冶金类方案——华北铝业600kW铝熔炉电磁搅拌应用案例
电磁搅拌基本原理
感应式电磁搅拌器主要由变频电源和感应器组成,利用电磁感应原理产生的强磁场作用于金属熔液(导体)上,从而促使金属熔液(导体)在磁场作用下做规律运 动。变频电源把50/60Hz的电网工频交流电变换成频率为0.5~5.0Hz、输出电压可调的三相或两相V/F分离低频电源,该电源电流通入电磁搅拌主 体装置(感应器)中,形成交变行波磁场,此行波磁场穿透炉底的不锈钢板及炉衬作用于金属熔液上,金属熔液在磁场的作用下产生感应电动势和感应电流,此感应 电流又与磁场相互作用产生电磁力,从而使金属熔液做有规律运动,以达到对金属熔液搅拌的目的。通过改变行波磁场的方向及强度,可以有效控制金属熔液的搅拌 方向和搅拌强度。


电磁搅拌系统组成及功能阐述

电磁搅拌系统主要由隔离变压器、变频电源柜、电磁搅拌器、本地操作台、纯水冷却装置等组成,如下图所示。

隔离变压器——变比一般为1:1,电网三相交流电接入一次侧线圈,二次侧三相输出接到变频电源柜,使一次侧和二次侧有效电气隔离,对电磁搅拌器起到了安全保护作用。
纯水冷却装置——主要起到冷却保护电磁搅拌器线圈的目的,通过控制纯水冷却的循环热交换速度保障电磁搅拌器线圈温度在规定的安全值之内。
本地操作台——触摸屏中存储了多组金属熔炼搅拌工艺参数供用户直接调用,将选定的工艺参数组(搅拌时间、换向时间、输出频率、输出电压等)通过485通讯方式发送给MD601变频器。
变频电源柜——由MD601工程型四象限变频器组成。变频电源柜通过485通讯方式接受来自本地操作台中上位机的工艺指令(运行时间、换向、频率、电压等)对应输出V/F分别可控的低频(0.5~5Hz)电压(0~额定电压)到电磁搅拌器线圈中。
电磁搅拌器——主要由线圈、铁芯、冷却管路三部分组成。变频电源柜输出的V/F低频电压送至电磁搅拌器线圈产生行波磁场,通过改变输出方向、输出频率、输出电压可起到控制熔炉中金属熔液搅拌方向、搅拌速度和搅拌力的目的。

汇川MD601工程型变频器在冶金电磁搅拌设备上的应用优势
  • MD601四象限变频器的应用,其能量回馈技术在整流侧负载率达40%左右时系统功率因数便可达0.99以上,如此可降低电网侧供电变压器容量成本;
  • MD601四象限回馈技术使得大功率变频电源对电网侧的电流总谐波污染大大降低,整流侧负载率超过70%左右时电流总谐波小于5%,绿色环保;
  • MD601四象限变频的母线电压和输出电压连续可控且平稳(受电网侧电压波动等因素影响小),克服了以往交-交变频或普通两象限变频输出电压受电网等因素波动大而影响金属熔炼效果的弊端;
  • 支持3种通信协议,工业以太网、PROFIBUS-DP及Modbus RTU,方便工业现场各种应用;
  • MD601特殊的V/F分离功能,解决了大容量电磁搅拌特殊负载正常工作时的主动防御安全停车的难题;
  • MD601合理的制动系统配置和特殊的软件处理满足了运行中忽停电等特殊工况下电磁搅拌系统可靠安全关断的要求,避免了传统交-交变频电源或交-直-交两象限变频电源此工况下易炸机的缺陷。