عدة مشاكل في تصميم أجهزة الاستشعار

تشمل معدات التدفئة التعريفي فرن التدفئة التعريفي، وإمدادات الطاقة ، ونظام تبريد المياه ، وآلات تحميل وتفريغ المواد ، وما إلى ذلك ، ولكن الغرض الرئيسي هو تصميم محث بكفاءة تسخين عالية ، واستهلاك منخفض للطاقة ، واستخدام طويل الأمد.

المحاثات المستخدمة للتسخين التعريفي للفراغات هي بشكل أساسي محاثات لولبية متعددة الأدوار. وفقًا للشكل والحجم ومتطلبات العملية للفراغ ، يتم اختيار الشكل الهيكلي للمحث ونوع الفرن للتدفئة. والثاني هو تحديد التردد الحالي المناسب وتحديد الطاقة المطلوبة لتسخين الفراغ ، والذي يتضمن الطاقة الفعالة المطلوبة لتسخين الفراغ نفسه وخسائر الحرارة المختلفة.

عندما يتم تسخين الفراغ بالحث ، يتم تحديد مدخلات الطاقة وكثافة الطاقة على سطح الفراغ بسبب الحث بواسطة عوامل مختلفة. يحدد اختلاف درجة الحرارة بين السطح ومركز الفراغ الذي تتطلبه العملية الحد الأقصى لوقت التسخين وكثافة الطاقة للفراغ في المحرِّض ، والذي يحدد أيضًا طول ملف الحث للتسخين التعريفي المتسلسل والمستمر. يعتمد طول ملف الحث المستخدم على طول الفراغ.

في معظم الحالات ، يعتمد الجهد الطرفي للمحث على جهد ثابت في التصميم والاستخدام الفعلي ، ولا يتغير الجهد أثناء العملية برمتها من بداية التسخين إلى نهاية التسخين. فقط في التسخين بالحث الدوري ، يجب تقليل الجهد عندما يحتاج التسخين الفارغ إلى أن يكون منتظمًا ، أو عندما تتجاوز درجة حرارة التسخين نقطة كوري عندما يتم تسخين المادة المغناطيسية بالحث ، تختفي مغناطيسية المادة ، ويكون معدل التسخين أبطئ. من أجل زيادة معدل التسخين وزيادة الجهد الطرفي للمحث. في غضون 24 ساعة في اليوم ، يتقلب الجهد الموفر في المصنع ، ويصل مداها أحيانًا إلى 10٪ -15٪. عند استخدام مثل هذا الجهد لإمداد الطاقة لتسخين تحريض تردد الطاقة ، تكون درجة حرارة التسخين للفراغ غير متسقة للغاية في نفس وقت التسخين. عندما تكون متطلبات درجة حرارة التسخين للفراغ صارمة نسبيًا ، يجب استخدام جهد ثابت لإمداد الطاقة. لذلك ، يجب إضافة جهاز تثبيت الجهد إلى نظام إمداد الطاقة للتأكد من أن الجهد الطرفي للمحث يتقلب إلى أقل من 2٪. من المهم جدًا تسخين قطعة العمل عن طريق التسخين ، وإلا فإن الخواص الميكانيكية لقطعة العمل الطويلة ستكون غير متسقة بعد المعالجة الحرارية.

يمكن تقسيم التحكم في الطاقة أثناء التسخين التعريفي للفراغ إلى شكلين. يعتمد الشكل الأول على مبدأ التحكم في وقت التسخين. وفقًا لوقت الإنتاج ، يتم إرسال الفراغ إلى فرن التسخين التعريفي للتدفئة والدفع للخارج للحصول على إنتاجية ثابتة. . في الإنتاج الفعلي ، يتم استخدام وقت تسخين التحكم أكثر ، ويتم قياس درجة حرارة الفراغ عند تصحيح الجهاز ، ووقت التسخين المطلوب للوصول إلى درجة حرارة التسخين المحددة وفرق درجة الحرارة بين السطح ومركز الفراغ يمكن تحديده في ظل حالة جهد معينة. هذه الطريقة مثالية لعمليات الكير والختم ذات الإنتاجية العالية ، والتي يمكن أن تضمن عمليات تزوير وختم مستمرة. الشكل الثاني هو التحكم في الطاقة وفقًا لدرجة الحرارة ، والتي تعتمد في الواقع على درجة حرارة التسخين. عندما يصل الفراغ إلى درجة حرارة التسخين المحددة ، سيتم تفريغه على الفور.

فرن. تُستخدم هذه الطريقة للفراغات ذات المتطلبات الصارمة لدرجة حرارة التسخين النهائية ، مثل التشكيل الساخن للمعادن غير الحديدية. بشكل عام ، في التسخين التعريفي الذي يتم التحكم فيه بواسطة درجة الحرارة ، يمكن تسخين عدد قليل فقط من الفراغات في محث واحد ، نظرًا لوجود العديد من الفراغات المسخنة في نفس الوقت ، ومن الصعب التحكم في درجة حرارة التسخين.

