Persyaratan Catu Daya Inti untuk Tungku Peleburan Frekuensi Tinggi

Catu daya untuk tungku peleburan frekuensi tinggi (sering disebut sebagai "Catu Daya Frekuensi Menengah" atau "Catu Daya Konversi Frekuensi") bukan hanya unit daya sederhana tetapi sistem konversi dan kontrol energi listrik yang lengkap. Persyaratannya dapat diringkas menjadi area kunci berikut:

1. Persyaratan Daya dan Kapasitas

• Daya Terukur yang Cukup: Daya terukur catu daya (kilowatt, kW) harus sesuai dengan kapasitas tungku (kilogram per panas) dan kecepatan peleburan yang dibutuhkan (kilogram per jam).

  • Aturan Praktis: Biasanya, konfigurasi 300-500 kW per ton diperlukan untuk kecepatan peleburan yang wajar. Misalnya, tungku 500 kg biasanya membutuhkan catu daya 150 kW hingga 250 kW.

  • Daya yang Tidak Cukup menyebabkan kecepatan peleburan yang sangat lambat, efisiensi produksi yang rendah, dan peningkatan konsumsi energi per unit.

• Kemampuan Pengaturan Daya: Catu daya harus memiliki rentang yang luas dan fungsi pengaturan daya yang halus.

  • Fase Awal: Daya yang lebih rendah diperlukan untuk mencegah dampak gaya elektromagnetik yang berlebihan pada muatan dingin dan untuk melindungi lapisan tungku.

  • Fase Peleburan: Operasi daya penuh untuk peleburan cepat.

  • Fase Penahanan/Pemurnian: Daya yang dikurangi diperlukan untuk kontrol suhu yang presisi.

2. Persyaratan Frekuensi

• Pemilihan Frekuensi Sangat Penting: Frekuensi keluaran (Hertz, Hz) dari catu daya secara langsung memengaruhi "efek pengadukan" dan efisiensi termal peleburan.

  • Frekuensi Tinggi (Biasanya 1 kHz - 10 kHz):

    • Keuntungan: Efek kulit yang kuat, kecepatan pemanasan yang cepat, terutama cocok untuk tungku berkapasitas kecil (<500 kg) dan peleburan bahan resistivitas tinggi (misalnya, emas, perak, tembaga, besi-kromium-aluminium). Efisiensi termal tinggi.

    • Kerugian: Gaya pengadukan elektromagnetik yang relatif lemah.

  • Frekuensi Menengah (Biasanya 150 Hz - 1 kHz):

    • Keuntungan: Gaya pengadukan elektromagnetik yang kuat, kondusif untuk komposisi paduan yang seragam, keseragaman suhu, dan flotasi terak. Cocok untuk tungku berkapasitas lebih besar dan peleburan baja, besi, dll.

    • Kerugian: Efisiensi pemanasan sedikit lebih rendah dibandingkan frekuensi tinggi untuk ukuran muatan kecil.

• Stabilitas Frekuensi: Catu daya harus mempertahankan frekuensi keluaran yang stabil selama perubahan beban (muatan tungku) untuk memastikan kondisi resonansi yang berkelanjutan dan transfer energi yang efisien.

3. Persyaratan Kualitas dan Efisiensi Daya

• Efisiensi Konversi Daya Tinggi: Efisiensi konversi intrinsik (AC → DC → AC) dari catu daya itu sendiri harus setinggi mungkin (biasanya >95%) untuk mengurangi kehilangan energi selama pengoperasian.

• Faktor Daya Tinggi: Catu daya frekuensi tinggi modern umumnya menggunakan kompensasi kapasitor untuk memastikan faktor daya sistem tetap di atas 0.95. Ini tidak hanya mengurangi kerugian dari daya reaktif dan menurunkan beban saluran tetapi juga menghindari penalti dari perusahaan catu daya.

• Polusi Harmonik Rendah: Rangkaian penyearah menggunakan Penyearah Terkendali Silikon (SCR) atau IGBT menghasilkan harmonik, yang kembali ke jaringan dan dapat memengaruhi peralatan lain. Catu daya berkualitas tinggi harus dilengkapi dengan perangkat filter masukan atau menggunakan teknologi seperti penyearahan 12-pulsa/24-pulsa untuk memenuhi persyaratan jaringan yang ketat untuk distorsi harmonik (THD), seperti kepatuhan terhadap standar IEEE 519.

