October 29, 2025
十分な定格電力: 電源の定格電力（キロワット、kW）は、炉の容量（熱あたりキログラム）と必要な溶解速度（時間あたりキログラム）に一致する必要があります。
経験則: 通常、妥当な溶解速度を得るには、1トンあたり300〜500kWの構成が必要です。たとえば、500kgの炉には通常、150kWから250kWの電源が必要です。
電力不足は、非常に遅い溶解速度、低い生産効率、および単位あたりのエネルギー消費量の増加につながります。
電力調整能力: 電源は、広い範囲とスムーズな電力調整機能を持っている必要があります。
起動フェーズ: 冷たい装入物への過度の電磁力の影響を防ぎ、炉のライニングを保護するために、より低い電力が必要です。
溶解フェーズ: 迅速な溶解のための全電力運転。
保持/精製フェーズ: 正確な温度制御には、電力の削減が必要です。
周波数の選択は重要です: 電源の出力周波数（ヘルツ、Hz）は、溶解の「攪拌効果」と熱効率に直接影響します。
高周波（通常1kHz〜10kHz）:
利点: 強力な表皮効果、高速加熱速度、特に小容量炉（<500kg)および溶解高抵抗材料（例：金、銀、銅、クロム鉄アルミニウム）に適しています。高い熱効率。
欠点: 比較的弱い電磁攪拌力。
中周波（通常150Hz〜1kHz）:
利点: 強力な電磁攪拌力、均一な合金組成、温度均一性、およびスラグ浮上に役立ちます。大容量炉および溶解鋼、鉄などに適しています。
欠点: 小さな装入サイズの場合、高周波と比較してわずかに低い加熱効率。
周波数の安定性: 電源は、負荷（炉の装入物）の変化中に安定した出力周波数を維持して、連続的な共振状態と効率的なエネルギー伝達を確保する必要があります。
高い電力変換効率: 電源自体の固有の変換効率（AC → DC → AC）は、可能な限り高く（通常> 95％）して、動作中のエネルギー損失を減らす必要があります。
高力率: 最新の高周波電源は、一般的にコンデンサ補償を使用して、システム力率が0.95以上になるようにします。これにより、無効電力による損失が減少し、回線負荷が低下するだけでなく、電力会社からのペナルティも回避できます。
低高調波汚染:シリコン制御整流器（SCR）またはIGBTを使用した整流回路は高調波を生成し、それがグリッドにフィードバックされ、他の機器に影響を与える可能性があります。高品質の電源には、入力フィルタデバイスが装備されているか、12パルス/24パルス整流などの技術を使用して、IEEE 519規格への準拠など、高調波歪み（THD）に対する厳格なグリッド要件を満たす必要があります。
強力な負荷適応性: 溶解プロセス中、装入物の形状、状態、および電磁気的特性は常に変化します。電源は、負荷回路の共振状態を自動的に追跡して維持し、安定した電力出力を確保する必要があります。
包括的な保護システム: 電源は、安全な動作の基礎となる複数の保護機能を備えている必要があります。これらには以下が含まれます。
過電流保護: 短絡または過負荷による電力コンポーネントの損傷を防ぎます。
過電圧保護: グリッドの変動または動作過電圧から保護します。
相欠保護: 電源が欠相で動作するのを防ぎます。
水圧/温度保護: IGBT、コンデンサ、コイルなどの主要コンポーネントが過熱によって損傷しないように、冷却システムと連動しています。
負荷短絡/開放回路保護: 極端な動作状態を処理します。
入力電圧: 電力レベルに応じて、一般的な定格は380V、660V、10kVなどです。電源は、±10%のグリッド電圧変動範囲内で正常に動作する必要があります。
グリッド容量: 工場の変圧器容量は、溶解炉の起動と運転時の高い突入電流に耐えるのに十分でなければなりません。そうしないと、グリッド電圧が急激に低下し、同じ回線上の他の機器に影響を与える可能性があります。
| 電源タイプ | コアコンポーネント | 周波数範囲 | 特性と適用性 |
|---|---|---|---|
| SCR（サイリスタ）中周波電源 | サイリスタ（SCR） | 150 Hz〜4 kHz | 成熟した技術、高出力、低コストですが、力率は負荷によって異なり、高調波が高い。大トン数の溶解に適しています。 |
| IGBTトランジスタ電源 | IGBT | 500 Hz〜10 kHz | 主流の選択肢。高効率、一定力率（〜0.95）、低高調波、コンパクトサイズ、自動化が容易。小から大までのさまざまな容量に適しています。 |
| MOSFET電源 | MOSFET | >50 kHz | 非常に小容量（ラボスケール）および非常に高周波アプリケーション（貴金属溶解など）に適しています。 |
溶解炉の電源を選択または評価する際には、次の質問を検討してください。
主にどの金属を溶解しますか？それらの抵抗率は？（周波数方向を決定）
熱あたりの最大容量は？ターゲットの溶解サイクルは？（電力サイズを決定）
電源の定格電力と出力周波数範囲は私のニーズを満たしていますか？
電源の変換効率と力率は？（電気代に直接影響します）
グリッド高調波規格を満たすために必要なフィルタリング装置は含まれていますか？
保護機能は包括的ですか（過電流、過電圧、水温など）？
電源は既存の炉本体（コイル、コンデンサ）と互換性がありますか？
制御インターフェースはユーザーフレンドリーですか？私の生産システムに簡単に統合できますか？
私の工場のグリッド電圧と変圧器容量は、この電源の動作をサポートできますか？
冷却水システムの品質と流量は、電源の放熱要件を満たすことができますか？
要約すると、高周波溶解炉には、適切な電力と周波数、非常に高い電力変換効率、安定した出力性能、および包括的で信頼性の高い保護機能が必要です。生産プロセスに完全に一致する電源を選択することが、効率的で省エネ、安全で経済的な運転を実現するための鍵となります。最新のアプリケーションでは、IGBT中周波電源