عندما يتم الحصول على قوة المدخلات فارغة ، والمنطقة المسخنة وكثافة الطاقة السطحية التي تلبي متطلبات التطبيق ، يمكن تصميم وحساب المحرِّض. المفتاح هو تحديد عدد لفات ملف الحث ، والتي يمكن من خلالها حساب الكفاءة الحالية والكهربائية للمحث. ، عامل القدرة COS A وحجم المقطع العرضي لموصل ملف الحث.

يعد تصميم المحث وحسابه أكثر إزعاجًا ، وهناك العديد من عناصر الحساب. نظرًا لوجود بعض الافتراضات في معادلة حساب الاشتقاق ، فإنها لا تتوافق تمامًا مع حالة التسخين التعريفي الفعلي ، لذلك يصعب حساب نتيجة دقيقة للغاية. . في بعض الأحيان يكون هناك عدد كبير جدًا من لفات ملف الحث ، ولا يمكن الوصول إلى درجة حرارة التسخين المطلوبة خلال وقت التسخين المحدد ؛ عندما يكون عدد لفات ملف الحث صغيرًا ، فإن درجة حرارة التسخين قد تجاوزت درجة حرارة التسخين المطلوبة خلال وقت التسخين المحدد. على الرغم من أنه يمكن حجز صنبور على ملف الحث وإمكانية إجراء التعديلات المناسبة ، أحيانًا بسبب القيود الهيكلية ، خاصةً محث تردد الطاقة ، فليس من الملائم ترك صنبور. بالنسبة لمثل هذه المستشعرات التي لا تفي بالمتطلبات التكنولوجية ، يجب التخلص منها وإعادة تصميمها لتصنيع أجهزة جديدة. وفقًا لسنوات الممارسة لدينا ، يتم الحصول على بعض البيانات والرسوم البيانية التجريبية ، والتي لا تبسط فقط عملية التصميم والحساب ، وتوفر وقت الحساب ، ولكنها توفر أيضًا نتائج حساب موثوقة.

يتم تقديم العديد من المبادئ التي يجب مراعاتها في تصميم المستشعر على النحو التالي.

1. استخدم الرسوم البيانية لتبسيط العمليات الحسابية

تم إدراج بعض نتائج الحساب في الرسم البياني للاختيار المباشر ، مثل القطر الفارغ وتردد التيار ودرجة حرارة التسخين وفرق درجة الحرارة بين السطح ومركز الفراغ ووقت التسخين في الجدول 3-15. يمكن استخدام بعض البيانات التجريبية للتوصيل وفقدان حرارة الإشعاع أثناء التسخين التعريفي للفراغ. فقدان الحرارة للفرغ الأسطواني الصلب هو 10٪ -15٪ من الطاقة الفعالة للتسخين الفارغ ، وفقدان الحرارة للفراغ الأسطواني المجوف هو القوة الفعالة للتسخين الفارغ. 15٪ -25٪ ، لن يؤثر هذا الحساب على دقة الحساب.

2. حدد الحد الأدنى للتردد الحالي

عندما يتم تسخين الفراغ بالحث ، يمكن اختيار ترددين حاليين لنفس القطر الفارغ (انظر الجدول 3-15). يجب تحديد التردد الحالي المنخفض ، لأن التردد الحالي مرتفع وتكلفة مصدر الطاقة مرتفعة.

3. حدد الفولطية المقدرة

يحدد الجهد الطرفي للمحث الجهد المقنن للاستفادة الكاملة من قدرة مصدر الطاقة ، خاصة في حالة تسخين تحريض تردد الطاقة ، إذا كان الجهد الطرفي للمحث أقل من الجهد المقنن لمصدر الطاقة ، عدد المكثفات المستخدمة لتحسين معامل القدرة cos

4. متوسط ​​طاقة التسخين وقوة تركيب المعدات

يتم تسخين الفراغ بشكل مستمر أو متتابع. عندما يكون الجهد الطرفي المزود للمحث “= ثابتًا ، تظل الطاقة التي يستهلكها المحرِّض دون تغيير. بحساب متوسط ​​الطاقة ، يجب أن تكون قوة تركيب الجهاز أكبر من متوسط ​​الطاقة. يتم استخدام فراغ المادة المغناطيسية كدورة. نوع التسخين التعريفي ، تتغير الطاقة التي يستهلكها المحرِّض مع وقت التسخين ، وتكون طاقة التسخين قبل نقطة كوري 1.5-2 ضعف متوسط ​​الطاقة ، لذا يجب أن تكون قوة تركيب الجهاز أكبر من التسخين الفارغ قبل كوري نقطة. قوة.