4. Persyaratan Stabilitas dan Perlindungan

• Adaptasi Beban yang Kuat: Selama proses peleburan, bentuk, keadaan, dan karakteristik elektromagnetik muatan terus berubah. Catu daya harus secara otomatis melacak dan mempertahankan keadaan resonansi dari rangkaian beban untuk memastikan keluaran daya yang stabil.

• Sistem Perlindungan Komprehensif: Catu daya harus memiliki beberapa fungsi perlindungan, yang merupakan landasan pengoperasian yang aman. Ini termasuk:

  • Perlindungan Arus Lebih: Mencegah kerusakan pada komponen daya akibat hubungan pendek atau kelebihan beban.

  • Perlindungan Tegangan Lebih: Melindungi dari fluktuasi jaringan atau tegangan lebih operasional.

  • Perlindungan Kehilangan Fase: Mencegah catu daya beroperasi dengan fase yang hilang.

  • Perlindungan Tekanan/Suhu Air: Saling terkait dengan sistem pendingin untuk memastikan komponen kunci seperti IGBT, kapasitor, dan koil tidak rusak akibat panas berlebih.

  • Perlindungan Hubungan Pendek/Rangkaian Terbuka Beban: Menangani kondisi pengoperasian yang ekstrem.

5. Persyaratan Koneksi Jaringan

• Tegangan Masukan: Tergantung pada tingkat daya, peringkat umum adalah 380V, 660V, 10kV, dll. Catu daya harus beroperasi secara normal dalam rentang fluktuasi tegangan jaringan ±10%.

• Kapasitas Jaringan: Kapasitas transformator pabrik harus cukup untuk menahan arus masuk yang tinggi ketika tungku peleburan mulai dan berjalan. Jika tidak, hal itu dapat menyebabkan penurunan tajam pada tegangan jaringan, yang memengaruhi peralatan lain pada saluran yang sama.

Perbandingan Singkat dari Berbagai Jenis Catu Daya

Daftar Periksa Praktis untuk Memilih Catu Daya

Saat memilih atau mengevaluasi catu daya untuk tungku peleburan Anda, pertimbangkan pertanyaan-pertanyaan berikut:

• Tentukan Kebutuhan Produksi:

  • Logam apa yang akan dilebur terutama? Berapa resistivitasnya? (Menentukan orientasi frekuensi)

  • Berapa kapasitas maksimum per panas? Apa siklus peleburan targetnya? (Menentukan ukuran daya)

• Evaluasi Kinerja Catu Daya:

  • Apakah daya terukur dan rentang frekuensi keluaran catu daya memenuhi kebutuhan saya?

  • Berapa efisiensi konversi dan faktor daya catu daya? (Secara langsung memengaruhi biaya listrik)

  • Apakah peralatan penyaringan yang diperlukan disertakan untuk memenuhi standar harmonik jaringan?

• Periksa Perlindungan dan Kompatibilitas:

  • Apakah fungsi perlindungannya komprehensif (arus lebih, tegangan lebih, suhu air, dll.)?

  • Apakah catu daya kompatibel dengan badan tungku saya yang ada (koil, kapasitor)?

  • Apakah antarmuka kontrolnya mudah digunakan? Bisakah diintegrasikan dengan mudah ke dalam sistem produksi saya?

• Verifikasi Kondisi Eksternal:

  • Bisakah tegangan jaringan dan kapasitas transformator pabrik saya mendukung pengoperasian catu daya ini?

  • Bisakah kualitas dan laju aliran sistem air pendingin memenuhi persyaratan pembuangan panas catu daya?

Kesimpulan

Singkatnya, tungku peleburan frekuensi tinggi membutuhkan catu dayanya untuk memiliki daya dan frekuensi yang sesuai, efisiensi konversi daya yang sangat tinggi, kinerja keluaran yang stabil, dan fungsi perlindungan yang komprehensif dan andal. Memilih catu daya yang sangat cocok dengan proses produksi Anda adalah kunci untuk mencapai pengoperasian yang efisien, hemat energi, aman, dan ekonomis. Dalam aplikasi modern, Catu Daya Frekuensi Menengah IGBT telah menjadi solusi pilihan untuk sebagian besar skenario karena kinerja keseluruhannya yang sangat baik.