活简单，负载适应能力强，启动、运行稳定可靠，熔炼速度快，热效率高，谐波大大减小，能够达到为企业降低投资成本、降低消耗、提高产能、创造效益的目的，解决了现有技术中的6脉波感应炉和12脉波感应炉所存在的对电网冲击影响大、热效率低、电能损失大等缺陷和不足，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型中频电源与炉体一和炉体二的连接关系示意图。图3a为本实用新型并联逆变单元的等效电路中晶闸管Sl和S2导通、晶闸管S3 和S4截止时的工作状态参考图。图北为本实用新型并联逆变单元的等效电路中晶闸管Si、S2、S3和S4全部导通时的一种工作状态参考图。图3c为本实用新型并联逆变单元的等效电路中晶闸管Sl和S2截止、晶闸管S3 和S4导通时的工作状态参考图。图3d为本实用新型并联逆变单元的等效电路中晶闸管Si、S2、S3和S4全部导通时的另一种工作状态参考图。附图标记说明1 一高压开关拒； 3—中频电源；
3-12—三相全控桥式整
流电路二；
3-2—滤波单元；
3-311 —逆变电路模块
.—-· 5
3-314 —逆变电路模块四；
3-322 —逆变电路模块N .
Tn ；
3-4—电容补偿单元；
说明书
2-1—整流变压器一；
3-1—整流单元；
3-13—三相全控桥式整流电路三；
3-3—并联逆变单元；
3-312 —逆变电路模块 ~“，
3-32 —并联逆变单元 ~“，
3-323 —逆变电路模块七；
3-5—控制单元；
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2-2—整流变压器二；
3-11—三相全控桥式整流电路一；
3-14—三相全控桥式整流电路四；
3-31 —并联逆变单元
.—-· 5
3-313 —逆变电路模块 —‘,
3-321 —逆变电路模块五；
3-324—逆变电路模块八；
4-1一炉体一；
4-2—炉体二；5—液压系统；6—冷却系统；
6-1—密闭式冷却塔； 6-2—冷却水塔。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括一台高压开关柜1、与所述高压开关柜1的输出端相接的整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2、与整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2的输出端相接的一套中频电源3、并联在中频电源3输出端的炉体一 4-1和炉体二 4-2、与炉体
一4-1和炉体二 4-2相接的液压系统5、以及与中频电源3、炉体一 4-1和炉体二 4_2相接的冷却系统6 ；所述中频电源3包括整流单元3-1、与整流单元3-1相接的滤波单元3-2、与整流单元3-1和滤波单元3-2相接的并联逆变单元3-3、与并联逆变单元3-3相接的电容补偿单元3-4、以及与整流单元3-1和并联逆变单元3-3相接的控制单元3-5，所述整流单元 3-1的输入端与所述整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2的输出端相接，所述电容补偿单元3-4的输出端与所述炉体一 4-1和炉体二 4-2的供电输入端相接；所述冷却系统6包括与整流单元3-1、滤波单元3-2、并联逆变单元3-3和电容补偿单元3-4相接的密闭式冷却塔6-1，以及与炉体一 4-1和炉体二 4-2相接的冷却水塔6-2。结合图2，本实施例中，所述整流单元3-1包括并联在整流变压器一 2-1输出端的三相全控桥式整流电路一 3-11和三相全控桥式整流电路二 3-12、以及并联在整流变压器
