確保變壓器供應商了解變壓器的負載類型,知道中頻電源的變壓器負載是一個整流型負載当犯,應該維持在變壓器銘牌所標注的效率垢村。通常我們通過K系數來衡量變壓器的諧波引起的損耗割疾,通常6脈沖的整流變壓器的K系數為K-9嚎卫,而12脈沖的整流變壓器的K系數是K-4.通常情況下整流變壓器的效率達到99%是完全有可能的,通常情況下我們取98.5%。
變壓器二次和中頻電源的連接線的能量損耗是非常小的侵佃,考慮正常的電流密度來考慮母排及電纜,每米的能量損耗為6/V%奠支。這里的V是就是中頻電源的進線電壓馋辈,我們比方說,變壓器的一次電壓為10KV倍谜,二次電壓為575V迈螟,就是變壓器離電源盡可能的近。在任何情況下尔崔,最大限度的縮短變壓器和電源之間的距離是有利于降低電源側的能量損耗的答毫。
下面是<700Hz時耘拇,主要元件損耗的一個比較:
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SCR
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IGBT
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Series
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Parallel
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Series
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Parallel
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DC Choke
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1.1%
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1.9%
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1.1%
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1.9%
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didt chokes
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0.9%
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0.45%
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0%
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0%
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Devices
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0.8%
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0.58%
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1.6%
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1.2%
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(Rel#)
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(2)
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(1)
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(4)
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(2)
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Total
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2.8%
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2.9%
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2.7%
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3.1%
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通過上面的比較,有些相對比較小的差別宇攻,在低頻的工作時惫叛,IGBT的損耗相對于SCR要高,應為在同樣的電流情況下逞刷,IGBT的數量要多挣棕。但是隨著頻率的增加,SCR的額定容量下降亲桥,通常來說在2KHz以上洛心,IGBT變得更有優(yōu)勢。
四题篷、諧振電容
諧振電容的損耗通常我們考慮為大約~0.15W/100kVAr词身。不管是串聯諧振還是并聯諧振,對于諧振電容來說都是用于補償線圈滯后的功率因數番枚,所以損耗來說也沒有太大的區(qū)別法严。
然而,在實踐中用大容量的電容更有能耗優(yōu)勢葫笼,因為大容量的電容的使用深啤,能夠減小電容柜的尺寸,減少電容器的數量路星,當然也好減少連接電容器母排的數量溯街,所以能耗相對于更低。
五、輸出母排
我們用正常的電流密度來考慮呈昔,典型的損耗可以用下面的數據來估算:
對于水冷母排來說每米的損耗為0.1%
對于風冷母排來書每米的損耗為0.065%
所以挥等,單從能量損耗的角度來考慮,盡可能減少逆變輸出和電爐之間的距離以及水冷電纜的長度是尤為重要的堤尾。雖然風冷的母排有更高的效率肝劲,但是風冷母排運行時也需要更多的母排及更大的冷卻空間。翻倍數量的母排并不能夠降低一般的損耗郭宝。下面很明顯的能夠說明:
銅母排在40攝氏度時的電阻率為1.86u-ohm cm(這里假設冷卻水溫度低于攝氏40度)
銅母排在85攝氏度時的電阻率為2.16u-ohm cm(這里假設環(huán)境溫度為35攝氏度)
用一塊水冷母排時辞槐,對應的能量損耗為1.86 x 1^2 = 1.86
用兩塊風冷母排時,對應的能量損耗為2.16*((1/3)^2 + (2/3)^2) = 1.20因為用兩塊母排載流量并不是50/50,而是33/67粘室。
六催蝗、水冷電纜
通常情況下:水冷電纜的損耗為: 0.23%/m
水冷電纜的能量損耗要比輸出母排高很多,所以設計時育特,盡可能的減小水冷電纜的長度尤為重要丙号, 增加水冷電纜的數量對減小能耗也是有幫助的,但是通常情況下缰冤,傾爐時過多的水冷電纜是不太實際的犬缨。
七、電爐部分
電路部分就是能量損耗最大的部分棉浸,但是可以通過下列手段能夠做到節(jié)能:
--- 使用好的怀薛,干凈的爐料
--- 組織好的爐料及造型,提高爐子的使用率
--- 養(yǎng)成良好的蓋爐蓋的習慣
--- 維護好爐襯迷郑,避免搭橋枝恋,不要在爐襯太薄是繼續(xù)使用
7.1 電氣損耗
感應線圈的電氣效率主要取決于線圈形狀、金屬的電阻率和頻率嗡害,在有效線圈的直徑和高度比為1焚碌,熔池的內徑為線圈內徑的0.75-0.8,運行頻率在200到300Hz時霸妹,線圈部分的電氣損耗為:
線圈的電氣損耗:約18%
磁軛及短路環(huán)的損耗:約為1.5%
總的損耗為:19.5%
以上的計算都是基于線圈銅管的截面積是矩形管十电,線圈的占空比大于0.8的設計,矩形管的線圈的要圓管的線圈高出3%左右叹螟。
7.2熱損耗
熱損耗主要取決于爐襯材料的導熱系數鹃骂,但是對于鑄鐵應用案例,通常都是用石英砂爐襯罢绽,
帶爐蓋畏线,功率密度在500KW每噸的熔化爐,熱損耗在10.6% - 2.3%(1噸-25噸)
帶爐蓋良价,功率密度在750KW每噸的熔化爐寝殴,熱損耗在7.1% - 1.5%
不帶爐蓋蒿叠,功率密度在500KW每噸的熔化爐,熱損耗在24.2% - 6.9%(1噸-25噸)
不帶爐蓋杯矩,功率密度在750KW每噸的熔化爐栈虚,熱損耗在16.1% - 4.6%
通過上面的比較袖外,我們能夠很明顯的看出高功率密度帶爐蓋的設計能夠提高效率史隆,在滿路鐵水保溫或升溫時有明顯的優(yōu)勢。
7.3電氣損耗及熱損耗的綜合考慮
通過下列表格的對比曼验,我們看出中頻熔化電爐的熱損耗和電氣損耗對總體損耗的影響是非常有趣的泌射。