October 29, 2025
Công suất định mức đủ: Công suất định mức (kilowatt, kW) của nguồn cung cấp phải phù hợp với dung lượng của lò (kilogram trên mẻ) và tốc độ nung chảy yêu cầu (kilogram trên giờ).
Quy tắc ngón tay cái: Thông thường, cấu hình 300-500 kW trên tấn là cần thiết để có tốc độ nung chảy hợp lý. Ví dụ, một lò 500 kg thường yêu cầu nguồn 150 kW đến 250 kW.
Công suất không đủ dẫn đến tốc độ nung chảy rất chậm, hiệu quả sản xuất thấp và tăng mức tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị.
Khả năng điều chỉnh công suất: Nguồn cung cấp phải có phạm vi rộng và chức năng điều chỉnh công suất trơn tru.
Giai đoạn khởi động: Cần công suất thấp hơn để ngăn chặn tác động lực điện từ quá mức lên vật liệu nạp nguội và bảo vệ lớp lót lò.
Giai đoạn nung chảy: Vận hành toàn công suất để nung chảy nhanh chóng.
Giai đoạn giữ/tinh luyện: Cần giảm công suất để kiểm soát nhiệt độ chính xác.
Lựa chọn tần số là rất quan trọng: Tần số đầu ra (Hertz, Hz) của nguồn cung cấp ảnh hưởng trực tiếp đến "hiệu ứng khuấy" và hiệu suất nhiệt của quá trình nung chảy.
Tần số cao (Thông thường 1 kHz - 10 kHz):
Ưu điểm: Hiệu ứng bề mặt mạnh, tốc độ gia nhiệt nhanh, đặc biệt thích hợp cho lò dung lượng nhỏ (<500 kg) và nung chảy vật liệu có điện trở suất cao (ví dụ: vàng, bạc, đồng, sắt-crom-nhôm). Hiệu suất nhiệt cao.
Nhược điểm: Lực khuấy điện từ tương đối yếu.
Tần số trung bình (Thông thường 150 Hz - 1 kHz):
Ưu điểm: Lực khuấy điện từ mạnh, có lợi cho thành phần hợp kim đồng đều, nhiệt độ đồng nhất và nổi xỉ. Thích hợp cho lò dung lượng lớn hơn và nung chảy thép, sắt, v.v.
Nhược điểm: Hiệu suất gia nhiệt hơi thấp hơn so với tần số cao đối với các kích thước nạp nhỏ.
Độ ổn định tần số: Nguồn cung cấp phải duy trì tần số đầu ra ổn định trong quá trình thay đổi tải (vật liệu nạp lò) để đảm bảo các điều kiện cộng hưởng liên tục và truyền năng lượng hiệu quả.
Hiệu suất chuyển đổi điện năng cao: Hiệu suất chuyển đổi nội tại (AC → DC → AC) của chính nguồn cung cấp phải càng cao càng tốt (thường >95%) để giảm tổn thất năng lượng trong quá trình vận hành.
Hệ số công suất cao: Nguồn cung cấp tần số cao hiện đại thường sử dụng bù tụ điện để đảm bảo hệ số công suất của hệ thống vẫn trên 0.95. Điều này không chỉ làm giảm tổn thất do công suất phản kháng và giảm tải đường dây mà còn tránh các hình phạt từ công ty cung cấp điện.
Ô nhiễm hài thấp: Mạch chỉnh lưu sử dụng Bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon (SCR) hoặc IGBT tạo ra sóng hài, truyền ngược vào lưới và có thể ảnh hưởng đến các thiết bị khác. Nguồn cung cấp chất lượng cao nên được trang bị thiết bị lọc đầu vào hoặc sử dụng các công nghệ như chỉnh lưu 12 xung/24 xung để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về lưới đối với độ méo hài (THD), chẳng hạn như tuân thủ các tiêu chuẩn IEEE 519.
Khả năng thích ứng tải mạnh: Trong quá trình nung chảy, hình dạng, trạng thái và đặc tính điện từ của vật liệu nạp liên tục thay đổi. Nguồn cung cấp phải tự động theo dõi và duy trì trạng thái cộng hưởng của mạch tải để đảm bảo đầu ra công suất ổn định.
Hệ thống bảo vệ toàn diện: Nguồn cung cấp phải có nhiều chức năng bảo vệ, là nền tảng của hoạt động an toàn. Chúng bao gồm:
Bảo vệ quá dòng: Ngăn ngừa hư hỏng các bộ phận nguồn do đoản mạch hoặc quá tải.