二2-2输出端的三相全控桥式整流电路三3-13和三相全控桥式整流电路四3-14，所述并联逆变单元3-3包括并联逆变单元一 3-31和并联逆变单元二 3-32，所述三相全控桥式整流电路一 3-11和三相全控桥式整流电路二 3-12的正极输出端分别连接电抗器一 Ll和电抗器二 L2后与所述并联逆变单元一 3-31的正极输入端相接，所述三相全控桥式整流电路一 3-11和三相全控桥式整流电路二 3-12的负极输出端均与所述并联逆变单元一 3-31的负极输入端相接；所述三相全控桥式整流电路三3-13和三相全控桥式整流电路四3-14的正极输出端分别连接电抗器三L3和电抗器四L4后与所述并联逆变单元二 3-32的正极输入端相接，所述三相全控桥式整流电路三3-13和三相全控桥式整流电路四3-14的负极输出端均与所述并联逆变单元二 3-32的负极输入端相接；所述并联逆变单元一 3-31的一个交流输出端与所述并联逆变单元二 3-32的一个交流输出端并联后为所述并联逆变单元3-3 的交流输出端一，所述并联逆变单元一 3-31的另一个交流输出端与所述并联逆变单元二 3-32的另一个交流输出端并联后为所述并联逆变单元3-3的交流输出端二，所述并联逆变单元3-3的交流输出端一通过补偿电容一 Cl与炉体一 4-1的一个供电电源输入端相接、且通过补偿电容一 Cl和开关Kl与炉体二 4-2的一个供电电源输入端相接，所述并联逆变单元3-3的交流输出端二与炉体一 4-1的另一个供电电源输入端相接、且通过开关K2与炉体二 4-2的另一个供电电源输入端相接，所述并联逆变单元3-3的交流输出端一和交流输出端二之间并联有补偿电容二 C2 ；所述电抗器一 Li、电抗器二 L2、电抗器三L3和电抗器四L4 构成所述滤波单元3-2，所述补偿电容一 Cl和补偿电容二 C2构成所述电容补偿单元3-4。本实施例中，所述高压开关柜1为IOkV高压开关柜，内部配用有IOkV真空断路器，具有开断能力强、易维护、工作可靠等特点，特别适合于需要频繁合分闸操作的冶金行业。所述整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2均为型号为M-4500的4500KVA的整流变压器，该整流变压器的一次电压为10kV，二次电压为900V，12脉冲6相输出，整流变压器一
2-1和整流变压器二2-2之间移相士7. 5°，该整流变压器的短路阻抗范围在6%-8%之间，在该整流变压器的高压侧装有无载手动调压开关，可以在-5^^045%三挡调节输出电压，同时该整流变压器设置有轻重瓦斯、油温等多项保护信号输出，以达到更好的保护变压器的目的。本实施例中，所述三相全控桥式整流电路一 3-11、三相全控桥式整流电路二
3-12、三相全控桥式整流电路三3-13和三相全控桥式整流电路四3-14电路相同，均包括六个晶闸管、六个电阻和六个电容，六个所述晶闸管两两串联后再并联，每个所述晶闸管均与串联为一个整体的一个电阻和一个电容并联。如图2所示，图中，所述三相全控桥式整流电路一 3-11包括晶闸管SCRla、SCR2a、 SCR3a、SCR4a、SCR5a 和 SCR6a，电阻 Rla、R2a、R3a、R4a、R5a 和 R6a，以及电容 Cla、C2a、C3a、 C4a、C5a和C6a ；所述晶闸管SCRla和晶闸管SCR4a串联为一个整体后与串联为一个整体的晶闸管SCR3a和晶闸管SCR6a、以及串联为一个整体的晶闸管SCRfe和晶闸管SCRh并联， 所述晶闸管SCRla、SCR3a和SCRfe的阴极相接且为三相全控桥式整流电路一 3_11的正极输出端，所述晶闸管SCR4a、SCR6a和SCR2a的阳极相接且为三相全控桥式整流电路一 3_11 的负极输出端；所述电阻Rla和电容Cla串联为一个整体后与晶闸管SCRla并联，所述电阻 R2a和电容C2a串联为一个整体后与晶闸管SCR2a并联，电阻R3a和电容C3a串联为一个整体后与晶闸管SCR3a并联，电阻Ma和电容C4a串联为一个整体后与晶闸管SCR4a并联， 电阻Rfe和电容C5a串联为一个整体后与晶闸管SCR5a并联，电阻R6a和电容C6a串联为一个整体后与晶间管SCR6a并联。