Ini adalah pengenalan rinci tentang komponen inti dan fungsi Frekuensi Menengah (Mf) Tungku Induksi.
Tungku Induksi Frekuensi Menengah merupakan salah satu jenis tungku listrik yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik. Ini mengubah frekuensi daya (50/60Hz) arus bolak-balik (AC) menjadi frekuensi menengah (biasanya 150Hz hingga 10kHz) AC. Arus ini kemudian menghasilkan medan magnet bolak-balik pada kumparan induksi, yang menginduksi arus eddy pada muatan logam di dalam tungku, menyebabkannya memanas dan meleleh.
Komponen intinya terutama mencakup empat sistem berikut, yang bekerja secara terpadu dan semuanya sangat diperlukan.
1. Catu daya frekuensi menengah – Itu “Jantung” dari Sistem
Catu daya MF adalah komponen tungku yang paling penting. Fungsinya adalah untuk mengkonversi daya tiga fasa frekuensi (50Hz) AC menjadi a fase tunggalfrekuensi menengah (MISALNYA., 1KHZ, 2.5KHZ, 8KHZ) AC untuk memberi energi pada kumparan induksi. Tanpa itu, pemanasan induksi tidak mungkin dilakukan.
Alur kerja catu daya MF modern (sering disebut an “Catu Daya SCR” atau “Catu Daya IGBT”) adalah sebagai berikut:
- Pembetulan:
- Komponen: Jembatan penyearah (biasanya terdiri dari thyristor/SCR).
- Fungsi: Mengubah AC tiga fase 50Hz yang masuk menjadi arus searah yang berdenyut (DC).
- Penyaringan:
- Komponen: Filter reaktor (sebuah induktor besar) dan kapasitor.
- Fungsi: Menghaluskan DC yang berdenyut menjadi DC yang relatif stabil, menyediakan kandang “bahan mentah” untuk rangkaian inverter selanjutnya.
- Pembalikan:
- Komponen: jembatan inverter (terdiri dari thyristor/SCR atau modul IGBT). Ini adalah inti dari teknologi.
- Fungsi: “daging” atau “membalikkan” DC stabil menjadi AC satu fasa dengan frekuensi tertentu (MISALNYA., 1000Hz). Frekuensi ini dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan peleburan.
- Sistem pengaturan:
- Komponen: Papan sirkuit kontrol, PLC, dll..
- Fungsi: Ini adalah “otak” dari catu daya. Ia mengendalikan thyristor’ sudut tembak, mengatur frekuensi inverter, dan memonitor sistem (untuk tegangan berlebih, arus berlebih, tekanan air, suhu air), memungkinkan pengaturan daya yang tepat dan memastikan keamanan seluruh sistem.
2. Kumparan induksi – Itu “Pelaksana” Energi
Kumparan induksi adalah komponen kunci untuk konversi energi. Fungsinya adalah untuk mengkonversi frekuensi menengah energi listrik yang dikeluarkan oleh catu daya menjadi energi medan magnet bolak-balik.
- Struktur:
- Biasanya luka ini dibuat dengan presisi dari sebuah lubang, tabung tembaga persegi panjang (tembaga T2) dengan ketebalan dinding seragam.
- Mengapa berongga? Kumparan itu sendiri menghasilkan panas Joule yang sangat besar ($P = Saya^2R$) bila membawa arus besar dan harus didinginkan secara paksa dengan air yang bersirkulasi.
- Prinsip kerja:
- Arus frekuensi menengah yang besar mengalir melalui kumparan induksi.
- Menurut hukum induksi elektromagnetik, medan magnet bolak-balik yang kuat dan berfrekuensi tinggi dihasilkan di dalam kumparan.
- Medan magnet ini menembus muatan logam (bahan) terletak di tengah kumparan.
- Garis fluks magnet bolak-balik menginduksi arus melingkar loop tertutup di dalam muatan logam, dikenal sebagai Arus Eddy.
- Arus pusaran, mengalir melawan hambatan listrik logam, menghasilkan panas Joule yang sangat tinggi, menyebabkan logam cepat panas dan meleleh.
- Fungsi Tambahan (Pengadukan Elektromagnetik):
- Interaksi antara medan magnet yang dihasilkan oleh arus MF dan arus eddy menimbulkan gaya pengadukan (efek pengadukan elektromagnetik) pada logam cair.
- Keuntungan: Tindakan pengadukan ini membuat suhu dan komposisi kimia logam cair menjadi lebih seragam, yang memfasilitasi degassing dan menghilangkan kotoran, sehingga meningkatkan kualitas logam.
3. Badan Tungku – Itu “Kapal” untuk Mencair
Badan tungku adalah struktur mekanis yang berisi logam cair, mendukung kumparan induksi, dan memfasilitasi penuangan dan pengecoran. Ini terutama terdiri dari bagian-bagian berikut:
- Lapisan Tahan Api / Percobaan:
- Fungsi: Ini adalah “percobaan” yang secara langsung menampung logam cair bersuhu tinggi. Itu terbuat dari bahan tahan api (seperti pasir kuarsa, Alumina, atau magnesia) yang ditabrak (terbentuk) di tempat di dalam tungku atau pra-cetak.
