Мощность современных электрических печей сопротивления колеблется от сотен ватт до нескольких мегаватт.
Печи мощностью более 20 кВт выполняются трехфазными при равномерном распределении нагрузки по фазам и подключаются к сетям 220, 380, 660 В непосредственно или через печные трансформаторы (или автотрансформаторы).
Применяемое в электрических печах сопротивления электрооборудование включает 3 группы: силовое электрооборудование, аппаратура управления и контрольно-измерительная (КИП).
К силовому электрооборудованию относятся
- силовые понижающие трансформаторы и регулировочные автотрансформаторы,
- силовые электроприводы вспомогательных механизмов,
- силовая коммутационная и защитная аппаратура.
К аппаратуре управления относятся комплектные станции управления с коммутационной аппаратурой. Переключатели, кнопки, реле, конечные выключатели, электромагнитные пускатели, реле применяются обычного исполнения.
К КИП относятся приборы (устройства) контроля, измерения и сигнализации. Обычно вынесены на щит. Каждая печь сопротивления должна быть обязстельно оборудована пирометрическими материалами. Для мелких неответственных печей это может быть термопара с указывающим прибором, в большинстве промышленных печей обязательно автоматическое регулирование температуры. Оно осуществляется с помощью приборов, регистрирующих температуру печи.
|
|
Большинство электрических печей сопротивления не нуждаются в силовых трансформаторах.
Регулировочные трансформаторы и автотрансформаторы применяют, когда печь выполнена с нагревательными элементами, меняющими свое сопротивление в зависимости от температуры (вольфрамовые, графитовые, молибденовые), для питания соляных ванн и установок прямого нагрева.
Все промышленные печи сопротивления работают в режиме автоматического регулирования температуры. Регулирование рабочей температуры в электрической печи сопротивления производится изменением подводимой мощности.
Регулирование подводимой к печи мощности может быть дискретным и непрерывным.
При дискретном регулировании возможны следующие способы:
- периодическое подключение и отключение электрической печи нагрева сопротивлением к сети (двухпозиционное регулирование);
- переключение нагревательных элементов печи со «звезды» на «треугольник», либо с последовательного соединения на параллельное (трехпозиционное регулирование).
Наибольшее распространение получило двухпозиционное регулирование, так как способ прост и позволяет автоматизировать процесс.
По этому способу печь либо включают в сеть на ее номинальную мощность, либо полностью отключают от сети. Требуемое значение средней мощности, вводимой в печь обеспечивают, изменяя соотношения времени включенного и отключенного состояния.
|
|
Средняя температура в печи соответствует средней мощности вводимой в печь. Резкие изменения мгновенной мощности приводят к колебаниям температуры около среднего уровня. Конструктивно двухпозиционное управление может быть обеспечено либо посредством обычного контактора, либо тиристорного переключателя. Тиристорный переключатель содержит встречно-параллельно соединенные тиристоры, работающие с a=0.
При непрерывном регулировании происходит плавное регулирование напряжения на нагревателях. Такое регулирование может быть осуществлено с помощью любой разновидности силовых усилителей. На практике наиболее распространены тиристорные регуляторы напряжения. Тиристорные источники питания содержат встречно-параллельно соединенные тиристоры, снабженные СИФУ.
Тиристорные источники питания имеют высокий КПД (до 98%).