西安海翔機電制造有限公司是專業從事中頻感應電爐成套設備及電氣控制設計，制造于一體的實業公司,是一個有發展潛力的高新技術企業。

一、整流變壓器

確保變壓器供應商了解變壓器的負載類型，知道中頻電源的變壓器負載是一個整流型負載，應該維持在變壓器銘牌所標主的效率。通常我們通過K系數來衡量變壓器的諧波引起的損耗，通常6脈沖的整流變壓器的K系數為K-9，而12脈沖的整流變壓器的K系數是K-4.通常情況下整流變壓器的效率達到99%是完全有可能的，通常情況下我們最低取98.5%。

二、變壓器進線

變壓器二次和中頻電源的連接線的能量損耗是非常小的，考慮正常的電流密度來考慮母排及電纜，每米的能量損耗為6/V%。這里的V是就是中頻電源的進線電壓，我們比方說，變壓器的一次電壓為10KV，二次電壓為575V，變壓器離電源盡可能的近。在任何情況下，最大限度的縮短變壓器和電源之間的距離是有利于降低電源側的能量損耗的。

比如說：變壓器的二次575V，20米的距離就有0.2%的損耗。

三、中頻電源

中頻電源的損耗主要取決于逆變器的類型（電壓型/電流型，IGBT/SCR）及頻率。

下面是<700Hz時，主要元件損耗的一個比較：  

通過上面的比較，有些相對比較小的差別，在低頻的工作時，IGBT的損耗相對于SCR要高，應為在同樣的電流情況下，IGBT的數量要多。但是隨著頻率的增加，SCR的額定容量下降，通常來說在2KHz以上，IGBT變得更有優勢。

四、諧振電容

諧振電容的損耗通常我們考慮為大約~0.15W/100kVAr。不管是串聯諧振還是并聯諧振，對于諧振電容來說都是用于補償線圈滯后的功率因數，所以損耗來說也沒有太大的區別。

然而，在實踐中用大容量的電容更有能耗優勢，因為大容量的電容的使用，能夠減小電容柜的尺寸，減少電容器的數量，當然也好減少連接電容器母排的數量，所以能耗相對于更低。

五、輸出母排

我們用正常的電流密度來考慮，典型的損耗可以用下面的數據來估算：           

對于水冷母排來說每米的損耗為0.1%         

對于風冷母排來書每米的損耗為0.065%

所以，單從能量損耗的角度來考慮，盡可能減少逆變輸出和電爐之間的距離以及水冷電纜的長度是尤為重要的。雖然風冷的母排有更高的效率，但是風冷母排運行時也需要更多的母排及更大的冷卻空間。翻倍數量的母排并不能夠降低一般的損耗。下面很明顯的能夠說明：

銅母排在40攝氏度時的電阻率為1.86u-ohm cm（這里假設冷卻水溫度低于攝氏40度）

銅母排在85攝氏度時的電阻率為2.16u-ohm cm（這里假設環境溫度為35攝氏度）

用一塊水冷母排時，對應的能量損耗為1.86 x 1^2 = 1.86

用兩塊風冷母排時，對應的能量損耗為2.16*((1/3)^2 + (2/3)^2) = 1.20因為用兩塊母排載流量并不是50/50,而是33/67。

六、水冷電纜

通常情況下：水冷電纜的損耗為： 0.23%/m

水冷電纜的能量損耗要比輸出母排高很多，所以設計時，盡可能的減小水冷電纜的長度尤為重要， 增加水冷電纜的數量對減小能耗也是有幫助的，但是通常情況下，傾爐時過多的水冷電纜是不太實際的。

七、電爐部分

電路部分就是能量損耗最大的部分，但是可以通過下列手段能夠做到節能：

--- 使用好的，干凈的爐料

--- 組織好的爐料及造型，提高爐子的使用率

--- 養成良好的蓋爐蓋的習慣

--- 維護好爐襯，避免搭橋，不要在爐襯太薄是繼續使用

7.1 電氣損耗

感應線圈的電氣效率主要取決于線圈形狀、金屬的電阻率和頻率，在有效線圈的直徑和高度比為1，熔池的內徑為線圈內徑的0.75-0.8，運行頻率在200到300Hz時，線圈部分的電氣損耗為：

