Секция 1
ЭНЕРГЕТИКА: ЭКОЛОГИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ
вибрации и поэтому могут быть размещены непосредственно в технологических линиях или
конвейерах; им не нужны специальные фундаменты. Капитальные затраты на монтаж и установку
сокращают по сравнению с электромашинными преобразователями в 3-5 раз; их отличает
простота технического обслуживания, ремонта и решения вопросов резервирования; такие
источники имеют значительный срок службы, возможность отключения даже при
кратковременных перерывах в работе.
Главная задача проектирования и эксплуатации индукционных установок с тиристорными
источниками питания - правильный выбор их отдельных элементов, согласование режимов
источника питания с нагрузочным контуром и рациональное использование указанных устройств
в технологическом потоке.
Особое внимание необходимо уделить вопросам обеспечения надежности источников в
аварийных ситуациях и автоматизации процесса принятия
решений при производстве тиристорно-
индукционных управляемых технологических комплексов, а также особенностям
конструирования узлов тиристорных источников питания и их нагрузочного контура.
Специфической особенностью индукционных установок для нагрева токопроводяших тел
(металлических, порошковых и композиционных изделий) является тесная взаимосвязь режимов
работы индуктора (нагрузки), тиристорного источника питания и системы управления мощностью
инвертора. Инвертор управляет
режимом нагрева путем формирования оптимальных
управляющих воздействий: изменения во времени частоты тока, напряжения, скважности
импульсов. Имеет место и обратное воздействие нагрузки на инвертор. Например, переход точки
Кюри при нагреве ферромагнитных изделий сопровождается резким изменением индуктивности
нагрузки, нарушением условия согласования инвертора с нагрузкой (резонанса), возможностью
срыва инвертирования, вследствие времени, предоставляемого тиристорам на
восстановление
управляемости, что характерно для последовательных инверторов тока.
Следовательно, тиристорный источник питания, объект управления (нагрузочный контур)
и система управления образуют сложную техническую систему. Поэтому нужно уделять большое
внимание анализу требований к тиристорному источнику питания в зависимости от
технологических процессов и адаптации схем и параметров этих источников к нагрузке.
При большой
мощности индукторов (несколько мегаватт) или ответственности объекта
(варка оптического стекла в платиновых тиглях, спекание порошковых изделий в индукционных
печах косвенного нагрева и др.) система управления комплектуется ЭВМ или микропроцессором.
Это дает возможность реализовать оптимальное программное управление по эталонной
математической модели. Но возникают задачи создания автоматизированной системы принятия
решения оператором по
информации, получаемой с ЭВМ. Это особенно важно при развитии
нестандартных аварийных ситуаций.
При питании индукционных установок от тиристорных преобразователей частот
существует необходимость в регулировании электромагнитных параметров в ходе всего процесса.
Частотный способ регулирования, использующий резонансные свойства колебательного контура,
является наиболее простым и удобным, применительно к преобразователям, выполненным на базе
резонансных инверторов
тока со встроенными параллельными диодами.
При индукционном нагреве металлов нагрузочный колебательный контур при начальном
режиме настраивается на частоту первой гармоники.
Со снижением частоты ниже резонансной эквивалентное реактивное сопротивление
нагрузочного контура имеет индуктивный характер, это приводит к снижению частоты
собственных колебаний в коммутирующем контуре и уменьшению пауз и появлению отсечки тока
встречных диодов.
При увеличении частоты управления выше резонансной эквивалентное реактивное сопротивление
нагрузочного контура имеет емкостный характер, но возрастает с ростом частоты. Таким образом,
наличествует снижение и повышение частоты относительно резонансной при работе инвертора и
всего преобразователя в целом не только по величине мощности, но и по частоте собственных
колебаний коммутирующего контура
и скорости восстановления тиристоров.
С помощью автоподстройки частоты управления тиристорами инвертора возможен
номинальный режим его работы при поддержке максимальной выходной частоты в широком
диапазоне изменения параметров нагрузочного колебательного контура.
Список литературы:
1. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999, - 200 с.
2.
ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах общего назначения. –
Минск: Издательство стандартов. – 1999.
23