中頻電爐的過電流和過電壓的保護(hù)

　　中頻電爐裝置的主電路采用晶閘管半導(dǎo)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(yùn)行情況比較復(fù)雜，負(fù)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(hù)措施，以確保裝置安全運(yùn)行。

　　晶閘管中頻電爐的過流過壓保護(hù)，一種是在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b保護(hù)器件如在工頻電源進(jìn)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(hù)過電流對(duì)晶閘管的損壞，另一種是檢測(cè)中頻電爐的輸出電壓和輸入電流，當(dāng)電壓或電流超過允許值時(shí)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(fù)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(dāng)輸出電壓超過額定電壓和多時(shí)，電路中的各元件的絕緣就可能燒毀。當(dāng)輸出電流超過額定電流很多時(shí)，電路中元件溫升會(huì)超過允許值，導(dǎo)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(dòng)問題（不合理的額定值，晶閘管中頻電爐不能起動(dòng)），所以更應(yīng)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(dāng)負(fù)載阻抗等于額定阻抗時(shí)，電源的輸出功率就能達(dá)到額定值。負(fù)載阻抗大于額定阻抗，當(dāng)電源輸出電壓等于額定電壓，電流就小于額定值，功率達(dá)不到額定值。負(fù)載阻抗小于額定值，電流較大會(huì)是元件損壞，為了防止元件損壞，就要降低輸出電壓，功率達(dá)不到額定值。（過小的負(fù)載阻抗導(dǎo)致晶閘管中頻電爐不能起動(dòng)）。為了得到最大的輸出功率，要使負(fù)載阻抗等于電源的額定阻抗，要求負(fù)載與電源匹配。實(shí)現(xiàn)匹配的方法是選擇感應(yīng)器的匝數(shù)，功率低的中頻爐和透熱感應(yīng)器大都采用這種方式。

　　為了降低感應(yīng)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(yīng)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(shí)現(xiàn)阻抗匹配。感應(yīng)加熱過程中負(fù)載的等效參數(shù)不斷的變化，要求在“熱態(tài)”是負(fù)載主抗與電源匹配。這樣并聯(lián)補(bǔ)償電路比串聯(lián)補(bǔ)償電路好。采用自動(dòng)頻率跟蹤電路以后，可以做到負(fù)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(gè)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(fù)載與電源匹配。提高生產(chǎn)率，這是并聯(lián)電路應(yīng)用較廣泛的主要原因。

　　中頻爐原理電源整流電路的負(fù)載時(shí)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(fù)載變化很大，整流電路應(yīng)自動(dòng)限制輸出電壓；通常是采用在負(fù)載端取出電流、電壓信號(hào)來改變整流移出相控制角=150度，使直流輸出負(fù)壓形成有源逆變。直流電抗器是有源逆變的一個(gè)重要條件，大部分中頻電源采用三相全控橋式整流電路，因?yàn)樗妮敵鲭妷赫{(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(dòng)調(diào)節(jié)，它輸出電壓的脈動(dòng)頻率較高可以減輕直流濾波環(huán)節(jié)的負(fù)擔(dān)，對(duì)整流電路還有一個(gè)要求是當(dāng)逆變器運(yùn)行失敗時(shí)，能把儲(chǔ)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(hù)，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(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)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(yīng)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(jìn)行雙聯(lián)運(yùn)行。鍛造加熱[用于棒料、圓鋼，方鋼，鋼板的透熱，補(bǔ)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