2015-04-01
537
Активная мощность 
, Вт, забираемая ИПУ в течение плавки из сети, расходуется так, как показано на энергетической диаграмме (рис. 1.26) [1, c.245 – 246, 256 – 257; 2, с. 196 – 197].
Рис. 1.26. Энергетическая диаграмма системы
электрическая сеть – садка печи:
– электрические потери мощности в источнике питания, Вт; 
– мощность, которую отдает источник питания, Вт; 
, 
– электрические потери активной мощности соответственно в токопроводе и КБ, Вт; 
– активная мощность печи, т.е. активная мощность, поступающая в индуктор, Вт; 
– электрические потери активной мощности в индукторе, Вт; 
– активная мощность, передаваемая в садку печи, Вт; 
– тепловые потери активной мощности, поступившей в садку печи, Вт; 
– полезная тепловая мощность печи, потребляемая садкой на её нагрев, расплавление и перегрев (НРП), Вт
В результате расчёта получен энергетический баланс ИПУ, указанный в табл. 1.1. Согласно табл. (1.1) активная мощность, Вт, отдаваемая преобразователем печной установке,
, (1.10)
,
что составляет, %,
, (1.11)
Таблица 1.1
Расчётный энергетический баланс ИПУ со сталеплавильной
тигельной печью ёмкостью 0,391 т
| Статья баланса | Обозначения показателя | Расчётная мощность, кВт | Количественная доля в балансе, % |
| Приход | |||
| Активная мощность, потребляемая из сети, кВт |
| 338,5 | |
| Расход | |||
| Потери в преобразователе, кВт |
| 82,8 | 24,46 |
| Потери в токопроводе, кВт |
| 32,2 | 9,51 |
| Потери в конденсаторной батарее, кВт | 
| 9,0 | 2,66 |
Продолжение табл. 1.1
| Потери в индукторе, кВт |
| 49,5 | 14,62 |
| Тепловые потери в садке, кВт |
| 16,2 | 4,79 |
| Полезно используемая мощность, (пренебрегая потерями на лучеиспускание), кВт |
| 148,8 | 43,96 |
| Общий расход активной мощности, кВт | – | 338,5 | 100,00 |
В учебнике [2, c. 197] представлен примерный энергетический баланс ИПУ с тигельной печью ёмкостью 1т (табл. 1.2).
Активная мощность, Вт, поступающая в индуктор,
, (1.12)
,
или, в процентном отношении,
, (1.13)
Активная мощность, Вт, поступающая в садку,
, (1.14)
,
, (1.15)
Автор книги [1, c. 256] обращает внимание на то, что при номинальной мощности преобразователя 250000 Вт отдаваемая им мощность доходит до 
(см. формулу (1.10)), т.е. больше номинальной на 
Таблица 1.2
Примерный энергетический баланс ИПУ с тигельной
печью ёмкостью 1 т
| Статья баланса | Доля в балансе, % |
| Приход | |
| Электрическая энергия, кВт | 94 – 96 |
| Экзотермические реакции, кВт | 6 – 4 |
| Итого: | 100 – 100 |
| Расход | |
| Электрические потери, кВт: | |
| в преобразователе | 23 – 26 |
| в токопроводе | 1 – 2 |
| в конденсаторах | 2 – 4 |
| в индукторе | 7 – 9 |
| Тепловые потери в садке, кВт | 19 – 23 |
| Полезно используемая энергия, кВт | 48 – 36 |
| Итого | 100 – 100 |
Это не создает опасного перегрева преобразователя, так как номинальную мощность преобразователь может отдавать длительное время при установившейся температуре обмоток и магнитной системы. В данном же случае из полного расчётного цикла работы 
период нагрева 
составляет лишь 
полного времени цикла, поэтому средняя мощность за цикл
,
т.е. ниже номинальной мощности.
Соотношение статей баланса зависит от ёмкости и мощности ИТП, рабочей частоты тока, типа основного и вспомогательного электрооборудования, технологического процесса выплавки стали, умения в течение плавки поддерживать оптимальный электрический режим. Для ИТП вследствие относительно малого теплового сопротивления футеровки тигля затяжка плавки вызывает особенно значительное увеличение тепловых потерь и удельного расхода электроэнергии [2, c. 197].
Улучшению технико-экономических показателей ИПУ способствуют указанные ниже факторы [2, c. 198]:
– правильная подготовка шихты, т.е. использование кусков определённых размеров и электротехнически рациональная и плотная укладка шихты в тигле, обеспечивающая максимум подводимой к металлу мощности и максимальный электрический КПД;
– максимальное уменьшение тепловых потерь печи и простоев на ремонт и смену тигля; во избежание простоев обычно у одного источника питания устанавливают две печи: когда одну ремонтируют, вторая работает; этот способ общеупотребительный и доступный, так как стоимость самой печи по сравнению со стоимостью ИПУ невелика;
– максимальное использование мощности преобразователя частоты.