所述三相全控桥式整流电路二 3-12包括晶间管SCRlb、 SCR2b、SCR3b、SCR4b、SCR5b 和 SCR6b,电阻 Rib、R2b、R3b、R4b、R5b 和 R6b,以及电容 Clb、 C2b、C3b、C4b、C5b和C6b ；所述晶闸管SCRlb和晶闸管SCR4b串联为一个整体后与串联为一个整体的晶闸管SCRIBb和晶闸管SCR6b、以及串联为一个整体的晶闸管SCI^b和晶闸管 SCR2b并联，所述晶闸管SCRlb、SCR3b和SCR5b的阴极相接且为三相全控桥式整流电路二 3-12的正极输出端，所述晶闸管SCR4b、SCR6b和SCR2b的阳极相接且为三相全控桥式整流电路二 3-12的负极输出端；所述电阻Rlb和电容Clb串联为一个整体后与晶闸管SCRlb并联，所述电阻R2b和电容C2b串联为一个整体后与晶闸管SCR2b并联，电阻R!3b和电容C!3b 串联为一个整体后与晶闸管SCR3b并联，电阻R4b和电容C4b串联为一个整体后与晶闸管 SCR4b并联，电阻I^b和电容C5b串联为一个整体后与晶闸管SCR5b并联，电阻R6b和电容 C6b串联为一个整体后与晶闸管SCR6b并联。所述三相全控桥式整流电路三3-13包括晶闸管 SCRlc、SCR2c、SCR3c、SCR4c、SCR5c 和 SCR6c，电阻 Rlc、R2c、R3c、R4c、R5c 和 R6c，以及电容(1(；丄2(；丄3(；、(如丄50和C6c ；所述晶闸管SCRlc和晶闸管SCR4c串联为一个整体后与串联为一个整体的晶闸管SCR3c和晶闸管SCR6c、以及串联为一个整体的晶闸管SCR5c 和晶闸管SCR2c并联，所述晶闸管SCRlc、SCR3c和SCR5c的阴极相接且为三相全控桥式整流电路三3-13的正极输出端，所述晶闸管SCR4c、SCR6c和SCR2c的阳极相接且为三相全控桥式整流电路三3-13的负极输出端；所述电阻Rlc和电容Clc串联为一个整体后与晶闸管 SCRlc并联，所述电阻R2c和电容C2c串联为一个整体后与晶闸管SCR2c并联，电阻R3c和电容C3c串联为一个整体后与晶闸管SCR3c并联，电阻R4c和电容Ck串联为一个整体后与晶闸管SCR4c并联，电阻R5c和电容C5c串联为一个整体后与晶闸管SCR5c并联，电阻R6c 和电容C6c串联为一个整体后与晶闸管SCR6c并联。所述三相全控桥式整流电路四3-14 包括晶闸管 SCRlcU SCR2d、SCR3d、SCR4d、SCR5d 和 SCR6d，电阻 Rid、R2d、R3d、R4d、R5d 和 R6d,以及电容Cld、C2d、C3d、C4d、C5d和C6d ；所述晶闸管SCRld和晶闸管SCR4d串联为一个整体后与串联为一个整体的晶闸管SCR3d和晶闸管SCR6d、以及串联为一个整体的晶闸管SCR5d和晶闸管SCR2d并联，所述晶闸管SCRld、SCR3d和SCR5d的阴极相接且为三相全控桥式整流电路四3-14的正极输出端，所述晶闸管SCR4d、SCR6d和SCR2d的阳极相接且为三相全控桥式整流电路四3-14的负极输出端；所述电阻Rld和电容Cld串联为一个整体后与晶闸管SCRld并联，所述电阻R2d和电容C2d串联为一个整体后与晶闸管SCR2d并联，电阻R3d和电容C3d串联为一个整体后与晶闸管SCR3d并联，电阻R4d和电容C4d串联为一个整体后与晶闸管SCR4d并联，电阻R5d和电容C5d串联为一个整体后与晶闸管SCR5d并联，电阻R6d和电容C6d串联为一个整体后与晶闸管SCR6d并联。 