中頻電爐的過電流和過電壓的保護

　　中頻電爐裝置的主電路采用晶閘管半導體器件，這類器件承受過電壓，過電流的能力很差，而中頻電爐的運行情況比較復雜，負載變化劇烈，出現(xiàn)短路，開路，過電壓，過電流的幾率較高，必須采取妥善保護措施，以確保裝置安全運行。

　　晶閘管中頻電爐的過流過壓保護，一種是在適當?shù)牡胤桨惭b保護器件如在工頻電源進線側(cè)安裝RC吸收電路，用以抑制由外電路涌入中頻電爐的雷擊過電壓和操作過電壓，在晶閘管上串接快速熔短器用以保護過電流對晶閘管的損壞，另一種是檢測中頻電爐的輸出電壓和輸入電流，當電壓或電流超過允許值時借助整流觸發(fā)控制系統(tǒng)使整流橋工作于有源逆變狀態(tài)，或封鎖整流輸出脈沖使整流橋輸出電壓為零。

　　電源與負載的匹配

　　晶閘管中頻爐裝置與其它電源裝置一樣都有一定的額定值：如額定電壓，額定電流和額定功率因數(shù)。當輸出電壓超過額定電壓和多時，電路中的各元件的絕緣就可能燒毀。當輸出電流超過額定電流很多時，電路中元件溫升會超過允許值，導致元件損壞。在晶閘管中頻電爐中晶閘管元件的電壓電流余量不大，承受的過載能力低，還有換流問題（換流失敗，逆變電爐不能工作），啟動問題（不合理的額定值，晶閘管中頻電爐不能起動），所以更應注意額定值的問題。

　　額定電壓和額定阻抗之比，稱為電源的額定阻抗。當負載阻抗等于額定阻抗時，電源的輸出功率就能達到額定值。負載阻抗大于額定阻抗，當電源輸出電壓等于額定電壓，電流就小于額定值，功率達不到額定值。負載阻抗小于額定值，電流較大會是元件損壞，為了防止元件損壞，就要降低輸出電壓，功率達不到額定值。（過小的負載阻抗導致晶閘管中頻電爐不能起動）。為了得到最大的輸出功率，要使負載阻抗等于電源的額定阻抗，要求負載與電源匹配。實現(xiàn)匹配的方法是選擇感應器的匝數(shù)，功率低的中頻爐和透熱感應器大都采用這種方式。

　　為了降低感應器中的電流和提高效率，大型中頻熔煉爐和透熱線圈的匝數(shù)多，阻抗大于電源的額定阻抗。所以利用串并聯(lián)電容升壓電路來解決阻抗匹配問題。淬火用感應器線圈只有一匝，用降壓變壓器解決阻抗匹配問題。中頻變壓器的銅損和鐵損很大，需要通水冷卻。降壓變壓器的一次匝數(shù)可調(diào)，可以方便實現(xiàn)阻抗匹配。感應加熱過程中負載的等效參數(shù)不斷的變化，要求在“熱態(tài)”是負載主抗與電源匹配。這樣并聯(lián)補償電路比串聯(lián)補償電路好。采用自動頻率跟蹤電路以后，可以做到負載的功率因數(shù)不變，串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的阻抗分別為rhs和rhp成比例。在整個加熱過程中rhp變化較小，而rhs變化較大，因此并聯(lián)電路有利于負載與電源匹配。提高生產(chǎn)率，這是并聯(lián)電路應用較廣泛的主要原因。

　　中頻爐原理電源整流電路的負載時逆變器，逆變器輸出有功功率是整流電路提供的。要求整流電路的直流輸出電壓在規(guī)定范圍內(nèi)能連續(xù)平滑可調(diào)（0-513V）。中頻電源的負載變化很大，整流電路應自動限制輸出電壓；通常是采用在負載端取出電流、電壓信號來改變整流移出相控制角=150度，使直流輸出負壓形成有源逆變。直流電抗器是有源逆變的一個重要條件，大部分中頻電源采用三相全控橋式整流電路，因為它的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍大而移相控制角的變化范圍小，用利于系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，它輸出電壓的脈動頻率較高可以減輕直流濾波環(huán)節(jié)的負擔，對整流電路還有一個要求是當逆變器運行失敗時，能把儲存在電抗器中的能量通過整流電路返回到工頻電網(wǎng)，使逆變得到保護，即有源逆變。

　　中頻爐原理是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l（300HZ以上至1000HZ）的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流，在感應圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。利用電磁感應原理加熱金屬。

　　中頻爐廣泛用于有色金屬的熔煉[主要用在熔煉鋼、合金鋼、特種鋼、鑄鐵等黑色金屬材料以及不銹鋼、鋅等有色金屬材料的熔煉，也可用于銅、鋁等有色金屬的熔煉和升溫，保溫，并能和高爐進行雙聯(lián)運行。鍛造加熱[用于棒料、圓鋼，方鋼，鋼板的透熱，補溫，蘭淬下料在線加熱，局部加熱，金屬材料在線鍛造（如齒輪、半軸連桿、軸承等精鍛）、擠壓、熱軋、剪切前的加熱、噴涂加熱、熱裝配以及金屬材料整體的調(diào)質(zhì)、退火、回火等