- Persyaratan: Itu harus tahan terhadap suhu yang sangat tinggi (>1600°C), menahan erosi kimia dan guncangan termal dari logam cair, dan memiliki sifat insulasi yang sangat baik untuk mencegah korsleting antara kumparan dan logam.
- Kuk:
- Struktur: Terdiri dari lembaran baja silikon berpermeabilitas tinggi yang dilaminasi, dibentuk agar pas di sekeliling bagian luar kumparan induksi.
- Fungsi (Sangat Penting):
- Batasi Medan Magnet: Menyediakan jalur keengganan rendah untuk garis fluks magnet yang dihasilkan oleh kumparan, memaksa medan magnet menjadi sangat terkonsentrasi di dalam ruang tungku dan mengurangi kebocoran magnet ke luar.
- Meningkatkan Efisiensi: Mengurangi kebocoran magnetik setara dengan meningkatkan efisiensi konversi elektro-termal, menghemat daya.
- Lindungi Cangkang Tungku: Mencegah fluks magnet liar memanaskan cangkang tungku (terutama pada tungku cangkang baja), sehingga menghindari panas berlebih, deformasi, dan memastikan keamanan.
- Cangkang tungku:
- Fungsi: Kerangka luar tungku, digunakan untuk mengamankan koil induksi dan kuk, dan untuk menopang seluruh berat badan tungku.
- Tipe:
- Tungku Cangkang Aluminium: Struktur yang relatif sederhana, biaya lebih rendah, dan mengalami lebih banyak kebocoran magnetik.
- Tungku Cangkang Baja: Struktur yang kuat, terlindung dengan baik oleh kuk, efisiensi yang lebih tinggi, dan masa pakai lebih lama. Ini adalah pilihan utama untuk tungku MF modern berukuran sedang dan besar.
- Mekanisme miring:
- Fungsi: Digunakan untuk memiringkan seluruh badan tungku setelah peleburan selesai, memungkinkan logam cair dituangkan ke dalam sendok atau cetakan.
- Membentuk: Biasanya digerakkan oleh stasiun hidrolik dan silinder hidrolik (atau gearbox reduksi) untuk mencapai kemiringan yang halus dan terkendali.
4. Sistem pendingin – Itu “Jaminan Keamanan” untuk Operasi
Tungku MF adalah perangkat konversi energi tinggi yang menghasilkan panas dalam jumlah besar. Sistem pendinginnya adalah garis hidup yang memastikan pengoperasian peralatan yang aman dan berkelanjutan. Jika pendinginan gagal, peralatan akan segera dihancurkan.
- Komponen yang Akan Didinginkan:
- Catu Daya MF: Perangkat listrik di dalamnya, seperti thyristor (SCR) dan IGBT, menghasilkan panas yang ekstrim selama pengoperasian.
- Kumparan induksi: Menghasilkan panas dari arusnya sendiri (kerugian I²R) dan juga menyerap panas radiasi dari lapisan bersuhu tinggi.
- Kabel: Kabel berpendingin air yang menghubungkan catu daya ke tungku.
- Komposisi Sistem:
- Pompa air: Memberikan kekuatan untuk sirkulasi.
- Menara pendingin / Penukar panas: Komponen pembuangan panas inti. Ini melepaskan panas dari air ke atmosfer.
- Tangki Air: Untuk penyimpanan air dan buffering.
- Pipa, katup, dan Sensor: Bentuk lingkaran sirkulasi dan berikan pemantauan suhu air secara real-time, tekanan, dan laju aliran.
- Persyaratan Utama (Sirkulasi Loop Tertutup):
- Pasalnya, komponen berpendingin air di dalam koil induksi dan kabinet daya mempunyai potensi listrik yang tinggi, air murni atau deionisasi (lingkaran dalam) harus digunakan. Ini mencegah penumpukan skala (yang dapat menyumbat pipa) dan kebocoran listrik tegangan tinggi.
- Air murni ini biasanya didinginkan melalui a piring penukar panas, yang pada gilirannya didinginkan oleh air sirkulasi industri eksternal (lingkaran luar, sering menggunakan menara pendingin). Ini dikenal sebagai a “sistem pendingin loop tertutup.”
Ringkasan
Empat komponen inti dari tungku frekuensi menengah masing-masing mempunyai peran yang berbeda:
- Itu Sumber Daya listrik menciptakan “energi listrik frekuensi menengah.”
- Itu Kumparan induksi mengkonversi “energi listrik” ke dalam “energi medan magnet,” yang kemudian menginduksi “energi panas arus eddy.”
- Itu Badan Tungku menyediakan “wadah peleburan” Dan “dukungan struktural.”
- Itu Sistem pendingin menghilangkan semua limbah panas yang dihasilkan oleh komponen, memastikan “operasi yang aman dan stabil” dari keseluruhan sistem.