本实施例中，所述并联逆变单元一 3-31和并联逆变单元二 3-32电路相同，均由四个电路相同的逆变电路模块构成；构成所述并联逆变单元一 3-31的逆变电路模块为逆变电路模块一 3-311、逆变电路模块二 3-312、逆变电路模块三3-313和逆变电路模块四 3-314，所述逆变电路模块一 3-311和逆变电路模块四3-314串联为整体后再与串联为整体的逆变电路模块三3-313和逆变电路模块二 3-312并联，所述逆变电路模块一 3-311和逆变电路模块三3-313相接的一端为并联逆变单元一 3-31的正极输入端，所述逆变电路模块四3-314和逆变电路模块二 3-312相接的一端为并联逆变单元一 3_31的负极输入端； 构成所述并联逆变单元二 3-32的逆变电路模块为逆变电路模块五3-321、逆变电路模块六3-322、逆变电路模块七3-323和逆变电路模块八3-324，所述逆变电路模块五3-321和逆变电路模块八3-3M串联为整体后再与串联为整体的逆变电路模块七3-323和逆变电路模块六3-322并联，所述逆变电路模块五3-321和逆变电路模块七3-323相接的一端为并联逆变单元二 3-32的正极输入端，所述逆变电路模块八3-3M和逆变电路模块六3-322相接的一端为并联逆变单元二 3-32的负极输入端；从所述逆变电路模块一 3-311和逆变电路模块四3-314之间引出的接线端子与从所述逆变电路模块五3-321和逆变电路模块八3-3M 之间引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元3-3的交流输出端一，从所述逆变电路模块三3-313和逆变电路模块二 3-312之间引出的接线端子与从所述逆变电路模块七3-323 和逆变电路模块六3-322之间引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元3-3的交流输出端二 ；所述逆变电路模块一 3-311、逆变电路模块二 3-312、逆变电路模块三3-313、逆变电路模块四3-314、逆变电路模块五3-321、逆变电路模块六3-322、逆变电路模块七3-323和逆变电路模块八3-3M均由两个晶闸管、四个电阻和两个电容构成，两个所述晶闸管串联， 每个所述晶闸管均与一个电阻以及串联为一个整体的一个电阻和一个电容并联。如图2所示，图中，所述逆变电路模块一 3-311包括晶闸管SCR7x和SCR7y，电阻 R10、R11、R12和R13，以及电容ClO和Cll ；所述晶闸管SCR7x和SCR7y串联，所述电阻RlO 和电容ClO串联为一个整体后与晶闸管SCR7x和电阻Rl2并联，所述电阻Rl 1和电容Cl 1串联为一个整体后与晶闸管SCR7y和电阻R13并联；所述逆变电路模块三3-313包括晶闸管 SCR8x和SCR8y，电阻R14、R15、R16和R17，以及电容C12和C13 ；所述晶闸管SCR8x和SCR8y 串联，所述电阻R14和电容C12串联为一个整体后与晶闸管SCR^c和电阻R16并联，所述电阻R15和电容C13串联为一个整体后与晶闸管SCRSy和电阻R17并联；所述逆变电路模块二 3-312包括晶闸管SCR9x和SCR9y,电阻R18、R19、R20和R21,以及电容C14和C15 ；所述晶闸管SCR9x和SCR9y串联，所述电阻R18和电容C14串联为一个整体后与晶闸管SCR9x和电阻R20并联，所述电阻R19和电容C15串联为一个整体后与晶闸管SCR9y和电阻R21并联；所述逆变电路模块四3-314包括晶闸管SCRlOx和SCRlOy，电阻R22、R23、RM和R25，以及电容C16和C17 ；所述晶闸管SCR9x和SCR9y串联，所述电阻R22和电容C16串联为一个整体后与晶闸管SCRIOx和电阻RM并联，所述电阻R23和电容C17串联为一个整体后与晶闸管SCRlOy和电阻R25并联；所述晶闸管SCR7x和SCRSx的阳极相接且为并联逆变单元一 3-31的正极输入端，所述晶闸管SCR9y和SCRlOy的阴极相接且为并联逆变单元一 3_31的负极输入端，所述晶闸管SCR7y的阴极与所述晶闸管SCRIOx的阳极相接，所述晶闸管SCRSy 的阴极与所述晶闸管SCR9x的阳极相接。