Электрооборудование установок печей сопротивления

Электропечная установка сопротивления имеет следующие основные элементы:

v собственно электропечь;

v вспомогательные механизмы печи с электроприводом (или с гидро- и пневмоприводом), обеспечивающие загрузку и выгрузку нагреваемых изделий и материалов или перемещение их в рабочем пространстве печи, подачу впечь воздуха или газа;

v комплектующее электрооборудование - трансформатор или автотрансформатор для согласования напряжения питающей сети с напряжением на нагревателях, а в некоторых установках и для регулирования напряжения на нагревателях; щиты, пульты, станции управления для включения и отключения печи, автоматического регулирования температуры, управления приводами и системой подачи газа в печь с защитной или специальной атмосферой, либо вакуумной системой вакуумных печей;

v датчики систем измерения и автоматического регулирования температуры печи, а также измерения и контроля вакуума или давления газа и других параметров.

Поясняющие принципиальные электрические схемы печных установок приведены на рис. 1.

Основным родом тока для питания печей сопротивления служат трех- или однофазный переменный ток частотой 50 Гц, а основное напряжение 380 В (в перспективе 660 В).

Для электроприводов вспомогательных механизмов печей обычно используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для механизмов, требующих регулирования скорости, применяют двигатели постоянного тока с питанием от магнитных усилителей или тиристорных преобразователей Мощности двигателей вспомогательных механизмов печей серийного изготовления находятся в пределах 0,6—10 кВт.

Печные трансформаторы и автотранс-форматоры используют при напряжении нагревательных элементов, отличающемся от напряжения питающей сети, или при необходимости регулирования напряжения на нагревателях, т. е. мощности, подводимой к нагревателям. Во многих случаях для печей с металлическими нагревательными элементами применение понижающих трансформаторов (автотрансформаторов) экономически выгодно, так как позволяет выбрать нагревательные элементы, имеющие больший срок службы за счет увеличенного сечения проволоки (ленты). Трансформаторы (автотрансформаторы) приме-няют, как правило, также для печей с нагревательными элементами из дисилицида молибдена или карборунда, сопротивление которых существенно изменяется с их разогревом, и для соляных ванн.

Регулирование вторичного напряжения U₂ печных трансформаторов (автотрансформаторов) осуществляется ступенями. Предусматривается несколько ступеней U₂ причем регулирование производят без нагрузки изменением коэффициента трансформации. Для этого изменяют числа витков секционированной первичной обмотки перестановкой перемычек или специальным переключателем; у некоторых типов трансформаторов дополнительно переключают схему секционированной вторичной обмотки.

Трансформаторы и автотрансформаторы для печей сопротивления, как правило, имеют естественное воздушное охлаждение («сухие») и устанавливаются непосредственно в производственных помещениях поблизости от печей.

Однофазные печные трансформаторы серии ТПО изготовляются на мощности 1,6—10 кВ·А с первичным напряжением 220 В (на максимальные вторичные напряжения U₂ ≈ 20-80В, с четырьмя ступенями) и на мощности 25—250 кВ·А с первичным напряжением 380 В (на напряжения U₂ ≈ 40 -160 В, с восемью ступенями)

Трехфазные печные трансформаторы серии ТПТ рассчитаны на первичное напряжение 380 В. При мощностях 16—25 кВ·А они имеют 16 ступеней трансформации.

Применяются также трансформаторы и автотрансформаторы других серий, в том числе и трансформаторы с плавным регулированием вторичного напряжения (с подвижной вторичной обмоткой).

Щиты и станции управления. В установках печей сопротивления широко применяют комплектные электротехнические устройства. В этих устройствах устанавлива­ются все электрические аппараты и приборы, обеспечива­ющие включение печей и их работу в соответствии с требованиями технологического процесса. Конструктивно комплектные устройства оформлены в виде щитов, станций, блоков и пультов управления и размещаются вблизи печей.

Щит управления (рис. 2) представляет собой шкаф с коммутационной и контрольно-регулирующей аппаратурой для дистанционного включения нагревателей и электроприводов одного-двух вспомогательных механизмов, контроля и регулирования температуры однозонной печи или одной тепловой зоны многозонной печи. Силовая часть щита содержит автоматический выключатель 9 для защиты нагревателей и печных трансформаторов или автотрансформаторов от коротких замыканий и возможных перегрузок и контактор 10 для оперативного включения и отключения нагревателей. В эту же часть входят автоматические выключатели и контакторы электроприводов. К контрольно-регулирующей части щита относятся: прибор теплового контроля (ПТК) 3, промежуточные реле 6, переключатель 8 для выбора режима работы нагревателей (автоматического или ручного), автоматический выключатель 7 для защиты цепей управления, а также электроизмерительные приборы 2, 4 и сигнальные лампы 5.

Наибольшее распространение получили щиты управления типов ИЗР и ИЗРП, В условном обозначении щитов буква И указывает на измерение температуры, буква 3 означает наличие прибора запи-си температуры (при его отсутствии буквы 3 в обозначении нет), буква Р отражает применение регулирования температуры, буква П ставится при наличии приборов контроля тока и напряжения.

В установках крупных печей с большим числом зон используют комплектные станции управления, в которых размещается только коммутационная аппаратура для включения нагревателей (на две или три зоны). Аппаратура станции управления может быть смонтирована на открытых панелях или в шкафах. Несколько станций образуют общий узел, называемый щитом станций управления. Дополнительно устанавливают (на панели или в шкафу) общую станцию ввода с автоматическим выключателем и измерительными приборами. Вся контрольно-регулирующая аппаратура и аппараты включения и управления электроприводов размещаются в этих случаях в отдельном щите управления (см. схему на рис. 1,г). При большом числе электроприводов вся аппаратура управления ими размещается в так называемых пультах управления.