Тиристорен преобразувател на напрежение (мощност, ток) като средство за модернизиране на еднофазни пещи
В много индустриални предприятия на нашата огромна Родина се използват мощни еднофазни електрически фурни. При голям брой такива пещи, работещи едновременно, има асиметрична консумация на ток във фазите на захранващото напрежение, с други думи, "дисбаланс" във фази. Как да премахнем тези изкривявания, без да сменяме самата фурна?
Всъщност защо тези фазови дисбаланси са лоши? Първо, небалансираните токове създават небалансирани захранващи напрежения, които могат да бъдат нежелани за захранване на други потребители. Но с този недостатък най-малкото можете да живеете и да се примирите. Основният недостатък е неефективно използване на енергийния капацитет предприятия. Помислете за хипотетичен пример.
Да предположим, че има трифазна захранваща линия, изчислен ток до 1000 A, и нека в даден момент от време, поради работата на еднофазни пещи, натоварването се разпределя по фазите, както следва: Ia = 200 A, Ib = 500 A, Ic = 800 A., очевидно е, че чрез равномерно разпределение на натоварванията между всички фази токовете ще станат равни на Ia = Ib = Ic = 500 A и ще има запас на тока на захранващата линия на друг 500 A, което би позволило свързване на мощен трифазен товар от 500 A, например електрически мотор с мощност 250 kW. В момента обаче токът на фаза C Ic = 800 A е ограничаващ фактор, който прави възможно свързването на товар от само 200 A (двигател от 90 kW). Оттук и заключението: равномерното разпределение на мощността във фази води до освобождаване на големи енергийни мощности (в нашия пример 150-160 kW), които обикновено са в недостиг в предприятията.
Какви са вариантите за модернизиране на еднофазни пещи. Първото нещо, което ви идва на ум, е челно решение на проблема - тоест замяната на еднофазна пещ с трифазна е изключително скъпа. Пещите струват стотици хиляди или дори милиони рубли, плюс работа по демонтиране на старата пещ и инсталиране на нова и преоборудване на технологичния процес на нова пещ ... В същото време цената на освободените киловати енергиен капацитет ще бъде много висока и най-вероятно сравнима с изграждането на нови съоръжения от нулата ... Затова нека поставим въпроса по различен начин: как да разпределяте равномерно мощността през трите фази, без да сменяте самата фурна, и чрез модернизиране само изцяло или частично на своето електрическо оборудване?
Има решения, за това е необходимо да се използват тиристорни и транзисторни преобразуватели на напрежение. Нека разгледаме различни варианти според принципа от прости до сложни.
1. Контролиран трифазен токоизправител
Ако натоварването (ще наричаме нагревателните елементи на пещта) се захранва без трансформатор от еднофазно или фазово-фазово напрежение, тогава това е най-простият случай. Трифазен тиристорен токоизправител ще помогне за равномерното разпределение на мощността във всичките три фази:
Фигура 1 Трифазен управляем токоизправител
Много по-сложен е случаят, когато натоварването се захранва от вторичната намотка на понижаващия трансформатор. Какви са опциите тук?