Блоки согласования

Главная » Установки индукционного нагрева » Блоки согласования

(высокочастотный согласующий трансформатор и конденсатор, компенсирующий реактивную мощность индуктора)

В базовом исполнении БС позволяют подключать индукторы для нагрева стали с длиной индуктирующего провода от 100 до 600 мм независимо от числа витков.

По ТЗ Заказчика на основе базовой конструкции могут быть спроектированы блоки согласования с нужными параметрами.

Преимущества БС:

• Высокий КПД – 96%
• Лучшие массо-объемные показатели (0,2…0,6) кг/кВт, (0,3…1,0) л/кВт
• Переключаемый коэффициент трансформации
• Водоохлаждаемый высокочастотный кабель от генератора
• Быстрая замена индуктора, подача воды в индуктор через контактные колодки
• Переключаемая схема подачи охлаждающей воды (возможность подачи воды в индуктор спрейер)
• Контроль протока воды и температуры конденсатора
• Контроль и автоматическое ограничение напряжения на конденсаторе

Выбор параметров блока согласования БС

Индуктор подключается к выходу генератора через блок согласования (БС), содержащий высокочастотный согласующий трансформатор и конденсатор, компенсирующий реактивную мощность индуктора

В расчетах индуктор обычно представляется последовательной RL-схемой замещения  (Rи и Lи).

В пересчете к первичной обмотке трансформатора схема замещения индукционной нагрузки генератора представляет собой последовательный резонансный контур 

Выбор коэффициента трансформации блока согласования

Переключение коэффициента трансформации Ктр  приводит к изменению приведенного значения активного сопротивления индуктора, что позволяет приблизить его к номинальному значению Rи ном для соответствующего генератора, то есть согласовать индуктор с генератором по сопротивлению. При существенном отклонении Rи от номинального значения в ту или другую сторону, генератор  не сможет выдать номинальную мощность.

Переключение Ктр не влияет на собственную частоту нагрузочного контура, т.к. компенсирующий конденсатор включен на вторичной стороне трансформатора.

Характер изменения активного сопротивления индуктора R от времени в процессе нагрева стальной (магнитной) детали и влияние коэффициента трансформации на приведенное сопротивление нагрузки генератора ТГИ.

 Выбор емкости компенсирующего конденсатора блока согласования

 Частотная характеристика индукционного  нагрузочного контура (зависимость активной мощности от выходной частоты генератора), как правило, остро резонансная (добротность ≥10), поэтому автоматическое  регулирование или стабилизации мощности или выходного тока генератора производится путем изменения выходной частоты; для регулирования используется только правая ветвь резонансной кривой (индуктивная реакция резонансного контура).

Система управления ТГИ автоматически подстраивает выходную частоту в пределах (f_min … f_max), если резонансная частота f₀ ≤ f_min или в пределах (f₀ … f_max), если f_min ≤ f₀ ≤ f_max, стабилизируя  мощность или ограничивая выходной ток генератора. Если f₀ ≥ f_max то генератор работать не может.

Максимальный диапазон регулирования достигается при f₀ ≈ f_min. Так как БС не имеет переключаемой батареи конденсаторов, то это требование достигается либо проектированием индуктора с требуемой индуктивностью, либо выбором БС с требуемой емкостью конденсаторной батареи.

Если достигнута граница частотного диапазона, а цель регулирования не достигнута, т.е. значения мощности или выходного тока не равны заданным, то частота остается на границе диапазона.

Если резонансная частота в диапазоне, а значения мощности или выходного тока не равны заданным, то система управления автоматически подстраивает частоту к резонансной частоте контура. Исключения составляют случаи, когда активными являются ограничения по напряжению на компенсирующем компенсаторе БС или по температуре нагрева детали.

Для индукторов с длиной индуктирующего провода меньше 100мм или более 600мм проектируются и изготавливаются специализированные блоки согласования.