电镀锡线软熔扼流圈的优化设计.pdf

第32卷第1期
轧
VolL.32,No.1,p47-49
2015年2月
STEEL ROLLING
研究与开发?
DOL:10.13228/ boyuan.iss1003-9996.20140064
电镀锡线软熔扼流圏的优化设计
霍大维,张锡东,金旭芳
(北京机械工业自动化研究所,北京100120)
摘要:软熔是带钢连续电镀锡生产线的关键工序。软熔段设备扼流圈的设计对软熔电源运行效能有着极大的
影响。本文明确了对扼流圈的技术要求,通过完善参数计算和实际问题的处理,对扼流圈进行了优化设计。
关词:电镀锡;软熔;扼流;技术要求;电源效率
文献标志码:B
文章编号:1003-9996(2015)01-0047-03
Optimization design of reflow chok uesed in electro tinning production line
HUO Da-wei, ZHANG Xi-dong, JIN Xu-fang
(Bejing Research institute of Automation for Machinery Industry, Beijing 100120, China)
Abstract: Reflow is the key process to the strip continuous tinplate production line. The design of reflow choke has
福大
建力
a great impact on efficiency of reflow power supply. Technical requirements of choke were specified. Optimization
design was made by parameters calculation and improvement of practical application
Key words: electro tinning; reflow; choke; technical requirement; power supply efficiency
软熔是带钢连续电镀锡生产线的关键工序之
图2中电阻软熔电源び输出电流い绝大部分市制
目前国内普遍采用变频电阻软熔或工频电阻加流经带钢作为加热电流o,通过扼流圈的电流没
方力九
高频感应的组合软熔工艺。软熔设备的组成如图1有加热带钢,加热了扼流圈铁芯,成为伴生损耗。
天传
所示。电阻软嫆系统的扼流圈和接地辊有效地将加显然,扼流圈电流越大,软熔电源的效率越低。而
ざ量感
扌控
载到2个导电辊上的交流电控制在软熔段内,防止加大扼流圈铁芯量可以减小扼流圈电流,但要权衡
有及
软嫆段外的带钢带电,确保设备和操作人员的安设备空间、投资成本、扼流圈本身的能耗
限其
全。本文从设计角度探讨了扼流圈对软熔加热效率
公控
2接地?酸、接地辊
司制
的影响,实现扼流圈的优化设计。
1扼流圈的技术要求
2扼流圈
被加热1轭流
扼流圈为一个环形铁芯,带钢从中心穿过,成
为只有一匝的扼流圈,可以等效为一个电感。通常
导电観
1"导电辊
情况下,2个接地辊将会把地点接到钢平台上,也就
软熔
是说2个接地輥与钢平台等电位且通过钢结构被短
电源
④淬水槽+沉没
接,电气上可以看作一个接地点。如果再把导电辊
看作电气的节点,被加热带钢看作一个电阻的话,
图1交流电阻软熔设备组成
图1交流电阻软熔系统等效于图2所示电路。
Fig 1 Equipment composition of AC resistance reflow
收稿日期:2014-03-11
作者简介:霍大维(1956-),男,高级工程师
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轧
第32卷
器空载运行状态。软熔电源输出电势平衡方程为
R
=ーE+IZ
大
式中:为扼流圈内带钢上生成的感应电动势;Z为
图2电阻软焠系统等效电路图
由穿过扼流圈带钢电阻和漏磁等效电抗组成的阻
Fig 2 Equivalent circuit of resistance reflow system
抗,相对于,Z可以忽略不计叫
正弦电压加压于非线性负载,电源电流将随之
因此,式(1)可简化为
发生畸变产生谐波。扼流圈作为软熔电源的负载,若
没有有效克服扼流圈铁磁特性的非线性,软熔电源
-或U=4.440w9n
将额外提供无功功率,降低软嫆电源效率,对软熔
式中:m为扼流圈内磁通がm=BnxS;B"为对应的磁
电源影响较大。所以,扼流圈设计应注意以下几点
感应强度;f为频率;为扼流圈绕组匝数;S为该磁通
(1)软熔电源输岀在扼流圈磁化曲线线性区;
穿过的截面积,S。=axb,ab分别为扼流圈厚度和高度。
虽然大部分磁场被环形铁芯吸附,带钢与扼流
(2)扼流圈电涴占比要尽可能小;
網间的间隙会削弱电磁作用。削弱量与扼流圈的穿
3)降低扼流圈的发热量
(4)穿带孔尺寸要有利于穿带操作和板带适昼带孔截面积大小成正比,与扼流圈长度成反比,由
泄漏系数k表示。由图2可知:软熔电源输出加在
漂移,开孔越大扼流圈阻抗作用越差
带钢R上的电压U,也是施加在两组串联扼流圈上
大
(5)结构方便吊装和运输;
建力
(6表面涂防腐漆,一般不做电气、热、断帯方的电压。两组扼流圈设计成一样的话,每组扼流圈
?ン值面的安全防护。
分得一半电压。设U=110V,f=50Hz,W1=1,k=-0.95
田车轧
扼流圈与变压器铁芯一样,有硅钢带缠绕和歴则一组扼流圈的截面积为:
0.5
あ市制」钢片叠加两种形式,国内多采用硅钢片叠加式。
/(448g6m)
=0.297
力力扼流圈的设计
扼流圈的穿带孔尺寸和厚度a可以根据钢带
い天传
量感21流圈材料的选择
宽度和扼流圈加工要求设定。如果按镀锡板带宽
一控器
扼流圈采用硅钢制成,硅钢牌号选择主要考虑度设定开孔尺寸,扼流圈位置空间或硅钢片确定
有及」点:一是铁损低降低有功损耗减少扼流发热。
扼流圈厚度a=180m,扼流圈如图3所示,则
限其是磁感应强度高,在相同磁场下能获得较高磁感的
高度b=S。/a=1.65m;磁路长L。=3320mm
缠绕式扼流圈可以将硅钢带宽定为b,由S。算
公控」准钢片,用其制造的铁芯体积和重量较小,相对雨出厚度a,再由硅钢带厚确定缠统圈数。
言可节省硅钢片材料。
硅钢片牌号确定后,根据硅钢性能曲线确定工23扼流圈的装配
作点。由于硅钢片磁化曲线的非线性,如铁芯磁感
扼流圈由硅钢部分加上下压板组成。压板采用
应强度工作范围包含有磁化曲线的饱和段,扼流圈型钢焊接结构,配有扼流圈就位固定孔和拉紧螺栓
电流呈尖顶波形,则含有奇次谐波。谐波的大小与
铁芯饱和程度有关,其饱和程度越高,谐波电流越
大。要降低谐波,只有将扼流圈磁场工作范围选定
在磁化曲线的线性段。硅钢性能主要通过磁化曲线
和铁损曲线体现,如选择50W350