如图2所示，图中，所述逆变电路模块五3-321包括晶闸管SCRllx和SCRlly，电阻R28、R29、R26和R27，以及电容C18和C19 ；所述晶闸管SCRllx和SCRlly串联，所述电阻似8和电容C18串联为一个整体后与晶闸管SCRllx和电阻R26并联，所述电阻似9和电容C19串联为一个整体后与晶闸管SCRlly和电阻R27并联；所述逆变电路模块七3-323包括晶闸管SCR12x和SCR12y,电阻R32、R33、R30和R31,以及电容C20和C21 ；所述晶闸管 SCR12x和SCR12y串联，所述电阻R32和电容C20串联为一个整体后与晶闸管SCRlh和电阻R30并联，所述电阻R33和电容C21串联为一个整体后与晶闸管SCR12y和电阻R31并联； 所述逆变电路模块六3-322包括晶闸管SCR13x和SCR13y，电阻R34、R35、R36和R37，以及电容C22和C23 ；所述晶闸管SCRl3x和SCRl3y串联，所述电阻R34和电容C22串联为一个整体后与晶闸管SCR13x和电阻R36并联，所述电阻R35和电容C23串联为一个整体后与晶闸管SCR13y和电阻R37并联；所述逆变电路模块八3-3M包括晶闸管SCRHx和SCR14y，电阻R38、R39、R40和R41，以及电容C24和C25 ；所述晶闸管SCR13x和SCR13y串联，所述电阻R38和电容C24串联为一个整体后与晶闸管SCRHx和电阻R40并联，所述电阻R39和电容C25串联为一个整体后与晶闸管SCR14y和电阻R41并联；所述晶闸管SCRl Ix和SCRlh 的阳极相接且为并联逆变单元二 3-32的正极输入端，所述晶闸管SCR13y和SCR14y的阴极相接且为并联逆变单元二 3-32的负极输入端，所述晶闸管SCRlly的阴极与所述晶闸管 SCRHx的阳极相接，所述晶闸管SCR12y的阴极与所述晶闸管SCR13x的阳极相接。从所述晶闸管SCR7y的阴极与所述晶闸管SCRIOx的阳极连接处引出的接线端子和从所述晶闸管 SCRlly的阴极与所述晶闸管SCRHx的阳极连接处引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元3-3的交流输出端一，从所述晶闸管SCRSy的阴极与所述晶闸管SCR9x的阳极连接处引出的接线端子和从所述晶闸管SCR12y的阴极与所述晶闸管SCR13X的阳极连接处引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元3-3的交流输出端二。本实用新型的工作原理及工作过程是用户高压电网上35KV的高压电通过高压开关柜1和高压电缆传送到整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2，经整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2将用户高压电网电压降至工频电网电压900V，再经中频电源3将三相工频交流电能转换为几百或几千赫兹的单相交流电能供炉体一 4-1或炉体二 4-2实施冶炼。 炉体一 4-1或炉体二 4-2冶炼过程中，控制单元3-5用于实现中频电源3中整流单元3-1 和并联逆变单元3-3工作的自动控制；液压系统主要完成炉体一 4-1或炉体二 4-2各部分的动作，包括炉盖旋转及升降、炉体倾动等；冷却系统6中密闭式冷却塔6-1的主要作用是提供给整流单元3-1、滤波单元3-2、并联逆变单元3-3和电容补偿单元3-4冷却用水，冷却系统6中冷却水塔6-2的主要作用是提供给炉体一 4-1和炉体二 4-2冷却用水。其中，整流单元3-1的主要作用是将50HZ的交流电整流成直流，由M个晶闸管构成，输入工频电网电压900V，通过控制单3-5控制晶闸管的导通，实现输出0 1150V连续可调的直流电压。采用了 12相M脉冲整流单元3-1以后，整流变压器一 2-1和整流变压器二 2-2的电流接近于正弦波，3次、5次、7次、9次、11次谐波电流将在整流变压器一 2_1 和整流变压器二 2-2内部相互抵消，从而使其对电网的谐波干扰大幅度降低。12相对脉冲整流单元3-1的最低次谐波是13次，大小是工频基波电流的1/13。其中，并联逆变单元3-3的主要作用是将整流单元3-1所输出的电压Ud逆变成单相400-10KC的中频交流电。