Индукционная плавильная установка с отъемной индукционной единицей

 

Изобретение относится к электротер.- мии. Цель изобретения - повышение КПД. Установка снабжена системой управления, включающей реле максимального напряжения с катушкой 7 и контактом 8, реле времени с катушкой 9 и контактом 10, контактор 11 и контактами 12, 13. Токи катушки 3 индуктора и дополнительной катушки 5 создают вращающееся магнитное поле, приводящее во вращение металл в продольных каналах 1 При установившейся скорости вращения реле времени замыкает свой контакт 10 и Ёзключает в электрическую сеть катушку контактора. Срабатывание размыкающего 12 и замыкающего 13 контактов контактора приводит к отключению от сети дополнительной катушки 5. Напряжение на катушке 7 реле максимального напряжения при отключенной дополнительной катушке пропорционально скорости вращения металла При уменьшении скорости ниже допустимой это напряжение становится меньше напряжения срабатывания, в результате чего контакт 8 реле максимального напряжения размыкается и отключает от сети катушку 9 реле времени. Это приводит к обесточиванию катушки 11 контактора и включению дополнительной катушки 5 в сеть. Отключение дополнительной катушки от сети после того, как скорость вращения металла достигнет установившегося значения , позволяет исключить систему охлаждения дополнительной катушки. 3 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 05 8 6/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4686004/07 (22) 27.04.89 (46) 07.11.91. Бюл, ¹ 41 (72) В. Н. Тимофеев, Л. М. Протопопова, С, А. Бояков, А. А. Темеров и P. М. Христинич (53) 621.365.51(088.8) (56) Свенчанский А. Д, и др. Электроснабжение и автоматизация электротермических установок. М.: Энергия, 1980, с. 241-242.

Авторское свидетельство СССР . № 1429642, кл. F 27 0 11/06, 1987. (54) ИНДУКЦИОН НАЯ ПЛАВИЛ Ь НАЯ УСТАНОВКА С ОТЪЕМНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ

ЕДИНИЦЕЙ (57) Изобретение относится к электротер; мии. Цель изобретения — повышение КПД.

Установка снабжена системой управления, включающей реле максимального напряжения с катушкой 7 и контактом 8, реле времени с катушкой 9 и контактом 10, контактор

11 и контактами 12, 13. Токи катушки 3 индуктора и дополнительной катушки 5 создают вращающееся магнитное поле, Изобретение относится к металлургии и может быть применено при плавке металлов и сплавов в индукционных канальных печах.

Цель изобретения — повышение КПД установки.

На фиг. 1 схематически представлен разрез съемной индукционной единицы со схемой включения обмотки, компенсирующих конденсаторов и управляющего устройств; на фиг. 2 показана зависимость электромагнитного. момента от скорости

„„. Ы„„169О228 А1 приводящее во вращение металл в продольных каналах 1, При установившейся скорости вращения реле времени замыкает свой контакт 10 и включает в электрическую сеть катушку контактора. Срабатывание размыкэющего 12 и замыкающего 13 контактов контактора приводит к отключению от сети дополнительной катушки 5, Напряжение на катушке 7 реле максимального напряжения при отключенной дополнительной катушке пропорционально скорости вращения металла, При уменьшении скорости ниже допустимой это напряжение становится меньше напряжения срабатывания, в результате чего контакт 8 реле максимального напряжения размыкается и отключает от сети катушку 9 реле времени. Это приводит к . обесточиванию катушки 11 контактора и включению дополнительной катушки 5 в сеть. Отключение дополнительной катушки от сети после того, как скорость вращения металла достигнет установившегося значения, позволяет исключить систему охлаждения дополнительной катушки. 3 ил. вращения металла в канале; на фиг. 3 — векторная диаграмма.

Отъемная индукционная единица имеет канальную часть П-образной формы, состоящую из продольных каналов 1 и поперечного канала (на фиг. 1 не показан),,Продольный канал 1 охватывается магнитопроводом 2 с катушкой 3 индуктора. Параллельно катушке 3 включена конденсаторная батарея 4, образующая с катушкой 3 индуктора параллельной кол ебател ьн ый контур.

1690228

Продольный канал 1 охватывается дополнительной седлообраэной катушкой 5, включенной последовательно с контуром, : Параллельно дополнительной катушке

5 через резистор 6 подключена катушка 7 реле максимального напряжения, контакт 8 которого включен в цепь катушки 9 реле времени, замыкающий контакт 10 которого находится в. цепи катушки 11 контактора.

Размыкающий контакт 12 контактора включен последовательно с резонансным контуром так, что после его раэмыкания дополнительная катушка 5 оказывается отключенной от сети, а первый замыкающий контакт 13 — включенным последовательно с контуром. Второй замыкающий контакт 14 контактора шунтирует резистор 6 при отключении дополнительной катушки.

Колебательный контур подключен к источнику переменного напряжения 15, например к сети промышленной частоты.

Установка работает следующим образом, На фиг. 1 показаны положительные направления напряжений и токов в схеме для случая, когда дополнительная катушка включена, Ток 1С в конденсаторе 4 опережает напряжение Ов на 90О, а ток 11 в катушке

3 отстает от (4 на уголP(e реальных индукционных единицах cas а:= 0,2). Ток 1дк в дополнительний катушке 5 равен векторной сумме токов 1 и! >. Ток 1г в ветви, содержащей катушку 7 реле максимального напряжения и резистор 6, пренебрежимо мал по сравнению стоком 1дк. Напряжение сети 0з, равно векторной сумме напряжения U на катушке 3 и напряжения 14, на дополнительной катушке 5. Величина емкости компенсирующих конденсаторов 4 подобрана так, что угол сдвига фаэ между Оас и 1дк близок к нулю (индукционная единица потребляет при этом только активную мощность), а угол сдвига фаз а между токами 11 и 1дк близок кл/2.

