Mehrere Probleme im Sensordesign

Induktionserwärmungsausrüstung umfasst Induktionsheizofen, Stromversorgung, Wasserkühlung und Maschinen zum Be- und Entladen von Materialien usw., aber der Hauptzweck besteht darin, einen Induktor mit hoher Heizeffizienz, geringem Stromverbrauch und langfristiger Verwendung zu entwickeln.

Die zum induktiven Erwärmen von Platinen verwendeten Induktoren sind hauptsächlich Spiralinduktoren mit mehreren Windungen. Je nach Form, Größe und Prozessanforderungen des Rohlings werden die Bauform des Induktors und der Ofentyp zur Erwärmung ausgewählt. Die zweite besteht darin, die geeignete Stromfrequenz auszuwählen und die zum Erhitzen des Rohlings erforderliche Leistung zu bestimmen, die die zum Erhitzen des Rohlings selbst erforderliche effektive Leistung und seine verschiedenen Wärmeverluste umfasst.

Wenn der Rohling induktiv erwärmt wird, werden die Leistung und Leistungsdichte, die aufgrund der Induktion in die Oberfläche des Rohlings eingebracht werden, durch verschiedene Faktoren bestimmt. Die prozessbedingte Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Mitte der Platine bestimmt die maximale Aufheizzeit und Leistungsdichte der Platine im Induktor, die auch die Länge der Induktionsspule für die sequentielle und kontinuierliche Induktionserwärmung bestimmt. Die Länge der verwendeten Induktionsspule hängt von der Länge des Rohlings ab.

In den meisten Fällen nimmt die Klemmenspannung des Induktors eine feste Spannung im Design und in der tatsächlichen Verwendung an, und die Spannung ändert sich während des gesamten Vorgangs vom Beginn des Erhitzens bis zum Ende des Erhitzens nicht. Nur bei der periodischen Induktionserwärmung muss die Spannung reduziert werden, wenn die Rohlingserwärmung gleichmäßig sein muss oder wenn die Erwärmungstemperatur den Curie-Punkt überschreitet, wenn das magnetische Material induktiv erwärmt wird, der Magnetismus des Materials verschwindet und die Erwärmungsrate ist verlangsamt. Um die Heizrate zu erhöhen und die Klemmenspannung des Induktors zu erhöhen. Im Laufe von 24 Stunden am Tag schwankt die in der Fabrik bereitgestellte Spannung und ihr Bereich erreicht manchmal 10% -15%. Wenn eine solche Versorgungsspannung für eine Induktionsheizung mit Netzfrequenz verwendet wird, ist die Heiztemperatur des Rohlings in der gleichen Heizzeit sehr unbeständig. Wenn die Anforderungen an die Heiztemperatur des Rohlings relativ streng sind, sollte eine stabile Stromversorgungsspannung verwendet werden. Daher muss dem Stromversorgungssystem eine Spannungsstabilisierungsvorrichtung hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass die Klemmenspannung des Induktors unter 2 % schwankt. Es ist sehr wichtig, das Werkstück durch Erhitzen zu erhitzen, da sonst die mechanischen Eigenschaften des langen Werkstücks nach der Wärmebehandlung inkonsistent sind.

Die Leistungsregelung beim induktiven Erwärmen des Rohlings kann in zwei Formen unterteilt werden. Die erste Form basiert auf dem Prinzip der Steuerung der Heizzeit. Entsprechend der Produktionstaktzeit wird der Rohling zum Erhitzen und Ausschieben in den Induktionsheizofen geschickt, um eine feste Produktivität zu erzielen. . In der tatsächlichen Produktion wird die Steuerheizzeit mehr verwendet, und die Temperatur des Rohlings wird gemessen, wenn das Gerät debuggt wird, sowie die Heizzeit, die erforderlich ist, um die angegebene Heiztemperatur und den Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und der Mitte des Rohlings zu erreichen kann unter einem bestimmten Spannungszustand bestimmt werden. Dieses Verfahren ist ideal für Schmiede- und Stanzprozesse mit hoher Produktivität, die kontinuierliche Schmiede- und Stanzprozesse gewährleisten können. Die zweite Form besteht darin, die Leistung gemäß der Temperatur zu steuern, die tatsächlich auf der Heiztemperatur basiert. Wenn der Rohling die angegebene Heiztemperatur erreicht, wird er sofort entladen.