为了分析方便，将并联逆变单元一 3-31中的逆变电路模块一 3-311或并联逆变单元二 3-32中的逆变电路模块五3-321等效为图3a 图3d中的晶闸管Si，将并联逆变单元一 3-31中的逆变电路模块二 3-312或并联逆变单元二 3_32中的逆变电路模块六3-322等效为图3a 图3d中的晶闸管S2，将并联逆变单元一 3_31中的逆变电路模块三3-313或并联逆变单元二 3-32中的逆变电路模块七3-323等效为图3a 图 3d中的晶闸管S3，将并联逆变单元一 3-31中的逆变电路模块四3-314或并联逆变单元二 3-32中的逆变电路模块八3-3 等效为图3a 图3d中的晶闸管S4，将炉体一 4_1或炉体二 4-2等效为图3a 图3d中的电感L，将补偿电容一 Cl和补偿电容二 C2等效为图3a 图3d中的电容C，将电抗器一 Ll和电抗器二 L2等效为图3a 图3d中的电抗器LD，或将电抗器三L3和电抗器四L4等效为图3a 图3d中的电抗器LD ；其中，电感L和电容C构
1成LC谐振回路。假设图3a中，先是晶闸管Sl和S2导通，晶闸管S3和S4截止，则整流单元3_1所输出的直流电流Id经电抗器LD、晶闸管Sl和S2流向LC谐振回路，LC产生谐振，振荡电压按正弦波规律变化，此时电容C两端的电压极性为左正右负，如果在电容C两端电压尚未过零时之前的某一时刻，控制单元3-5产生脉冲去触发晶闸管S3和S4，此时形成晶闸管Si、 S2、S3和S4同时导通状态，如图北所示，由于晶闸管S3和S4的导通，电容C两端的电压通过晶闸管S3和S4加在晶闸管Sl和S2上，使得晶闸管Sl和S2两端承受反压而关断，也就是说晶闸管Sl和S2将电流换给了晶闸管S3和S4。换流以后的工作状态图如图3c所示， 整流单元3-1所输出的直流电流Id经电抗器LD、晶闸管S3和S4反向流向LC谐振回路，LC 产生谐振，振荡电压按正弦波规律变化，此时电容C两端的电压极性为左负右正，负载回路中的电流也改变了方向。如果在电容C两端电压尚未过零时之前的某一时刻，控制单元3-5 产生脉冲去触发晶闸管Sl和S2，此时再次形成晶闸管S1、S2、S3和S4同时导通状态，如图 3d所示，晶间管S3和S4承受反压关断，晶间管Sl和S2继续导通，这就完成了一个工作循环。从上述并联逆变单元3-3的工作过程可以看出，当晶闸管Sl和S2导通时电流由一个方向流入负载，晶间管Sl和S2以及晶间管S3和S4相互轮流导通和关断，就把直流变成了交流，晶闸管Sl和S2以及晶闸管S3和S4每秒钟交替工作的次数也就决定了交流电输出的频率。另外，本实用新型中的滤波单元3-2是由电抗器一 Li、电抗器二 L2、电抗器三L3 和电抗器四L4构成的，其作用是1、滤波作用三相交流进线电压经三相全控桥式整流电路整流后，成为300Hz的脉动直流电压信号，由于电抗器的存在，经其滤波后电压变为较为平滑的直流电压信号；2、隔离作用将整流单元3-1端的直流电压信号与并联逆变单元3-3 端的交流电压信号进行隔离；3、限流作用电抗器是一个电感量较大的电感，当并联逆变单元3-3 —侧发生短路或电流冲击时，限制电流的迅速上升，防止对整流单元3-1和电网的冲击。本实用新型中的电容补偿单元3-4由补偿电容一 Cl和补偿电容二 C2构成，是构成中频感应炉的主要元件，采用倍压式电容接法，能够有效地提高末端电压水平，减少电网损失。本实用新型采用炉体一 4-1和炉体二 4-2并联在中频电源3输出端，一用，一备用，大大减少了停工时间，提高了冶炼效率。综上所述，本实用新型所述的M脉波中频感应炉，是一种新型节能降耗炉种，使得电网的谐波干扰大幅度降低，同时在冶炼中易于变换冶炼品种，便于控制熔炼质量，操作灵活简单，功率密度大，熔炼速度快，热效率高，谐波大大减小，从而能够达到为企业降低投资成本、降低消耗、提高产能、创造效益的目的，能够更好地在大炉种冶炼中发挥其优势。在新型节能环保趋势下，也必将发挥其应有的作用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