На фиг. 1 пунктирными линиями показаны направления ма нитного потока рассеяния Фгг катушки 3 и потока фдк

„"àïîëHèòåëüí0é катушки 5. Эти два потока, сдвинутые в пространстве на 90" и по фазе — на угол а =90, образуют в области канала

1 вращающееся магнитное поле, которое создает вращающий электромагнитный момент M. Зависимость электромагнитногомомента М от угловой скорости вращения металла И показана на фиг. 2 (кривая А), Скорость вращения жидкого металла увеличивается и через 3-4 с достигает установившегося значения И. Электромагнитный момент при этом равен М, 5

Напряжение на катушке 7 реле максимального напряжения при этом существенно превышает напряжение срабатывания несмотря на то, что для уменЬшения этого напряжения в ключ н резистор 6, Срабатывание реле максимального напряжения приводит к замыканию контакта 8 в цепи катушки 9 реле времени, которое через промежуток времени, достаточный для достижения металлом установившейся скорости, замыкает контакт 10 в цепи катушки 11 контактора. Размыкающий контакт 12 контактора 11 отключает дополнительную катушку 5, а замыкающий контакт 13 подключает контур к сети. Одновременно замыкающий контакт 14 шунтирует добавочное сопротивление — резистор 6, так что катушка 7 реле максимального напряжения подключается непосредственно к дополнительной катушке. Электромагнитный момент изменяется от М> до Mz. Зависимость электромагнитного момента от скорости вращения без дополнительной катушки показана на фиг, 2 кривой В. Вследствие уменьшения момента скорость уменьшаЕтся от И < до нового установившегося значения Иг. При изменении скдрости вращения контакт 12 контактора остается разомкнутым и в дополнительной катушке 5 индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости вращения металла. В случае уменьшения скорости ниже ЭДС становится меньше напряжение срабатывания реле максимального напряжения IJcp, контакт 8 реле максимального напряжения размыкается и отключает катушку 9 реле времени. Это приводит к обесточиванию катушки 11 контактора и включению дополнительной катушки

5 в сеть.

Таким образом, дополнительная катушка включена только в течение времени; необходимого для разгона металла до установившейся скорости (3 — 4 с), и вращение сохраняется после отключения.

Следует, отметить, что магнитный поток рассеяния Фа не создает в дополнительной катушке ЭДС, так как плоскость дополнительной катушки 5 с вг адзст с направлением силовых линий потока Cbo, Если скорость вращения металла И= О, то при отключенной дополнительной катушке

5 ЭДС в ней отсутствует. Пульсирующее магнитное поле можно представить в виде прямо и обратно вращающихся магнитных полей, равных по величине при О= О. Если металл вращается со скоростью И <. то при отключении дополнительной катушки 5 действие магнитного поля, вращающегося в направлении вращения металла, больше

1690228 обратно вращающегося. Поэтому сохраняется результирующее магнитное поле, индуцирующее в дополнительной катушке 5

ЭДС, пропорциональную скорости вращения металла И. Эта величина ЭДС удерживает контакт 8 реле максимального напряжения включенным, пока скорость вращения металла не станет меньше допустимой. Если по каким-либо причинам становится ниже допустимой, контакт 8 размыкается и отключает катушку 9 реле времени. Это приводит к обесточиванию катушки 11 контактора и подключению дополнительной катушки 5 к источнику напряжения.

При включенной дополнительной катушке на жидкий металл действует вращающий момент М1, равный тормозному.

Скорость вращения металла при этом Q (кривая А на фиг. 2). При отключении дополнительной катушки в первое мгновение происходит уменьшение момента до М2 практически при той же скорости вращения

Q (кривая В на фиг, 2). Установление прежнего момента Mi происходит по кривой В при новой скорости Я< Qi.

Использование изобретения позволяет упростить конструкцию отьемной индукционной единицы эа счет исключения системы охлаждения дополнительной катушки, уменьшить число компенсирующих конден. саторов и повысить КПД.

Формула изобретения

Индукционная плавильная установка с отъемной индукционной единицей, содержащая цилиндрические поперечный и про5 дальные каналы, из которых один охвачен магнитопроводом, на котором размещена катушка индуктора, образующая совместно с батареей компенсирующих конденсаторов параллельный колебательный контур, 10 подключенный к источнику переменного напряжения, и дополнительную седлообраэную катушку, охватывающую продольный канал и расположейную в плоскости магнитопровода, отличающаяся тем, что, с

15 целью повышения КПД установки, она снабжена контактором, реле времени, реле максимального напряжения и резистором, катушка контактора подключена к источнику переменного напряжения через замыка20 ющий контакт реле времени, а катушка реле времени — к нему же, через замыкающий контакт реле максимального напряжения, колебательный контур соединен с источником переменного напряжения через

25 первый замыкающий контакт контактора, параллельно которому через размыкающий контакт контактора подключены дополни- ( тельная катушка и цепочка из последова-, тельно соединенных катушки реле

30 максимального напряжения и резистора, зашунтированного вторым замыкающим контактом контактора, 1690228

2 1

Фиа 2

4 Ь8.5

Составитель О.Турпак

Техред M,Моргентал Корректор Т,Малец

Редактор Е.Хорина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3828 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5