控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉的制作方法

控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉
1.技术领域：
2.本实用新型涉及一种控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉。
3.

背景技术：

4.台车式硅碳棒加热炉是一种以电能为介质，通过电加热元件硅碳棒加热。硅碳棒是碳化硅的再结晶制品，耐高温、变形小，耐急冷急热性能好，有较大的电阻系数，硅碳棒加热炉控制方式可分为有调压变压器过零控制、有调压变压器移相控制、无调压变压器过零控制、无调压变压器移相控制四种控制方式，采用调压变压器可确保加热元件老化后一定时间内仍能保持炉子原有功率，但调压变压器体积大，价格昂贵，需要较大的安装空间和一次性投资、另外调压变压器属于感性负载，存在无功损耗，不采用调压变压器的控制方式主要分为过零控制和移相控制，无变压器过零控制对电网和环境无高次谐波干扰，但对电网冲击大，电流表指针摆动大，过零触发脉冲电压高，电压高会加快硅碳棒的老化速度，而且一般需通过加大初装功率来延长硅碳棒的使用寿命，加大初装功率还会增加投资成本，无变压器移相控制输出电压连续可调，对电网和硅碳棒冲击小，电路简单，成本较低，但存在高次谐波干扰和功率因数不高的缺点。
5.

技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种能够降低成本，又能够延长硅碳棒的使用寿命的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉。
7.上述的目的通过以下的技术方案实现：
8.一种控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，其组成包括:台车、工件、电源柜，所述的工件装载在所述的台车上，所述的台车连接台车行走驱动机构，所述的台车的下方设置有台车行走机构，所述的台车与炉体之间设置有密封机构，所述的炉体的顶部安装有热电偶，所述的工件通过硅碳棒进行加热。
9.所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，所述的硅碳棒为90根，所述的硅碳棒连接在所述的炉体的两侧墙面和后墙面。
10.所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，所述的炉体的顶部连接防护栏，所述的炉体连接炉门，所述的炉门连接炉门升降驱动机构，所述的炉体的顶部连接钢梯，所述的钢梯的底部接触地面。
11.所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，所述的电源柜具有一、二区加热控制柜和三、四区加热控制柜和五、六区加热控制柜和七区加热控制柜和plc程序柜和1#智能滤波式无功补偿柜和2#智能滤波式无功补偿柜，所述的电源柜与业主变压器通过铜牌连接。
12.所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，所述的一、二区加热控制柜、所述的三、四区加热控制柜、所述的五、六区加热控制柜、所述的七区加热控制柜的上部接线端通过所述的铜牌连接所述的电源柜的出线铜牌，所述的七区加热控制柜的下端连接硅碳棒的电缆。
13.所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，所述的电源柜具
有控制系统，所述的控制系统控制加热炉，所述的控制系统包括硅碳棒，所述的硅碳棒连接三相智能调功调压器，所述的三相智能调功调压器通过导线连接快速熔断器，所述的导线连接智能滤波式无功补偿模块，所述的快速熔断器连接交流接触器，所述的交流接触器连接电流互感器，所述的电流互感器连接断路器，所述的断路器连接电源。
14.有益效果：
15.1.本实用新型既能够降低成本，又能够延长硅碳棒的使用寿命，而且能够减少对电网的影响和提高加热功率、降低用电单耗。
16.2.本实用新型断路器的下端分别为电流互感器、交流接触器、快速熔断器、三相智能调功调压器、智能滤波式无功补偿模块和硅碳棒，其中三相智能调功调压器与智能滤波式无功补偿模块并联，其他为串联，电流互感器的作用是将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流，以供测量和继电保护之用，交流接触器作为执行元件，用于接通和分断线路，快速熔断器用于三相智能调功调压器的短路保护，三相智能调功调压器用来实现对加热温度的程序控制，智能滤波式无功补偿模块主要用来补偿有功功率和减少高次谐波对电网的影响，硅碳棒为非金属电热元件，是一种变阻性负载，适合在低电压大电流工况下工作。
17.附图说明：
18.附图1是控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉三维示意图。
19.附图2是控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉控制系统单区电气控制原理图。
20.附图3是控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉七个区电气控制原理图。
21.具体实施方式：
22.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
23.实施例1：
24.一种控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，其组成包括:台车1、工件2、电源柜13，所述的工件装载在所述的台车上，所述的台车连接台车行走驱动机构11，所述的台车的下方设置有台车行走机构12，所述的台车与炉体6之间设置有密封机构10，所述的炉体的顶部安装有热电偶7，所述的工件通过硅碳棒3进行加热。