線圈的電氣損耗：約18%

磁軛及短路環的損耗：約為1.5%

總的損耗為：19.5%

以上的計算都是基于線圈銅管的截面積是矩形管，線圈的占空比大于0.8的設計，矩形管的線圈的要圓管的線圈高出3%左右。

7.2熱損耗

熱損耗主要取決于爐襯材料的導熱系數，但是對于鑄鐵應用案例，通常都是用石英砂爐襯，

帶爐蓋，功率密度在500KW每噸的熔化爐，熱損耗在10.6% - 2.3%（1噸-25噸）

帶爐蓋，功率密度在750KW每噸的熔化爐，熱損耗在7.1% - 1.5%

不帶爐蓋，功率密度在500KW每噸的熔化爐，熱損耗在24.2% - 6.9%（1噸-25噸）

不帶爐蓋，功率密度在750KW每噸的熔化爐，熱損耗在16.1% - 4.6%

通過上面的比較，我們能夠很明顯的看出高功率密度帶爐蓋的設計能夠提高效率，在滿路鐵水保溫或升溫時有明顯的優勢。

7.3電氣損耗及熱損耗的綜合考慮

通過下列表格的對比，我們看出中頻熔化電爐的熱損耗和電氣損耗對總體損耗的影響是非常有趣的。        

下面的曲線表明，有關爐襯的搗筑，當我們增加爐襯的厚度來提高爐襯的壽命的同時減低電爐的效率。當減薄爐襯的厚度來提高電電爐的效率時，導致的后果就是爐襯的壽命縮短。過去的經驗告訴我們，當爐襯的厚度被燒損到設計厚度的2/3時就應該更換新的爐襯了，小爐子的爐膛內徑和線圈內徑的比為0.75-0.83，大爐子在0.8-0.87為電爐運行的效率范圍。    

其它輔助系統的損耗

在中頻感應電爐安裝時有幾套配套的輔助系統，他們包括下面幾個系統

---冷卻系統

---液壓系統

---除塵系統

當電爐運行時水冷系統就會一直連續工作，在電爐停止運行后，冷卻系統會一直運行好幾個小時后直到電爐完全冷卻。

通常冷卻系統的形式有所不同（開路冷卻系統，閉路冷卻系統，蒸發式冷卻塔，干式冷卻塔、節水型的）但是閉式冷卻塔系統在使用中很常見。通常有水泵，冷卻塔的噴淋泵，冷卻塔的風機組成，因為循環水的流量和中頻電爐的功率成正比，水泵的功率也和流量成正比，所以我們可以認為水泵的功率和中頻電爐的功率也是一個正比的關系。

冷卻系統的散熱能力和電爐的功率也是成比例的關系，所以冷卻塔運行所需的功率也是和電爐的功率成正比關系；下面是水泵功率 冷卻塔的運行功率和電爐功率的一個關系：

所以在一電一爐的系統中，冷卻系統設備的能耗占整個中頻電爐熔化系統的1.2%。

下面是一些減少能耗的方法：

l  確保冷卻塔風機控制的溫度開關正常工作，并且設定溫度值不會過低；

l  確保外循環補水的水質干凈

l  確保冷卻塔噴淋管通暢，冷卻塔的盤管干凈，維持較高的冷卻效率

l  確保冷卻塔的噴淋泵比冷卻塔的風機先開后關，避免冷卻塔的盤管結垢。    

液壓系統

液壓系統中液壓泵的大小和中頻電爐的大小有著直接的關系，保證兩分鐘的傾爐時間，液壓泵的大小大約為電爐噸位數的3倍，比如說，10噸的電爐，液壓系統中液壓泵的功率為30KW。

所以如果一個小時中液壓泵的運行時間為10分鐘，電爐的功率密度為500KW/噸，液壓系統的能耗占整個系統的0.1%，占系統功耗是非常小，但是在不需要使用液壓系統時應該及時關閉液壓系統。

電爐的吸塵裝置

由于吸塵裝置對于風量的需求，吸塵裝置風機的功率取決于電爐噸位的大小及什么類型爐蓋的使用，還有熔化什么樣的爐料的，（比方說，吸塵罩的風機功率比吸塵環需要大一倍。）通常來說，風機的功率大小和爐子噸位大小的立方根成比例。

基于吸塵環的計算，吸塵系統的能耗是這樣一個范圍：1噸的爐子吸塵系統的能耗為系統的0.4%。而25噸爐子吸塵系統占整個熔化系統的0.14%。對于一對一的電爐的熔化系統，我們沒有太多節能工作可做，但是對于多電爐熔化系統，但爐子不需要吸塵裝置時應有相應的切換裝置。

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