Ofen. Dieses Verfahren wird für Platinen mit strengen Anforderungen an die Enderwärmungstemperatur eingesetzt, wie zum Beispiel für die Warmumformung von NE-Metallen. Im Allgemeinen kann bei der temperaturgesteuerten Induktionserwärmung nur eine kleine Anzahl von Rohlingen in einem Induktor erwärmt werden, da viele Rohlinge gleichzeitig erwärmt werden und die Erwärmungstemperatur schwierig zu steuern ist.

Wenn die Leistung des Eingangsrohlings, der beheizte Bereich und die Oberflächenleistungsdichte, die den Anwendungsanforderungen entsprechen, erreicht sind, kann der Induktor entworfen und berechnet werden. Entscheidend ist die Bestimmung der Windungszahl der Induktionsspule, aus der Strom und elektrischer Wirkungsgrad des Induktors errechnet werden können. , Leistungsfaktor COS A und die Querschnittsgröße des Leiters der Induktionsspule.

Das Design und die Berechnung des Induktors ist mühsamer, und es gibt viele Berechnungselemente. Da in der Ableitungsberechnungsformel einige Annahmen getroffen werden, stimmt sie nicht vollständig mit der tatsächlichen Situation der Induktionserwärmung überein, sodass es schwieriger ist, ein sehr genaues Ergebnis zu berechnen. . Manchmal hat die Induktionsspule zu viele Windungen und die erforderliche Heiztemperatur kann nicht innerhalb der angegebenen Heizzeit erreicht werden; Wenn die Anzahl der Windungen der Induktionsspule klein ist, hat die Heiztemperatur die erforderliche Heiztemperatur innerhalb der angegebenen Heizzeit überschritten. Obwohl ein Abgriff an der Induktionsspule reserviert werden kann und geeignete Einstellungen vorgenommen werden können, ist es manchmal aufgrund struktureller Beschränkungen, insbesondere des Netzfrequenzinduktors, nicht bequem, einen Abgriff zu belassen. Für solche Sensoren, die die technologischen Anforderungen nicht erfüllen, müssen sie verschrottet und neu konstruiert werden, um neue herzustellen. Gemäß unserer jahrelangen Praxis werden einige empirische Daten und Diagramme erhalten, die nicht nur den Konstruktions- und Berechnungsprozess vereinfachen, Berechnungszeit sparen, sondern auch zuverlässige Berechnungsergebnisse liefern.

Im Folgenden werden einige Prinzipien eingeführt, die bei der Konstruktion des Sensors berücksichtigt werden sollten.

1. Verwenden Sie Diagramme, um Berechnungen zu vereinfachen

Einige Berechnungsergebnisse sind in der Tabelle zur direkten Auswahl aufgelistet, wie z. B. Rohlingsdurchmesser, Stromfrequenz, Heiztemperatur, Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Mitte des Rohlings und Heizzeit in Tabelle 3-15. Einige empirische Daten können für den Wärmeleitungs- und Strahlungswärmeverlust während der Induktionserwärmung des Rohlings verwendet werden. Der Wärmeverlust des massiven zylindrischen Rohlings beträgt 10% -15% der effektiven Leistung der Rohlingheizung und der Wärmeverlust des hohlzylindrischen Rohlings ist die effektive Leistung der Rohlingheizung. 15 % -25 %, diese Berechnung hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Berechnung.

2. Wählen Sie die untere Grenze der aktuellen Frequenz

Bei der Induktionserwärmung des Rohlings können bei gleichem Rohlingsdurchmesser zwei Stromfrequenzen gewählt werden (siehe Tabelle 3-15). Die niedrigere Stromfrequenz sollte gewählt werden, da die Stromfrequenz hoch ist und die Kosten für die Stromversorgung hoch sind.

3. Wählen Sie die Nennspannung

Die Klemmenspannung des Induktors wählt die Nennspannung, um die Kapazität des Netzteils voll auszunutzen, insbesondere bei netzfrequenter Induktionserwärmung, wenn die Klemmenspannung des Induktors niedriger ist als die Nennspannung des Netzteils. die Anzahl der verwendeten Kondensatoren zur Verbesserung des Leistungsfaktors cos

4. Durchschnittliche Heizleistung und Geräteinstallationsleistung

Der Rohling wird kontinuierlich oder sequentiell erhitzt. Wenn die dem Induktor zugeführte Klemmenspannung „= konstant ist, bleibt die vom Induktor aufgenommene Leistung unverändert. Berechnet durch die Durchschnittsleistung muss die Installationsleistung des Geräts nur größer sein als die Durchschnittsleistung. Der Magnetmaterial-Rohling wird als Kreislauf verwendet. Typ Induktionsheizung, die vom Induktor verbrauchte Leistung ändert sich mit der Heizzeit, und die Heizleistung vor dem Curie-Punkt beträgt das 1.5- bis 2-fache der Durchschnittsleistung, sodass die Installationsleistung des Geräts größer sein sollte als die leere Heizung vor dem Curie Punkt. Energie.

