Flere problemer i sensordesign

Induktionsvarmeudstyr inkluderer induktionsopvarmningsovn, strømforsyning, vandkølingssystem og maskineri til på- og aflæsning af materialer mv., men hovedformålet er at designe en induktor med høj varmeeffektivitet, lavt strømforbrug og langvarig brug.

De induktorer, der bruges til induktionsopvarmning af emner, er hovedsageligt multi-turn spiral induktorer. I henhold til emnets form, størrelse og proceskrav vælges induktorens strukturelle form og ovntypen til opvarmning. Den anden er at vælge den passende strømfrekvens og bestemme den effekt, der kræves til opvarmning af emnet, hvilket inkluderer den effektive effekt, der kræves til opvarmning af emnet selv og dets forskellige varmetab.

Når emnet opvarmes induktivt, bestemmes effekt- og effekttætheden til overfladen af ​​emnet på grund af induktion af forskellige faktorer. Temperaturforskellen mellem overfladen og midten af ​​emnet, der kræves af processen, bestemmer den maksimale opvarmningstid og effekttæthed for emnet i induktoren, som også bestemmer længden af ​​induktionsspolen til sekventiel og kontinuerlig induktionsopvarmning. Længden af ​​den anvendte induktionsspole afhænger af længden af ​​emnet.

I de fleste tilfælde vedtager induktorens terminalspænding en fast spænding i design og faktisk brug, og spændingen ændres ikke under hele processen fra starten af ​​opvarmningen til slutningen af ​​opvarmningen. Kun ved periodisk induktionsopvarmning skal spændingen reduceres, når blankopvarmningen skal være ensartet, eller når opvarmningstemperaturen overstiger Curie-punktet, når det magnetiske materiale induktionsopvarmes, materialets magnetisme forsvinder, og opvarmningshastigheden er bremset. For at øge opvarmningshastigheden og øge induktorens terminalspænding. I 24 timer i døgnet svinger spændingen på fabrikken, og dens rækkevidde når nogle gange 10% -15%. Når du bruger en sådan strømforsyningsspænding til strømfrekvensinduktionsopvarmning, er opvarmningstemperaturen for emnet meget inkonsekvent i samme opvarmningstid. Når opvarmningstemperaturkravene til emnet er relativt strenge, bør der anvendes en stabil strømforsyningsspænding. Derfor skal der tilføjes en spændingsstabiliserende enhed til strømforsyningssystemet for at sikre, at induktorens terminalspænding svinger under 2 %. Det er meget vigtigt at opvarme emnet ved opvarmning, ellers vil de mekaniske egenskaber af det lange emne være inkonsekvente efter varmebehandling.

Effektstyringen under induktionsopvarmning af emnet kan opdeles i to former. Den første form er baseret på princippet om at styre opvarmningstiden. I henhold til produktionstakttiden sendes emnet ind i induktionsvarmeovnen til opvarmning og udskubning for at opnå en fast produktivitet. . I den faktiske produktion bruges kontrolopvarmningstiden mere, og emnets temperatur måles, når udstyret fejlsøges, og opvarmningstiden, der kræves for at nå den specificerede opvarmningstemperatur og temperaturforskellen mellem overfladen og midten af ​​emnet. kan bestemmes under en bestemt spændingstilstand. Denne metode er ideel til smednings- og stanseprocesser med høj produktivitet, som kan sikre kontinuerlige smednings- og stanseprocesser. Den anden form er at styre effekten efter temperaturen, som faktisk er baseret på opvarmningstemperaturen. Når emnet når den angivne varmetemperatur, aflades det med det samme.

ovn. Denne metode bruges til emner med strenge krav til slutvarmetemperatur, såsom til varmformning af ikke-jernholdige metaller. Generelt ved induktionsopvarmning styret af temperatur kan kun et lille antal emner opvarmes i en induktor, fordi der er mange emner opvarmet på samme tid, og opvarmningstemperaturen er svær at kontrollere.

Når effekten af ​​indgangsemnet, det opvarmede område og overfladeeffekttætheden, der opfylder applikationskravene, er opnået, kan induktoren designes og beregnes. Nøglen er at bestemme antallet af omdrejninger af induktionsspolen, hvorfra induktorens nuværende og elektriske effektivitet kan beregnes. , Effektfaktor COS A og induktionsspolelederens tværsnitsstørrelse.

Designet og beregningen af ​​induktoren er mere besværlig, og der er mange beregningselementer. Fordi der er gjort nogle antagelser i afledningsberegningsformlen, er den ikke helt i overensstemmelse med den faktiske induktionsopvarmningssituation, så det er sværere at beregne et meget præcist resultat. . Nogle gange er der for mange drejninger af induktionsspolen, og den nødvendige varmetemperatur kan ikke nås inden for den angivne opvarmningstid; når antallet af vindinger af induktionsspolen er lille, har opvarmningstemperaturen overskredet den nødvendige varmetemperatur inden for den angivne opvarmningstid. Selvom der kan reserveres et tryk på induktionsspolen, og der kan foretages passende justeringer, er det nogle gange på grund af strukturelle begrænsninger, især strømfrekvensspolen, ikke bekvemt at lade en hane ligge. For sådanne sensorer, der ikke opfylder de teknologiske krav, skal de skrottes og omdesignes for at fremstille nye. Ifølge vores mangeårige praksis opnås nogle empiriske data og diagrammer, som ikke kun forenkler design- og beregningsprocessen, sparer beregningstid, men også giver pålidelige beregningsresultater.

Flere principper, der bør tages i betragtning ved design af sensoren, introduceres som følger.

1. Brug diagrammer til at forenkle beregninger

Nogle beregningsresultater er angivet i skemaet til direkte valg, såsom emnediameter, strømfrekvens, opvarmningstemperatur, temperaturforskel mellem overfladen og midten af ​​emnet og opvarmningstid i Tabel 3-15. Nogle empiriske data kan bruges til ledning og strålingsvarmetab under induktionsopvarmning af emnet. Varmetabet af det massive cylindriske emne er 10% -15% af den effektive effekt af emneopvarmningen, og varmetabet af det hule cylindriske emne er den effektive effekt af emneopvarmningen. 15% -25%, vil denne beregning ikke påvirke nøjagtigheden af ​​beregningen.

2. Vælg den nedre grænse for den aktuelle frekvens

Når emnet er induktionsopvarmet, kan der vælges to strømfrekvenser for samme emnediameter (se Tabel 3-15). Den lavere strømfrekvens skal vælges, fordi den aktuelle frekvens er høj, og prisen på strømforsyningen er høj.

3. Vælg den nominelle spænding

Induktorens terminalspænding vælger den nominelle spænding for at udnytte strømforsyningens kapacitet fuldt ud, især i tilfælde af strømfrekvensinduktionsopvarmning, hvis induktorens terminalspænding er lavere end strømforsyningens nominelle spænding, antallet af kondensatorer, der bruges til at forbedre effektfaktoren cos

4. Gennemsnitlig varmeeffekt og udstyrsinstallationseffekt

Emnet opvarmes kontinuerligt eller sekventielt. Når terminalspændingen, der leveres til induktoren, er “= konstant, forbliver den strøm, der forbruges af induktoren, uændret. Beregnet ud fra gennemsnitseffekten skal udstyrets installationseffekt kun være større end gennemsnitseffekten. Det magnetiske materialeemne bruges som en cyklus. Type induktionsopvarmning, den effekt, der forbruges af induktoren, ændres med opvarmningstiden, og varmeeffekten før Curie-punktet er 1.5-2 gange den gennemsnitlige effekt, så installationseffekten af ​​udstyret bør være større end den tomme opvarmning før Curie. punkt. strøm.

5. Styr strømmen pr. arealenhed

Når emnet er induktionsopvarmet, på grund af kravene til temperaturforskellen mellem overfladen og midten af ​​emnet og opvarmningstiden, er effekten pr. arealenhed af emnet valgt til at være 0.2-0. 05kW/cm2o ved design af induktoren.

6. Valg af emneresistivitet

Når emnet anvender sekventiel og kontinuerlig induktionsopvarmning, ændres opvarmningstemperaturen for emnet i sensoren kontinuerligt fra lav til høj langs den aksiale retning. Ved beregning af sensoren skal råemnets modstand vælges i henhold til 100 ~ 200°C lavere end opvarmningstemperaturen. sats, vil beregningsresultatet være mere nøjagtigt.

7. Valg af fasenummer for effektfrekvenssensor

Strømfrekvensinduktorer kan designes som enfaset, tofaset og trefaset. Den enfasede strømfrekvensinduktor har en bedre varmeeffekt, og den trefasede strømfrekvensinduktor har en stor elektromagnetisk kraft, som nogle gange skubber emnet ud af induktoren. Hvis den enfasede strømfrekvensinduktor har brug for en stor effekt, skal der tilføjes en trefaset balancer til strømforsyningssystemet for at afbalancere belastningen af ​​den trefasede strømforsyning. Den trefasede strømfrekvensinduktor kan tilsluttes den trefasede strømforsyning. Belastningen af ​​den trefasede strømforsyning kan ikke afbalanceres fuldstændigt, og selve den trefasede strømforsyningsspænding leveret af fabriksværkstedet er ikke den samme. Ved design af en strømfrekvensinduktor skal enfaset eller trefaset vælges i henhold til emnets størrelse, den anvendte type induktionsvarmeovn, niveauet af opvarmningstemperatur og størrelsen af ​​produktiviteten.

8. Valg af sensorberegningsmetode

På grund af spolernes forskellige strukturer er spolerne, der anvendes til mellemfrekvensinduktionsopvarmning, ikke udstyret med magnetiske ledere (induktionssmelteovne med stor kapacitet er udstyret med magnetiske ledere), mens spolerne til effektfrekvensinduktionsopvarmning er udstyret med magnetiske ledere, så I designet og beregningen af ​​induktoren anses det for, at induktoren uden en magnetisk leder anvender induktansberegningsmetoden, og induktoren med en magnetisk leder anvender den magnetiske kredsløbsberegningsmetode, og beregningsresultaterne er mere nøjagtige .

9. Udnyt induktorens kølevand fuldt ud for at spare energi

Vandet, der bruges til at afkøle sensoren, er kun til køling og er ikke forurenet. Generelt er indløbsvandets temperatur mindre end 30Y, og udløbsvandets temperatur efter afkøling er 50Y. På nuværende tidspunkt bruger de fleste producenter kølevandet i cirkulation. Hvis vandtemperaturen er høj, vil de tilføje stuetemperatur vand for at reducere vandtemperaturen, men varmen fra kølevandet bruges ikke. Effektfrekvensinduktionsvarmeovnen på en fabrik har en effekt på 700kW. Hvis virkningsgraden af ​​induktoren er 70%, vil 210kW varme blive taget væk af vandet, og vandforbruget bliver 9t/t. For at udnytte det varme vand fuldt ud efter afkøling af induktoren, kan det afkølede varme vand indføres i produktionsværkstedet som brugsvand. Da induktionsvarmeovnen kører kontinuerligt i tre skift om dagen, er der varmt vand til rådighed for folk 24 timer i døgnet i badeværelset, som udnytter kølevand og termisk energi fuldt ud.