Bảo vệ quá áp: Bảo vệ khỏi dao động lưới hoặc quá áp vận hành.
Bảo vệ mất pha: Ngăn nguồn cung cấp hoạt động khi thiếu pha.
Bảo vệ áp suất/nhiệt độ nước: Liên kết với hệ thống làm mát để đảm bảo các bộ phận chính như IGBT, tụ điện và cuộn dây không bị hư hỏng do quá nhiệt.
Bảo vệ đoản mạch/hở mạch tải: Xử lý các điều kiện vận hành khắc nghiệt.
Điện áp đầu vào: Tùy thuộc vào mức công suất, các định mức phổ biến là 380V, 660V, 10kV, v.v. Nguồn cung cấp phải hoạt động bình thường trong phạm vi dao động điện áp lưới là ±10%.
Dung lượng lưới: Dung lượng máy biến áp của nhà máy phải đủ để chịu được dòng điện đột biến cao khi lò nung bắt đầu và chạy. Nếu không, nó có thể gây ra sự sụt giảm đột ngột điện áp lưới, ảnh hưởng đến các thiết bị khác trên cùng một đường dây.
| Loại nguồn cung cấp | Thành phần cốt lõi | Dải tần số | Đặc điểm & Khả năng ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Nguồn cung cấp tần số trung bình SCR (Thyristor) | Thyristor (SCR) | 150 Hz - 4 kHz | Công nghệ trưởng thành, công suất cao, chi phí thấp hơn, nhưng hệ số công suất thay đổi theo tải, sóng hài cao hơn. Thích hợp cho nung chảy trọng tải lớn. |
| Nguồn cung cấp bóng bán dẫn IGBT | IGBT | 500 Hz - 10 kHz | Lựa chọn chủ đạo. Hiệu suất cao, hệ số công suất không đổi (~0.95), sóng hài thấp, kích thước nhỏ gọn, dễ tự động hóa. Thích hợp cho nhiều dung lượng khác nhau từ nhỏ đến lớn. |
| Nguồn cung cấp MOSFET | MOSFET | >50 kHz | Thích hợp cho các dung lượng rất nhỏ (cấp phòng thí nghiệm) và các ứng dụng tần số rất cao, chẳng hạn như nung chảy kim loại quý. |
Khi chọn hoặc đánh giá nguồn cung cấp cho lò nung của bạn, hãy xem xét các câu hỏi sau:
Kim loại nào sẽ được nung chảy chủ yếu? Điện trở của chúng là bao nhiêu? (Xác định định hướng tần số)
Dung lượng tối đa trên mỗi mẻ là bao nhiêu? Chu kỳ nung chảy mục tiêu là gì? (Xác định kích thước công suất)
Công suất định mức và dải tần số đầu ra của nguồn cung cấp có đáp ứng nhu cầu của tôi không?
Hiệu suất chuyển đổi và hệ số công suất của nguồn cung cấp là bao nhiêu? (Ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí điện)
Thiết bị lọc cần thiết có được bao gồm để đáp ứng các tiêu chuẩn hài lưới không?
Các chức năng bảo vệ có toàn diện không (quá dòng, quá áp, nhiệt độ nước, v.v.)?
Nguồn cung cấp có tương thích với thân lò hiện có của tôi (cuộn dây, tụ điện) không?
Giao diện điều khiển có thân thiện với người dùng không? Nó có thể dễ dàng tích hợp vào hệ thống sản xuất của tôi không?
Điện áp lưới và dung lượng máy biến áp của nhà máy tôi có thể hỗ trợ hoạt động của nguồn cung cấp này không?
Chất lượng và tốc độ dòng chảy của hệ thống nước làm mát có đáp ứng các yêu cầu tản nhiệt của nguồn cung cấp không?
Tóm lại, lò nung tần số cao yêu cầu nguồn cung cấp của nó phải có công suất và tần số phù hợp, hiệu suất chuyển đổi điện năng cực cao, hiệu suất đầu ra ổn định và các chức năng bảo vệ toàn diện, đáng tin cậy. Việc chọn một nguồn cung cấp phù hợp hoàn hảo với quy trình sản xuất của bạn là chìa khóa để đạt được hoạt động hiệu quả, tiết kiệm năng lượng, an toàn và kinh tế. Trong các ứng dụng hiện đại, Nguồn cung cấp tần số trung bình IGBT