1权利要求1.一种对脉波中频感应炉，其特征在于包括一台高压开关柜(1)、与所述高压开关柜 (1)的输出端相接的整流变压器一(2-1)和整流变压器二 0-2)、与整流变压器一(2-1)和整流变压器二 0-2)的输出端相接的一套中频电源(3)、并联在中频电源C3)输出端的炉体一 (4-1)和炉体二 (4- 、与炉体一 (4-1)和炉体二 (4-2)相接的液压系统(5)、以及与中频电源(3)、炉体一和炉体二(4-2)相接的冷却系统(6)；所述中频电源(3)包括整流单(3-1)、与整流单(3-1)相接的滤波单(3-2)、与整流单(3-1)和滤波单(3-2)相接的并联逆变单元(3-3)、与并联逆变单元(3- 相接的电容补偿单元(3-4)、以及与整流单 (3-1)和并联逆变单元(3- 相接的控制单元(3-5)，所述整流单(3-1)的输入端与所述整流变压器一(2-1)和整流变压器二 0-2)的输出端相接，所述电容补偿单元(3-4)的输出端与所述炉体一(4-1)和炉体二 G-2)的供电输入端相接；所述冷却系统(6)包括与整流单(3-1)、滤波单元(3-2)、并联逆变单元(3-3)和电容补偿单(3-4)相接的密闭式冷却塔 (6-1)，以及与炉体一 (4-1)和炉体二 (4-2)相接的冷却水塔(6-2)。
2.按照权利要求1所述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述整流单(3-1)包括并联在整流变压器一(2-1)输出端的三相全控桥式整流电路一(3-11)和三相全控桥式整流电路二(3-1 、以及并联在整流变压器二(2- 输出端的三相全控桥式整流电路三 (3-13)和三相全控桥式整流电路(3-14)，所述并联逆变单元(3- 包括并联逆变单元一 (3-31)和并联逆变单元二(3-32)，所述三相全控桥式整流电路一(3-11)和三相全控桥式整流电路二(3-12)的正极输出端分别连接电抗器一 Ll和电抗器二 L2后与所述并联逆变单元一(3-31)的正极输入端相接，所述三相全控桥式整流电路一(3-11)和三相全控桥式整流电路二(3-1 的负极输出端均与所述并联逆变单元一(3-31)的负极输入端相接；所述三相全控桥式整流电路三(3-1 和三相全控桥式整流电路四(3-14)的正极输出端分别连接电抗器三L3和电抗器L4后与所述并联逆变单元二(3-3 的正极输入端相接，所述三相全控桥式整流电路三(3-1 和三相全控桥式整流电路四(3-14)的负极输出端均与所述并联逆变单元二(3-3 的负极输入端相接；所述并联逆变单元一(3-31)的一个交流输出端与所述并联逆变单元二(3-3 的一个交流输出端并联后为所述并联逆变单元(3-3)的交流输出端一，所述并联逆变单元一(3-31)的另一个交流输出端与所述并联逆变单元二 (3-32)的另一个交流输出端并联后为所述并联逆变单元(3-3)的交流输出端二，所述并联逆变单元(3-3)的交流输出端一通过补偿电容一 Cl与炉体一的一个供电电源输入端相接、且通过补偿电容一 Cl和开关Kl与炉体二(4- 的一个供电电源输入端相接，所述并联逆变单元(3-3)的交流输出端二与炉体一的另一个供电电源输入端相接、且通过开关K2与炉体二(4- 的另一个供电电源输入端相接，所述并联逆变单元(3- 的交流输出端一和交流输出端二之间并联有补偿电容二 C2 ；所述电抗器一 Li、电抗器二 L2、电抗器三L3和电抗器四L4构成所述滤波单元(3- ，所述补偿电容一 Cl和补偿电容二 C2构成所述电容补偿单元(3-4)。
3.按照权利要求1或2所述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述高压开关柜 (1)为IOkV高压开关柜。
4.按照权利要求1或2所述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述整流变压器一 (2-1)和整流变压器二(2- 均为型号为ZS-4500的4500KVA的整流变压器。
