Necesitatea utilizării unui transformator de putere într-o instalație de inducție este determinată în principal de scopul tehnologic al instalației și de parametrii electrici ai generatorului, circuitul oscilator, inductor.
De regulă, instalațiile pentru încălzirea și topirea metalelor, care lucrează cu același tip de inductori multi-rotativi, nu conțin transformatoare pentru a reconcilia inductorul cu generatorul. Utilizarea inductoarelor cu rotație multiplă face posibilă, la etapa de proiectare, determinarea numărului necesar de rotații ale inductorului pentru a se potrivi rezistenței sale cu parametrii generatorului, în scopul consumului de la o sursă de putere nominală.
Nu este necesar să se utilizeze un transformator în instalațiile de încălzire cu inducție cu inductori înlocuibili multiplii care sunt aproape de parametrii lor electrici, atunci când nu este necesară obținerea puterii maxime de la generator.
În același timp, există un mare grup de procese tehnologice, a căror implementare necesită utilizarea transformatoarelor.
Pentru a utiliza generatorul la capacitatea sa maximă, natura rezistenței electrice a circuitului de sarcină pentru a determina caracterul activ, iar valoarea sa de la o valoare apropiată de rezistența internă a sursei de alimentare.
Se realizează adaptarea rezistenței circuitului de sarcină la parametrii optimi pentru lucrul cu o anumită sursă de alimentare:
- reglarea circuitului în rezonanță, prin selectarea valorii necesare a capacității de compensare,
- prin aducerea unei rezistențe reglate la rezonanța circuitului la o valoare apropiată de rezistența internă a generatorului prin selectarea raportului corect al transformatorului.
Secvența de operațiuni pentru reglarea circuitului în rezonanță și selectarea raportului optim de transformare depinde de locul transformatorului în circuitul de putere al unității de inducție.
Figurile 1, 2, 3, 4, 5 sunt diagrame de circuit de bază ale unităților de inducție care utilizează transformatoare (autotransformatoare).
Legendă: -generator- "rr", transformator- "Tc", "Atr", "Tz", bancă condensator - "C", inductor - "I".
Transformatoarele produse pot fi împărțite în potrivire, autotransformatoare și răcire. Este clar că, prin natura sa, orice transformator este un element de acord, însă în terminologia instalațiilor electrotermice de inducție o astfel de divizare sa stabilit.
Tabelele 1,2,3 reprezintă principalele mărci de transformatoare produse de OOO VCHT.
Transformatoare potrivite
Se potrivesc transformatoarele (tabelul 1).
Sursele actuale de alimentare (generatoare) pentru unitățile electrotermice de inducție pot să difere în valoarea tensiunii nominale de ieșire. De obicei, tensiunea de ieșire a surselor de alimentare este de 400V, 800V. Pentru circuitele de sarcină ale unităților de inducție, inclusiv inductoare, condensatoare, eventual transformatoare, este posibil ca tensiunea alimentării cu energie să nu fie adecvată. Prin urmare, problema de potrivire a tensiunilor și sarcinilor generatorului este foarte relevantă și este rezolvată prin utilizarea transformatoarelor de potrivire. De asemenea, transformatorul de potrivire poate fi utilizat pentru a reduce pierderile în linia de conectare a generatorului la sarcină, prin reducerea curentului în linie, prin creșterea tensiunii transmisiei sale.
Pentru a realiza aceste obiective, și sunt folosite TSS1-250-2,4 TSS1-250-10 transformatoare care funcționează la frecvențe de 2,4 kHz și 10, în creștere (reducere) tensiunea de la 400V la 800V. Raportul transformărilor în aceste transformatoare este fixat. Dacă este necesar, pot fi furnizate transformatoare cu alte rapoarte de tensiune pe înfășurări.
De asemenea, sunt produse transformatoare care servesc la izolarea galvanică a sursei de energie și a circuitului oscilator. Acestea includ transformatoare de tipul TCC3-250-2,4 și TCC3-250-10, având un raport de transformare de o tensiune și o tensiune primară de 400V.
În nomenclatura transformatoarelor potrivite există un transformator de tip
ТРС1-1600С4 cu puterea de până la 1600 kVA. Tensiunea primară a transformatorului U1 = 800V (creșterea tensiunii până la 1000V este permisă de comun acord cu producătorul). Tensiunea secundară U2 = 800 ÷ 240B (extinderea domeniului este posibilă de comun acord cu producătorul). Spre deosebire de transformatoarele de tip TCC, în transformatorul TRS1-1600C4, este posibil să se comută numărul de viraje, atât pe o înfășurare, cât și pe cealaltă. Transformatorul are o gamă extinsă de raport de transformare. Tensiunea secundară U2 = 800 ÷ 240B (extinderea domeniului este posibilă de comun acord cu producătorul).
soluții de proiectare, care au fost găsite în dezvoltarea de întărire a TZ1-1600S4 transformatorului au fost transferate la TRS1-1600S4 transformator, care a crescut de performanță energetică, greutatea și dimensiunile sale reduse, în comparație cu TRS1-800 mai faimos. La proiectarea transformatorului nu încearcă să mărească puterea de a 1600kVA, deoarece domeniul de aplicare al acestei potrivire de transformare parametrilor circuitului de încărcare a generatorului, și un dispozitiv de potrivire are nevoie de nici o astfel de capacitate mare. Cu toate acestea, este cunoscut faptul că utilizarea dispozitivelor cu relativ redusă la nominală, puterea, crește durata de viață a muncii lor și acest avantaj, împreună cu greutatea și dimensiunea redusă ar trebui să fie interesant pentru consumator. Trebuie remarcat faptul că transformatoarele de potrivire, chiar și la fel de puternic ca TRS1-1600S4 nu poate fi folosit ca un contur pas în jos (întărire) (Figura 3).