25.所述的硅碳棒为90根，所述的硅碳棒连接在所述的炉体的两侧墙面和后墙面。为确保炉门侧的升温速率，炉体前端硅碳棒电热元件的功率密度要适当加大，另外，炉口处要预留一段无效加热空间。
26.所述的炉体的顶部连接防护栏8，所述的炉体连接炉门4，所述的炉门连接炉门升降驱动机构5，所述的炉体的顶部连接钢梯9，所述的钢梯的底部接触地面。
27.所述的电源柜具有一、二区加热控制柜14和三、四区加热控制柜15和五、六区加热控制柜16和七区加热控制柜17和plc程序柜18和1#智能滤波式无功补偿柜19和2#智能滤波式无功补偿柜20，所述的电源柜与业主变压器通过铜牌连接。
28.所述的一、二区加热控制柜、所述的三、四区加热控制柜、所述的五、六区加热控制柜、所述的七区加热控制柜的上部接线端通过所述的铜牌连接所述的电源柜的出线铜牌，
所述的七区加热控制柜的下端连接硅碳棒的电缆。
29.所述的电源柜具有控制系统，所述的控制系统控制加热炉，所述的控制系统包括硅碳棒，所述的硅碳棒连接三相智能调功调压器25，所述的三相智能调功调压器通过导线连接快速熔断器24，所述的导线连接智能滤波式无功补偿模块26，所述的快速熔断器连接交流接触器23，所述的交流接触器连接电流互感器22，所述的电流互感器连接断路器21，所述的断路器连接电源。
30.实施例2：
31.实施例1所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，主要由台车，加热元件硅碳棒，炉体、炉门、炉门升降驱动机构、热电偶、炉体顶部防护栏、钢梯、密封机构、台车行走驱动机构、台车行走机构、电源柜，各加热区控制柜、plc程序柜及各加热区无功补偿柜等组成，全炉共有90根硅碳棒，共分七个加热区进行温度控制，每个加热区控制系统均由断路器、电流互感器、交流接触器、快速熔断器、三相智能调功调压器及智能滤波式无功补偿模块组成。
32.实施例3：
33.实施例1所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，如附图1所示，包括台车1，台车1用来承载和转运工件2，台车1转运工件2的动力由台车行走驱动机构11提供，台车1位于台车行走机构12的上方，台车行走机构12采用滚柱带结构，滚柱带适合重载、高温下工作，在台车1与炉体6的周围缝隙处有密封机构10，密封机构10用来密封台车1与炉体6周围的缝隙，炉体6的顶部安装热电偶7，热电偶7是一种温度传感器，用来测量各加热区的实时温度，工件2的加热由加热元件硅碳棒3来提供，本炉硅碳棒3一共为90根，均竖直安装在炉体6的两侧墙和后墙上，炉体6顶部周围有防护栏8，起到检修人员到达炉顶时的安全防护作用，在炉体6的顶部与地面之间有钢梯9，采用焊接方式与炉体6相连，钢梯9的作用是使检修人员能够从地面到达炉体6的顶部，由于硅碳棒3经高温使用后便失去韧性，振动往往会引起硅碳棒3的折断，而炉门4在工件2进出炉时需要通过炉门升降驱动机构5进行上下升降，在上升和下降到位时存在冲击和振动，故炉门4上不安装硅碳棒3，为确保炉门4侧的升温速率能够与其他各区相一致，炉体前端硅碳棒电热元件的功率密度要适当加大，另外，炉口处要预留一段无效加热空间。电源柜13与业主变压器通过铜牌连接，一、二区加热控制柜14、三、四区加热控制柜15、五、六区加热控制柜16和七区加热控制柜17上部接线端通过铜牌均与电源柜13的出线铜牌相连，下端分别与90根硅碳棒3通过电缆相连，一、二区硅碳棒数量均为15根，每相5根并联，三～七区硅碳棒数量每区均为12根，每相4根并联，plc程序柜18与台车行走驱动机构11的电机、炉门升降驱动机构5的电机、密封机构10的电机及一～七区热电偶7通过信号线相连，用来控制台车、炉门、密封的动作及一～七区的加热状态，热电偶7位于炉体6的顶部，每个加热区1支，1#智能滤波式无功补偿柜19分别与一～四区相连，2#智能滤波式无功补偿柜20分别与五～七区相连，用来补偿各加热区有功功率。
34.实施例4：
35.上述实施例所述的控制系统无变压器移相调压和无功补偿的硅碳棒加热炉，如附图2所示，无变压器移相调压+无功补偿装置的硅碳棒加热炉控制系统由断路器21、电流互感器22、交流接触器23、快速熔断器24、三相智能调功调压器25、智能滤波式无功补偿模块
26和硅碳棒3组成。断路器21上端三相接线端子与电源柜13三相出线端子通过铜牌分别相连，断路器21既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护，断路器21的下端分别为电流互感器22、交流接触器23、快速熔断器24、三相智能调功调压器25、智能滤波式无功补偿模块26和硅碳棒3，其中三相智能调功调压器25与智能滤波式无功补偿模块26并联，其他为串联，电流互感器22的作用是将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流，以供测量和继电保护之用，交流接触器23作为执行元件，用于接通和分断线路，快速熔断器24用于三相智能调功调压器25的短路保护，三相智能调功调压器25用来实现对加热温度的程序控制，智能滤波式无功补偿模块26主要用来补偿有功功率和减少高次谐波对电网的影响，硅碳棒3为非金属电热元件，是一种变阻性负载，适合在低电压大电流工况下工作。
36.如附图3所示，从左向右分别为硅碳棒电热元件第一加热区27、硅碳棒电热元件第二加热区28、硅碳棒电热元件第三加热区29、硅碳棒电热元件第四加热区30、硅碳棒电热元件第五加热区31、硅碳棒电热元件第六加热区32、硅碳棒电热元件第七加热区33，第一加热区和第二加热区位于炉门侧，由于炉门上不能安装硅碳棒电热元件，故第一加热区和第二加热区功率密度要加大，主要是通过缩小相邻两根硅碳棒的间距来实现。