5.按照权利要求2所述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述三相全控桥式整流电路一(3-11)、三相全控桥式整流电路二(3-12)、三相全控桥式整流电路三(3-1 和三相全控桥式整流电路四(3-14)电路相同，均包括六个晶闸管、六个电阻和六个电容，六个所述晶闸管两两串联后再并联，每个所述晶闸管均与串联为一个整体的一个电阻和一个电容并联。
6.按照权利要求2所述的一种M脉波中频感应炉，其特征在于所述并联逆变单元一 (3-31)和并联逆变单元二(3-3 电路相同，均由四个电路相同的逆变电路模块构成； 构成所述并联逆变单元一(3-31)的逆变电路模块为逆变电路模块一(3-311)、逆变电路模块二(3-312)、逆变电路模块三(3-31 和逆变电路模块四(3-314)，所述逆变电路模块一(3-311)和逆变电路模块四(3-314)串联为整体后再与串联为整体的逆变电路模块三(3-31 和逆变电路模块二(3-31 并联，所述逆变电路模块一(3-311)和逆变电路模块三(3-31 相接的一端为并联逆变单元一(3-31)的正极输入端，所述逆变电路模块四(3-314)和逆变电路模块二(3-31 相接的一端为并联逆变单元一(3-31)的负极输入端；构成所述并联逆变单元二(3-3 的逆变电路模块为逆变电路模块五(3-321)、逆变电路模块六(3-322)、逆变电路模块七(3-32 和逆变电路模块八(3-3M)，所述逆变电路模块五(3-321)和逆变电路模块八(3-3M)串联为整体后再与串联为整体的逆变电路模块七(3-32 和逆变电路模块六(3-32 并联，所述逆变电路模块五(3-321)和逆变电路模块七(3-32 相接的一端为并联逆变单元二(3-3 的正极输入端，所述逆变电路模块八(3-324)和逆变电路模块六(3-32 相接的一端为并联逆变单元二(3-3 的负极输入端；从所述逆变电路模块一(3-311)和逆变电路模块四(3-314)之间引出的接线端子与从所述逆变电路模块五(3-321)和逆变电路模块八(3-324)之间引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元(3-3)的交流输出端一，从所述逆变电路模块三(3-31 和逆变电路模块二(3-31 之间引出的接线端子与从所述逆变电路模块七(3-32 和逆变电路模块六 (3-322)之间引出的接线端子并联后为所述并联逆变单元(3-3)的交流输出端二 ；所述逆变电路模块一(3-311)、逆变电路模块二(3-312)、逆变电路模块三(3-313)、逆变电路模块四(3-314)、逆变电路模块五(3-321)、逆变电路模块六(3-322)、逆变电路模块七(3-323) 和逆变电路模块八(3-324)均由两个晶闸管、四个电阻和两个电容构成，两个所述晶闸管串联，每个所述晶闸管均与一个电阻以及串联为一个整体的一个电阻和一个电容并联。
专利摘要本实用新型公开了一种24脉波中频感应炉，包括高压开关柜、与高压开关柜相接的整流变压器一和整流变压器二、与整流变压器一和整流变压器二相接的中频电源、并联在中频电源输出端的炉体一和炉体二、与炉体一和炉体二相接的液压系统、以及与中频电源、炉体一和炉体二相接的冷却系统；中频电源包括整流单元、与整流单元相接的滤波单元、与整流单元和滤波单元相接的并联逆变单元、与并联逆变单元相接的电容补偿单元、以及与整流单元和并联逆变单元相接的控制单元；冷却系统包括密闭式冷却塔和冷却水塔。本实用新型设计新颖合理，操作灵活，负载适应能力强，运行稳定可靠，熔炼速度快，热效率高，谐波大大减小，实现成本低，便于推广使用。
文档编号F27B14/20GK202149689SQ20112024872
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者姚建 申请人:西安重鑫电炉设备有限公司