5. Kontrollieren Sie die Leistung pro Flächeneinheit

Wenn der Rohling induktionserhitzt wird, wird aufgrund der Anforderungen an den Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und der Mitte des Rohlings und der Heizzeit die Leistung pro Flächeneinheit des Rohlings mit 0.2–0 gewählt. 05kW/cm2o bei der Auslegung des Induktors.

6. Auswahl des Blindwiderstands

Wenn der Rohling ein sequentielles und kontinuierliches Induktionsheizen annimmt, ändert sich die Heiztemperatur des Rohlings in dem Sensor entlang der axialen Richtung kontinuierlich von niedrig nach hoch. Bei der Berechnung des Sensors sollte der Widerstand des Rohlings entsprechend 100 ~ 200 ° C niedriger als die Heiztemperatur gewählt werden. Rate, das Berechnungsergebnis wird genauer sein.

7. Auswahl der Phasennummer des Netzfrequenzsensors

Netzfrequenzdrosseln können einphasig, zweiphasig und dreiphasig ausgeführt werden. Der einphasige Netzfrequenzinduktor hat eine bessere Heizwirkung, und der dreiphasige Netzfrequenzinduktor hat eine große elektromagnetische Kraft, die manchmal den Rohling aus dem Induktor drückt. Wenn der einphasige Netzfrequenzinduktor eine große Leistung benötigt, muss dem Stromversorgungssystem ein dreiphasiger Ausgleicher hinzugefügt werden, um die Last der dreiphasigen Stromversorgung auszugleichen. Die dreiphasige Netzfrequenzdrossel kann an das dreiphasige Netz angeschlossen werden. Die Last des Drehstromnetzes kann nicht vollständig ausgeglichen werden, und die von der Werkswerkstatt bereitgestellte Drehstromnetzspannung selbst ist nicht gleich. Beim Entwerfen eines Netzfrequenzinduktors sollte einphasig oder dreiphasig entsprechend der Größe des Rohlings, der Art des verwendeten Induktionsheizofens, der Höhe der Heiztemperatur und der Größe der Produktivität ausgewählt werden.

8. Auswahl der Sensorberechnungsmethode

Aufgrund der unterschiedlichen Strukturen der Induktoren sind die für die Zwischenfrequenz-Induktionserwärmung verwendeten Induktoren nicht mit Magnetleitern ausgestattet (Zwischenfrequenz-Induktionsschmelzöfen mit großer Kapazität sind mit Magnetleitern ausgestattet), während die Induktoren für die Leistungsfrequenz-Induktionserwärmung mit Magnetleitern ausgestattet sind Magnetleiter, also Bei der Konstruktion und Berechnung des Induktors wird berücksichtigt, dass der Induktor ohne Magnetleiter die Induktivitätsberechnungsmethode anwendet und der Induktor mit Magnetleiter die Magnetkreisberechnungsmethode annimmt und die Berechnungsergebnisse genauer sind .

9. Nutzen Sie das Kühlwasser des Induktors voll aus, um Energie zu sparen

Das zum Kühlen des Sensors verwendete Wasser dient nur zur Kühlung und ist nicht kontaminiert. Im Allgemeinen beträgt die Einlasswassertemperatur weniger als 30 Y und die Auslasswassertemperatur nach dem Abkühlen 50 Y. Derzeit nutzen die meisten Hersteller das Kühlwasser im Kreislauf. Wenn die Wassertemperatur hoch ist, fügen sie Wasser mit Raumtemperatur hinzu, um die Wassertemperatur zu senken, aber die Wärme des Kühlwassers wird nicht genutzt. Der Hochfrequenz-Induktionsheizofen einer Fabrik hat eine Leistung von 700 kW. Wenn der Wirkungsgrad des Induktors 70 % beträgt, werden dem Wasser 210 kW Wärme entzogen, und der Wasserverbrauch beträgt 9 t/h. Um das Warmwasser nach dem Kühlen des Induktors voll auszunutzen, kann das gekühlte Warmwasser als Brauchwasser in die Produktionshalle eingeleitet werden. Da der Induktionsheizofen im Dauerbetrieb in drei Schichten am Tag läuft, steht den Menschen im Badezimmer rund um die Uhr warmes Wasser zur Verfügung, wodurch Kühlwasser und Wärmeenergie voll ausgenutzt werden.