电磁加热节电技术在塑胶行业加热系统中的应用.docVIP

PAGE PAGE 1 电磁加热节电技术在塑胶行业加热系统中的应用 　　【摘要】节约能源既是国家制定的大政方针，同时也是企业应尽的义务。如果企业既能配合国家的发展战略，又能因节约能源而获利，则企业将获得巨大的经济效益和社会效益。目前市场上一些节电设备大部分是对机械能的节省，如使用变频器，但其节电率仅在15%-25%，解决的也只是电机部分。在塑胶行业，加热部分耗电量巨大，应该采取多种措施达到节能的作用。本文是针对此问题，利用电磁加热的节电新技术，研发高效加热节电设备，用以提高节能率和稳定性。 　　【关键词】节约能源；电磁加热；加热系统；高效加热节电设备 　　1.电磁加热节能原理及特点 　　目前，塑胶机械所用的加热方式普遍为电阻线圈加热，通过传导方式传导热量，只有紧靠在料筒表面侧的热量才能传到料筒上，这样外侧的热量大部分散失到空气中，存在着热传导损失，并导致环境温度的上升；电阻线圈加热另一个缺点是功率密度低，在一些需要温度较高的加热场合就无法适应了。 　　本高效加热节电设备使料筒内部发热，大大减少热量损失并提高热效率，从而达到节能的目的。 　　1.1电磁加热原理 　　当交变磁场穿过含铁质的物体时，交变磁力线在金属部分产生交变电流（即涡流），涡流使铁分子高速运动，分子间将发生相互碰撞、摩擦而产生热量。 　　本高效加热节电设备是利用现代电力电子技术、计算机技术、自动控制技术、电磁加热技术研制而成的一款高技术产品，将它与塑料加工机械有机结合而组成一个自动控制系统。利用直接加热塑料加工机械的被加热设备（如料筒）的金属部分，使金属内部直接发热，并在料筒外部包裹一定厚度的隔热保温材料，这样就大大减少了热量的散失，提高了热效率，使料筒外表温度由几百度降低到几十度。 　　因为电磁加热圈本身并不发热，并且是采用绝缘材料和高温电缆组成，所以不存在电阻加热圈中的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，因而具有使用寿命长、升温快、温度均匀和无需维修等优点，相应地也就减少了维修时间、降低了成本、提高了产品质量，为企业带来了经济效益。传统加热系统与电磁加热系统的区别如图1所示。 　　1.2电磁加热器组成 　　电磁加热器的系统框图如图2所示，接线原理如图3所示。市电交流220V经过整流滤波后变为大约310V直流，在计算机系统的控制下，通过半桥谐振逆变电路在线圈中产生交变磁场，在被线圈缠绕的发热体中产生涡流以达到加热的目的。 　　1.3电磁加热控制器的主要技术参数 　　工作电压：交流220/380VAC±20%，频率50/60Hz，，输出功率：2.2KW、5KW、10KW、15KW、30KW、40KW、50KW、60KW。每种都可进行功率调节（30%）。 　　温度：-10～+70℃。 　　湿度：≤90%RH。 　　平均无故障时间：15000小時 　　热效率：96%。 　　工作频率：5-40KHz。 　　IGBT过热保护温度：70±5℃ 　　加热控制到线圈输出的反应时间：0.5秒。 　　1.4设备特点 　　（1）不影响原机器的工作：直接从原加热控制器（交流接触器或固态开关）的输入/出端引入加热停止/开始的控制信号。 　　（2）交流市电不切断：交流市电不关，在计算机的控制下，根据加热控制信号决定加热的起动或停止。提高反应时间、使用寿命和可靠性。 　　（3）恒功率输出：交流市电升高时，能自动控制线圈的输出功率稳定。 　　（4）加热控制输出简单：直接从原接触器或固态继电器的控制端或输出端接出。 　　（5）一体化结构：将节电控制系统与保护系统一体化设计，集成度高，体积小，兼顾节电和旁路功能，可靠性强，便于现场安装。 　　（6）专业化设计：针对塑料机械使用的工艺过程，将硬件和软件有机结合，优化算法，专业研发节电功能模块，提升加热系统动态响应的速度，从而实现加热快速跟随，保证在节电的同时不降低产品质量并提高产量。 　　（7）节电效果显著：原有塑料机械加热方式为电阻式加热，浪费较多，电能利用率在40%左右；利用电磁感应加热，电能利用率可达96%，从而节电可达30-80%以上。 　　（8）降低维护费用 　　加热部分采用环形电缆结构，电缆本身不会产生热量，并可承受500℃以上高温，使用寿命高达5年以上而不需维护，交流接触器或固态继电器的输出负载只需几个毫安，因而大大延长其使用寿命（甚至可不要它！），所以基本无维护费用。 　　（9）增大了供电变压器的宽裕度 　　该设备只用原电阻圈总功率的30-50%装机功率，大大减轻了实际负荷，增加了企业负荷的使用容量。 　　（10）加热温度范围大 　　电阻加热方式功率密度小，热量散失大，一般难以加热到400度以上，而本设备采用内加热方式，可加热到600度以上。 　　1.5安装使用 　　（1）在替代电阻式加热时，可以按电阻式加热功率容量的