5. التحكم في الطاقة لكل وحدة مساحة

عندما يتم تسخين الفراغ بالحث ، نظرًا لمتطلبات اختلاف درجة الحرارة بين السطح ووسط الفراغ ووقت التسخين ، يتم تحديد الطاقة لكل وحدة مساحة من الفراغ لتكون 0.2-0. 05kW / cm2o عند تصميم المحث.

6. اختيار المقاومة الفارغة

عندما يتبنى الفراغ التسخين التعريفي المتسلسل والمستمر ، تتغير درجة حرارة التسخين للفراغ في المستشعر بشكل مستمر من منخفض إلى مرتفع على طول الاتجاه المحوري. عند حساب المستشعر ، يجب اختيار مقاومة الفراغ وفقًا لدرجة حرارة أقل من 100 ~ 200 درجة مئوية من درجة حرارة التسخين. المعدل ، ستكون نتيجة الحساب أكثر دقة.

7. اختيار رقم المرحلة لجهاز استشعار تردد الطاقة

يمكن تصميم محاثات تردد الطاقة على أنها أحادية الطور وثنائية الطور وثلاث مراحل. محث تردد الطاقة أحادي الطور له تأثير تسخين أفضل ، ومحث تردد الطاقة ثلاثي الطور له قوة كهرومغناطيسية كبيرة ، والتي تدفع أحيانًا الفراغ خارج المحرِّض. إذا كان محث تردد الطاقة أحادي الطور يحتاج إلى طاقة كبيرة ، فيجب إضافة موازن ثلاثي الطور إلى نظام إمداد الطاقة لموازنة حمل مصدر الطاقة ثلاثي الطور. يمكن توصيل محث تردد الطاقة ثلاثي الطور بمصدر الطاقة ثلاثي الطور. لا يمكن أن يكون حمل مصدر الطاقة ثلاثي الطور متوازنًا تمامًا ، كما أن جهد إمداد الطاقة ثلاثي الأطوار الذي توفره ورشة المصنع ليس هو نفسه. عند تصميم محث تردد الطاقة ، يجب اختيار أحادي الطور أو ثلاثي الطور وفقًا لحجم الفراغ ونوع فرن التسخين التعريفي المستخدم ومستوى درجة حرارة التسخين وحجم الإنتاجية.

8. اختيار طريقة حساب المستشعر

نظرًا للهياكل المختلفة للمحثات ، فإن المحاثات المستخدمة للتسخين بالحث بالتردد المتوسط ​​غير مجهزة بموصلات مغناطيسية (أفران صهر الحث ذات التردد المتوسط ​​ذات السعة الكبيرة مزودة بموصلات مغناطيسية) ، في حين أن المحاثات المستخدمة في تسخين الحث بتردد الطاقة مجهزة الموصلات المغناطيسية ، لذلك في تصميم وحساب المحرِّض ، يُعتبر أن المحرِّض بدون موصل مغناطيسي يعتمد طريقة حساب المحاثة ، والمحث مع موصل مغناطيسي يتبنى طريقة حساب الدائرة المغناطيسية ، وتكون نتائج الحساب أكثر دقة .

9. الاستفادة الكاملة من مياه التبريد للمحث لتوفير الطاقة

الماء المستخدم في تبريد المستشعر مخصص للتبريد فقط وغير ملوث. بشكل عام ، تكون درجة حرارة الماء الداخل أقل من 30Y ، ودرجة حرارة الماء الخارج بعد التبريد هي 50Y. في الوقت الحاضر ، تستخدم معظم الشركات المصنعة مياه التبريد المتداولة. إذا كانت درجة حرارة الماء مرتفعة ، فسيضيفون ماء بدرجة حرارة الغرفة لتقليل درجة حرارة الماء ، ولكن لا يتم استخدام حرارة مياه التبريد. فرن التسخين بالحث بتردد الطاقة للمصنع لديه طاقة 700kW. إذا كانت كفاءة المحرِّض 70٪ ، فإن الماء سوف يأخذ 210 كيلو وات من الحرارة ، وسوف يكون استهلاك الماء 9 أطنان / ساعة. من أجل الاستفادة الكاملة من الماء الساخن بعد تبريد المحرِّض ، يمكن إدخال الماء الساخن المبرد في ورشة الإنتاج كمياه منزلية. نظرًا لأن فرن التسخين التعريفي يعمل بشكل مستمر في ثلاث نوبات في اليوم ، يتوفر الماء الساخن للناس لاستخدامه على مدار 24 ساعة في اليوم في الحمام ، مما يستفيد بشكل كامل من مياه التبريد والطاقة الحرارية.