Autotransformatoare (tabelul 2).
Pentru a coordona funcționarea generatorului cu un încălzitor de inducție, de exemplu forja, dotată cu inductori înlocuibili, poate fi utilizat un autotransformator. Autotransformatorul vă permite să modificați tensiunea cu un pas suficient de mic. Coeficientul de transformare al autotransformatorului, de regulă, se situează în intervalul -1 ÷ 2.
Autotransformatorul nu asigură izolarea galvanică a generatorului cu un circuit. Tabelul 2 prezintă două tipuri de autotransformatoare cu o putere de 500 kVA pentru frecvențe de 2,4 kHz și 8-10 kHz. Figura 4 prezintă o variantă a circuitului care conține autotransformatorul.
Transformatoare pentru întărire (tabelul 3).
Cel mai comun tip de transformatoare se întăresc. Practic orice unitate de inducție de medie frecvență pentru întărirea suprafeței are un astfel de transformator. Toate transformatoarele fabricate au un timp de pornire de 100%, asigurat de răcirea cu apă a înfășurărilor și a circuitului magnetic. În proiectarea transformatoarelor este prevăzută comutarea coeficienților de transformare. Înfășurările transformatorului sunt împărțite în secțiuni și, dacă este necesar, pot fi înlocuite.
Capacitățile transformatorului sunt 800, 1600, 3200 kVA.
Frecvențele de funcționare la care funcționează transformatoarele sunt în intervalul 2,4 ¸ 10 kHz. Folosirea transformatoarelor la o frecvență de 1 kHz este, de asemenea, posibilă, dar poate fi limitată în funcție de variația rapoartelor de transformare.
Transformatoarele sunt proiectate pentru a se potrivi cu tensiunea inductorului cu tensiunea generatorului. Figura 5 prezintă schema cea mai comună pentru includerea unui transformator de întărire.
Din diagrama se poate observa că înfășurarea primară a transformatorului este inclusă în ramura inductivă a circuitului oscilator paralel. Această circumstanță distinge transformatorul de întărire de cel care se potrivește. Transformatorul de călire transferă la sarcină (inductor) atât puterea activă cât și cea reactivă. Datorită acestui fapt, puterea nominală a transformatorului de stingere trebuie să depășească în mod semnificativ puterea activă a inductorului.
Pentru a selecta puterea necesară a transformatorului de stingere, se poate porni de la parametrii electrici ai generatorului inductorului de alimentare. În acest caz, transformatorul selectat de parametrii generatorului nu va fi asociat cu parametrii unui anumit inductor, ceea ce conferă sistemului de transformator-generator o versatilitate mai mare a aplicației. Pentru a determina puterea necesară a transformatorului, puteți folosi expresia:
Stp = Pr / Cosm. unde
St-puterea transformatorului,
Pr este puterea generatorului,
Cos este factorul de putere al inductorului.
Așa cum se poate observa din formula, la o putere cunoscută a generatorului (Pr), valoarea cosju este decisivă atunci când se alege puterea transformatorului. Pentru a determina valoarea lui Cosi și valorile sale estimate pentru procesele tehnologice tipice:
- când întărirea CoSj este în intervalul -0,2¸0,4,
- la lipire, sudarea Сosjи se află într-o gamă de -0,1¸0,2,
- atunci când forjarea, ștampilarea Cosji se află în intervalul -0,1¸0,2.
Trebuie remarcat faptul că valoarea COSJi depinde de mulți factori și nu este posibil să se recomande alegerea valorii acestui parametru într-un interval mai restrâns.
Tabelul 3 prezintă transformatoarele de stingere TZ1-800S2, TZ1-1600S4, TZ1-3200С4.
În această serie de transformatoare de întărire, în dezvoltarea bobinelor, a circuitului magnetic și a sistemului de răcire, noile soluții de proiectare sunt protejate prin brevete:
- pentru invenția nr. 2433495,
- pentru modelele de utilitate nr. 122524 și nr. 122525.
- reducerea pierderilor termice în transformator,
- scăderea inductanței de scurgere,
- crearea condițiilor pentru răcirea eficientă a părților de înfășurări cu curent.
- reducerea numărului necesar de comunicații (furtunuri) pentru conectarea transformatorului la sistemul de alimentare cu apă al instalației de inducție.
Soluțiile aplicate au făcut posibilă reducerea semnificativă a indicatorilor de greutate și mărime și îmbunătățirea eficienței transformatoarelor și a performanțelor acestora.
LLC "VChT" - transformatoare de înaltă frecvență în St. Petersburg
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: