Několik problémů v návrhu snímače

Indukční ohřívací zařízení zahrnuje indukční ohřívací pec, napájecí zdroj, systém vodního chlazení a strojní zařízení pro nakládání a vykládání materiálů atd., ale hlavním účelem je navrhnout induktor s vysokou účinností ohřevu, nízkou spotřebou energie a dlouhodobým používáním.

Induktory používané pro indukční ohřev polotovarů jsou převážně víceotáčkové spirálové induktory. Podle tvaru, velikosti a procesních požadavků na polotovar se volí konstrukční forma induktoru a typ pece pro ohřev. Druhým je volba vhodné frekvence proudu a stanovení výkonu potřebného pro ohřev polotovaru, který zahrnuje efektivní výkon potřebný pro ohřev samotného polotovaru a jeho různé tepelné ztráty.

Když je polotovar indukčně ohříván, výkon a hustota výkonu vstupující do povrchu polotovaru v důsledku indukce jsou určeny různými faktory. Teplotní rozdíl mezi povrchem a středem polotovaru požadovaný procesem určuje maximální dobu ohřevu a hustotu výkonu polotovaru v induktoru, což také určuje délku indukční cívky pro sekvenční a kontinuální indukční ohřev. Délka použité indukční cívky závisí na délce polotovaru.

Ve většině případů svorkové napětí induktoru přijme pevné napětí v konstrukci a skutečném použití a napětí se nemění během celého procesu od začátku ohřevu do konce ohřevu. Pouze při periodickém indukčním ohřevu je třeba snížit napětí, když má být ohřev polotovaru rovnoměrný, nebo když teplota ohřevu překročí Curieův bod, když je magnetický materiál indukčně ohříván, magnetismus materiálu zmizí a rychlost ohřevu se sníží. zpomalil. Za účelem zvýšení rychlosti ohřevu a zvýšení koncového napětí induktoru. Během 24 hodin denně se napětí dodávané ve výrobě kolísá a jeho rozsah někdy dosahuje 10% -15%. Při použití takového napájecího napětí pro vysokofrekvenční indukční ohřev je teplota ohřevu polotovaru velmi nekonzistentní při stejné době ohřevu. Pokud jsou požadavky na teplotu ohřevu polotovaru relativně přísné, mělo by být použito stabilní napájecí napětí. Proto je třeba do napájecího systému přidat zařízení pro stabilizaci napětí, které zajistí, že svorkové napětí induktoru bude kolísat pod 2 %. Je velmi důležité ohřívat obrobek ohřevem, jinak budou mechanické vlastnosti dlouhého obrobku po tepelném zpracování nekonzistentní.

Regulaci výkonu při indukčním ohřevu polotovaru lze rozdělit do dvou forem. První forma je založena na principu řízení doby ohřevu. Podle času výroby je polotovar odeslán do indukční ohřívací pece k ohřevu a vytlačení, aby se získala pevná produktivita. . Ve skutečné výrobě se více využívá kontrolní čas ohřevu a při odladění zařízení se měří teplota polotovaru a doba ohřevu potřebná k dosažení zadané teploty ohřevu a teplotního rozdílu mezi povrchem a středem polotovaru. lze určit za určitých napěťových podmínek. Tato metoda je ideální pro procesy kování a lisování s vysokou produktivitou, které mohou zajistit kontinuální procesy kování a lisování. Druhou formou je regulace výkonu podle teploty, která vlastně vychází z teploty ohřevu. Jakmile polotovar dosáhne zadané teploty ohřevu, bude okamžitě vybit.

pec. Tato metoda se používá pro polotovary s přísnými požadavky na konečnou teplotu ohřevu, například pro tváření neželezných kovů za tepla. Obecně platí, že při indukčním ohřevu řízeném teplotou lze v jednom induktoru ohřívat pouze malý počet polotovarů, protože je současně ohříváno mnoho polotovarů a teplotu ohřevu je obtížné řídit.

Když se získá výkon vstupního polotovaru, vyhřívaná plocha a hustota plošného výkonu, které splňují požadavky aplikace, lze navrhnout a vypočítat induktor. Klíčové je určení počtu závitů indukční cívky, ze kterého lze vypočítat proud a elektrickou účinnost induktoru. , Účiník COS A a velikost průřezu vodiče indukční cívky.

Návrh a výpočet induktoru je obtížnější a existuje mnoho položek výpočtu. Vzhledem k tomu, že v odvozeném výpočtovém vzorci jsou učiněny některé předpoklady, není zcela v souladu se skutečnou situací indukčního ohřevu, takže je obtížnější vypočítat velmi přesný výsledek. . Někdy je příliš mnoho závitů indukční cívky a požadované teploty ohřevu nelze dosáhnout během stanovené doby ohřevu; když je počet závitů indukční cívky malý, teplota ohřevu překročila požadovanou teplotu ohřevu během stanovené doby ohřevu. Ačkoli lze na indukční cívce vyhradit odbočku a lze provést příslušné úpravy, někdy kvůli konstrukčním omezením, zejména induktoru napájecí frekvence, není vhodné ponechat odbočku. U takových snímačů, které nesplňují technologické požadavky, je nutné je vyřadit a předělat na výrobu nových. Dle naší letité praxe jsou získána některá empirická data a grafy, které nejen zjednodušují proces návrhu a výpočtu, šetří čas výpočtu, ale také poskytují spolehlivé výsledky výpočtu.

Níže uvádíme několik principů, které je třeba vzít v úvahu při návrhu snímače.

1. Pro zjednodušení výpočtů použijte diagramy

Některé výsledky výpočtů byly uvedeny v tabulce pro přímý výběr, jako je průměr polotovaru, aktuální frekvence, teplota ohřevu, teplotní rozdíl mezi povrchem a středem polotovaru a doba ohřevu v tabulce 3-15. Některá empirická data mohou být použita pro tepelné ztráty vedením a zářením během indukčního ohřevu polotovaru. Tepelná ztráta plného válcového polotovaru je 10% -15% efektivního výkonu ohřevu polotovaru a tepelná ztráta dutého válcového polotovaru je efektivní výkon ohřevu polotovaru. 15% -25%, tento výpočet neovlivní přesnost výpočtu.

2. Vyberte spodní hranici aktuální frekvence

Když je polotovar indukčně zahříván, lze pro stejný průměr polotovaru zvolit dvě aktuální frekvence (viz Tabulka 3-15). Měla by být zvolena nižší proudová frekvence, protože proudová frekvence je vysoká a náklady na napájecí zdroj jsou vysoké.

3. Zvolte jmenovité napětí

Svorkové napětí tlumivky volí jmenovité napětí tak, aby byla plně využita kapacita zdroje, zejména v případě silového frekvenčního indukčního ohřevu, pokud je svorkové napětí tlumivky nižší než jmenovité napětí zdroje, počet kondenzátorů použitých ke zlepšení účiníku cos

4. Průměrný topný výkon a výkon instalace zařízení

Polotovar se zahřívá kontinuálně nebo postupně. Když je svorkové napětí dodávané do induktoru „=konstantní, výkon spotřebovaný induktorem zůstává nezměněn. Vypočteno průměrným výkonem, instalační výkon zařízení musí být pouze větší než průměrný výkon. Polotovar magnetického materiálu se používá jako cyklus. Typ indukčního ohřevu, výkon spotřebovaný induktorem se mění s dobou ohřevu a topný výkon před Curieovým bodem je 1.5-2násobek průměrného výkonu, takže instalační výkon zařízení by měl být větší než prázdný ohřev před Curieovým bodem. směřovat. Napájení.

5. Ovládejte výkon na jednotku plochy

Při indukčním ohřevu polotovaru se vzhledem k požadavkům na teplotní rozdíl mezi povrchem a středem polotovaru a době ohřevu volí výkon na jednotku plochy polotovaru 0.2-0. 05kW/cm2o při návrhu induktoru.

6. Volba měrného odporu polotovaru

Když polotovar využívá sekvenční a kontinuální indukční ohřev, teplota ohřevu polotovaru ve snímači se v axiálním směru plynule mění z nízké na vysokou. Při výpočtu snímače by měl být odpor polotovaru zvolen o 100 ~ 200 °C nižší než je teplota ohřevu. rychlost, bude výsledek výpočtu přesnější.

7. Výběr čísla fáze snímače síťové frekvence

Tlumivky silové frekvence mohou být konstruovány jako jednofázové, dvoufázové a třífázové. Jednofázová indukční cívka má lepší topný účinek a třífázová indukční cívka má velkou elektromagnetickou sílu, která někdy vytlačuje polotovar z cívky. Pokud jednofázová napájecí frekvenční tlumivka potřebuje velký výkon, je třeba do napájecího systému přidat třífázový balancér, aby se vyrovnala zátěž třífázového napájecího zdroje. Třífázový napájecí frekvenční induktor lze připojit k třífázovému napájecímu zdroji. Zatížení třífázového zdroje nelze zcela vyrovnat a samotné napětí třífázového zdroje dodávané tovární dílnou není stejné. Při navrhování frekvenčního induktoru by měl být zvolen jednofázový nebo třífázový podle velikosti polotovaru, typu použité indukční ohřívací pece, úrovně teploty ohřevu a velikosti produktivity.

8. Výběr metody výpočtu senzoru

Vzhledem k rozdílné struktuře induktorů nejsou induktory používané pro mezifrekvenční indukční ohřev vybaveny magnetickými vodiči (velkokapacitní mezifrekvenční indukční tavicí pece jsou vybaveny magnetickými vodiči), zatímco induktory pro vysokofrekvenční indukční ohřev jsou vybaveny magnetické vodiče, takže Při návrhu a výpočtu induktoru se má za to, že induktor bez magnetického vodiče přijímá metodu výpočtu indukčnosti a induktor s magnetickým vodičem přijímá metodu výpočtu magnetického obvodu a výsledky výpočtu jsou přesnější .

9. Pro úsporu energie plně využijte chladicí vodu induktoru

Voda použitá k chlazení senzoru slouží pouze k chlazení a není znečištěná. Obecně je teplota vstupní vody nižší než 30 Y a výstupní teplota vody po ochlazení je 50 Y. V současné době většina výrobců používá chladicí vodu v oběhu. Pokud je teplota vody vysoká, přidají vodu o pokojové teplotě pro snížení teploty vody, ale teplo chladicí vody se nevyužije. Frekvenční indukční ohřívací pec továrny má výkon 700 kW. Pokud je účinnost induktoru 70%, odebere voda 210kW tepla a spotřeba vody bude 9t/h. Pro plné využití horké vody po ochlazení induktoru lze ochlazenou horkou vodu zavést do výrobní dílny jako užitkovou vodu. Vzhledem k tomu, že indukční ohřívací pec pracuje nepřetržitě ve třech směnách denně, je teplá voda pro lidi k dispozici 24 hodin denně v koupelně, která plně využívá chladicí vodu a tepelnou energii.