Puntos clave
- Un convertidor IGBT de media frecuencia moderno ofrece mayor eficiencia global que el convertidor SCR, y la mantiene en todo el rango de potencia.
- Mantiene un factor de potencia superior a 0,95 en todo momento, de modo que los bancos de condensadores que una alimentación con SCR necesita para la corrección ya no hacen falta.
- La rectificación trifásica de onda completa significa que no se devuelven armónicos superiores a la red, protegiendo los equipos vecinos.
- La potencia IGBT se mantiene constante independientemente del volumen de carga o del desgaste del revestimiento, con un arranque en frío 100% fiable incluso a plena carga.
- Un retrofit conserva el cuerpo del horno, la bobina y la infraestructura del taller y sustituye únicamente el convertidor, una vía de menor capex hacia el rendimiento moderno en equipos instalados.
El convertidor es el cerebro
Un horno SCR sigue funcionando. Un convertidor IGBT moderno lo hace funcionar mucho mejor. El convertidor toma la energía de red y le da forma a la corriente de media frecuencia que la bobina necesita. En los hornos antiguos ese trabajo lo hace una unidad SCR, que controla la potencia parcializando la onda. Ese enfoque toma un factor de potencia pobre e inyecta armónicos superiores de vuelta a la red.
Un convertidor IGBT de media frecuencia moderno rectifica la onda trifásica completa y luego la conmuta limpiamente. El resultado es más potencia útil hacia el metal, un suministro más limpio y una salida que se mantiene constante hasta la última colada. El convertidor es, en efecto, el cerebro del horno, y sustituirlo cambia el comportamiento de toda la línea.
Nota
Un retrofit conserva la unidad de fusión, la bobina y la infraestructura del taller y sustituye únicamente el convertidor. CIME lo hace en equipos instalados, recuperando factor de potencia, eficiencia y capacidad por una fracción del coste de una línea nueva. Muchos hornos SCR siguen en operación; hoy todos los nuevos convertidores CIME son IGBT.
SCR frente a IGBT, cara a cara
La misma unidad de fusión, dos maneras de accionarla. El SCR controla la potencia parcializando la onda; un convertidor IGBT de media frecuencia rectifica la onda trifásica completa y la conmuta limpiamente. Las diferencias prácticas aparecen en la regulación de potencia, el factor de potencia, la limpieza de la red y el comportamiento en arranque en frío. La potencia del convertidor CIME va de 1 a 10 MW.
Para el lado de la bobina en esta misma cuestión de eficiencia, consulte Diseño de bobina UHE frente a UHP. Para el propio convertidor IGBT, incluido el servicio de retrofit de SCR, consulte la página Electrónica de potencia IGBT.
La unidad de fusión se queda, la electrónica cambia.
Qué recupera un retrofit
La potencia constante es la ventaja silenciosa. Un convertidor IGBT mantiene su salida con independencia de cuánto metal hay en el crisol y de lo desgastado que esté el revestimiento, de modo que los tiempos de fusión se mantienen predecibles durante toda la campaña en lugar de decaer a medida que el baño se vacía o el refractario adelgaza. Esa estabilidad también se paga en metales de baja permeabilidad magnética: el acero inoxidable, el cobre y el aluminio funden más rápido con menos elementos quemados, porque la potencia se acopla de forma fiable en lugar de desvanecerse a medida que la carga cambia de estado.
Como el factor de potencia se mantiene por encima de 0,95, los bancos de condensadores que una línea SCR necesita para la corrección simplemente desaparecen.
Los armónicos superiores se generan principalmente cuando el rectificador tiene que parcializar para regular la tensión. El convertidor SCR debe regular la tensión mediante el puente rectificador, y los armónicos generados por su funcionamiento perturban la red eléctrica de alimentación y pueden dañar otros equipos eléctricos conectados a ella. El convertidor IGBT de media frecuencia, en cambio, no necesita parcialización, sino una rectificación trifásica de onda completa. Por tanto, la tensión CC generada estará siempre en su valor máximo. Así, el convertidor IGBT no genera armónicos superiores, lo que reduce la contaminación del sistema eléctrico.
CIME sustituye la unidad SCR existente por un convertidor IGBT moderno en el horno instalado, recuperando factor de potencia, eficiencia y capacidad: una vía de menor inversión hacia una instalación de alta eficiencia y a prueba de futuro.
Punto clave
Un retrofit no es una reconstrucción. Conserve el cuerpo, la bobina y la disposición del taller, cambie solo el cerebro, y recuperará factor de potencia, eficiencia y capacidad en equipos que ya posee.
Preguntas frecuentes
¿Puedo conservar el cuerpo y la bobina de mi horno actual en un retrofit?
Sí. Un retrofit conserva el cuerpo del horno, la bobina y la infraestructura del taller y sustituye únicamente el convertidor. CIME cambia la unidad SCR existente por un convertidor IGBT moderno en el horno instalado, recuperando factor de potencia, eficiencia y capacidad por una fracción del coste de una línea nueva.
¿Qué recupera un convertidor IGBT frente al SCR?
Un convertidor IGBT de media frecuencia funciona con una eficiencia global más alta que uno SCR, manteniendo al mismo tiempo un factor de potencia superior a 0,95, por lo que los bancos de condensadores de corrección ya no son necesarios.
¿Por qué la potencia IGBT se mantiene constante cuando cambian la carga o el revestimiento?
Un convertidor IGBT mantiene su salida con independencia de cuánto metal hay en el crisol y de lo desgastado que esté el revestimiento. Los tiempos de fusión se mantienen predecibles durante toda la campaña en lugar de decaer a medida que el baño se vacía o el refractario adelgaza, y el arranque en frío alcanza el 100% incluso a plena carga.
Referencias y fuentes
- Foundry Trade Journal, artículo técnico sobre alimentación eléctrica de hornos de inducción, 2006.
- Cast Metal Times, convertidores IGBT de media frecuencia en la práctica coreless, 2004.
- CIME S.r.l., documentación interna de retrofit de convertidores, Turín.