专利名称：工频感应熔化炉自动补偿与自动平衡调节装置的制作方法
技术领域：
本发明适用于利用电容器调平衡的工频感应熔化炉。
工频感应熔化炉是利用工频交流电产生的交变磁通穿越坩埚或熔化物时产生涡流而导致发热的一种炉具。它与传统的电热丝加热法相比，加热更为直接(加工物直接发热)，升温更快而省电。它广泛应用于化铝、化锌、化铜和化钢等场合。
工频炉结构的特点，是在炉体外侧有一组单相380伏的感应线啳，该线啳产生的磁通作用于坩锅或熔化物。但是，线啳的感性无功电流很大，功率因数很低(一般0.3～0.4左右)，因此必须並联适量的补偿电容，使电容器产生容性电流与线啳的感性电流相抵消，达到降低总电流，使总体功率因数提高的目的。控制补偿电容投入或退出的电气装置叫补偿调节装置。
如前所述，电炉感应线啳是单相380伏的，而电源是三相380伏的，电炉只用了三相之中的一相，其他两相是“空着”的。这就出现严重的不平衡问题。如果不予解决，则电路将产生很强的“逆序分量”，使电网中正在运行的旋转电机转矩下降、电流上升、严重发热，甚至完全不能运行。而且单相占用电流过大使供电系统供电能力下降，影响系统对其他设备的供电能力。为了解决不平衡问题，一般感应炉都配有平衡电容或电抗。投入适量的平衡器件，能使单相用电的电能，均匀地分给三相负担。控制平衡器件投入或退出的电气装置，叫平衡调节装置。
目前，国内生产工频感应熔化炉的大户、青岛电炉厂、青岛工业电炉厂和无锡电炉厂等厂，生产的工频感应熔化炉，只有手动补偿调节和手动平衡调节，没有自动平衡调节装置。
手动调节的主要缺点有二1、熔化炉的电气参数随炉温而变，在长达数小时的熔化过程中要不断地观察电流的变化而实施调节，操作者精神负担较重。2、调节的效果随操作者与责任心，工作经验、和技术熟练程度而异，很难做到在全过程都调到最佳状态。
本自动调节装置，是为了解决上述问题而研制的。试验结果表明，能比较完满地解决以上问题。
本发明的技术要点如下1、检测炉体感应线卷的电流电压相位差角ψ，再与设定值比较，产生补偿电容投入、退出信号、再通过“可编程序控制器”(PC机)，实施投入或退出操作。该相位差角设定值，为本发明的一个重点，它按不同的平衡方式，通过计算后由本发明者设定。
2、在电炉总电源入口处检测三相电流的差值，再按差值的大小和方向(正、负)，产生平衡电容的投入或退出信号，再由PC机实施对平衡电容器的投入或退出操作。(详见附图)3、在电路设计上，本发明还有另外两个显著的特点。
(1)、补偿电容和平衡电容是逐个投入或退出的，不同于传统的分组投切法，因而调节得比较细，效果比较好。
(2)、PC机的输入电路接受控制信号的方式比较独特，不是PC机规定的“干接触”方式，而是PC机的输入回路和控制信号输出回路结合在一起的“无触点”控制方式。
本发明达到的技术效果从开炉到完成熔化全过程的补偿调节和平衡调节全部自动化。调节效果
1、总体功率因数不低于0.9;
2、三相电流差值一般不大于35安;
3、在热炉停电再复电的1分钟内和炉温在居里点附近5分钟内三相电流差值不大于70安;
4、有保温电路、置保温档能自动切换成220伏並配备合适的补偿电容和平衡电容;
5、保持原有的温控、过电流保护和手动调节电路。
附图1为本装置对带V形变压器的感应熔化炉实施自动补偿调节和自动平衡调节的系统图。其中三相电流检测比较电路，炉体电流电压相位差检测比较电路和PC机，构成本装置。
附图2为本装置对无平衡电抗器，纯电容平衡型熔化炉实施自动补偿调节和自动平衡调节的系统图。其中三相电流检测比较电路和炉体电流电压相位差检测比较电路和PC机，构成本装置。调节效果为该种炉型的最佳效果-COSφ≤0.5。
附图3为本装置对纯电容平衡型炉双炉相互平衡运行方式实施自动补偿与自动平衡调节的系统图。其中一台电流滞后30°角，另一台为超前30°角。调节效果为COSφ≥0.9。
附图4为本装置三相电流检测比较电路和炉体电流电压相位差检测比较电路的末级输出部份，与PC机输入部份相互结合的方式。这是直接偶合方式，不同于一般的继电器偶合方式。
权利要求
1.本发明的技术特征之一，是检测炉体电流电压相位角差，与设定值比较，经处理电路产生补偿电容的投入、退出信号。对于只用电容器作为平衡调节器件的熔化炉，按炉型的不同分别设定为滞后 (π)/6 或超前 (π)/6 。
2.技术特征之二，是检测电炉总电源入口处三相电流，取其关键两相进行比较，再根据差值的大小和方向(正、负)，经处理电路产生平衡电容投切信号。
3.技术特征之三，是把PC机的光电偶合输入回路，与投、切信号的输出回路相结合。把PC机规定的“干接触”输入改为无触点式输入。
4.技术特征之四，是补偿电容和平衡电容无论在手动调节或自动调节情况下都是逐个投切;投切个数与按按钮的时间或投、切信号作用与时间长短成正比。
全文摘要
本发明工频感应熔化炉自动补偿与自动平衡调节装置，是涉及工频感应熔化炉补偿调节与平衡调节方面的装置。其要点是测量线圈的电流电压相位差角，与设定值比较，产生补偿电容投、切信号；测量电炉三相电源入口处三相电流，选其关键两相比较，按差值的大小及方向产生平衡电容投、切信号。以上两种信号都输入到“可编程序控制器”中，由它实施对补偿电容和平衡电容的投、切。本装置可实现从开炉到完成熔化全过程的自动补偿与自动平衡调节，其调节效果为1.总体功率因数不低于0.9；2.三相电流差值一般不大于35安。
文档编号F27D21/00GK1082703SQ92109128
公开日1994年2月23日 申请日期1992年8月6日 优先权日1992年8月6日
发明者黄荣翰, 黄熙, 高大湖 申请人:北京汽车摩托车联合制造公司