Useita ongelmia anturin suunnittelussa

Induction heating equipment includes induktiokuumennusuuni, power supply, water cooling system and machinery for loading and unloading materials, etc., but the main purpose is to design an inductor with high heating efficiency, low power consumption and long-term use.

Aihioiden induktiolämmitykseen käytettävät induktorit ovat pääosin monikierrosspiraalikeloja. Aihion muodon, koon ja prosessivaatimusten mukaan valitaan induktorin rakennemuoto ja uunityyppi lämmitykseen. Toinen on valita sopiva virtataajuus ja määrittää aihion lämmittämiseen tarvittava teho, joka sisältää itse aihion lämmittämiseen tarvittavan tehollisen tehon ja sen erilaiset lämpöhäviöt.

Kun aihiota kuumennetaan induktiivisesti, induktiosta johtuva teho ja tehotiheys aihion pintaan määräytyvät useiden tekijöiden mukaan. Prosessin vaatima aihion pinnan ja keskikohdan välinen lämpötilaero määrittää aihion maksimikuumennusajan ja tehotiheyden kelassa, mikä määrää myös induktiokäämin pituuden peräkkäistä ja jatkuvaa induktiokuumennusta varten. Käytettävän induktiokäämin pituus riippuu aihion pituudesta.

In most cases, the terminal voltage of the inductor adopts a fixed voltage in design and actual use, and the voltage does not change during the whole process from the start of heating to the end of heating. Only in periodic induction heating, the voltage needs to be reduced when the blank heating needs to be uniform, or when the heating temperature exceeds the Curie point when the magnetic material is induction heated, the magnetism of the material disappears, and the heating rate is slowed down. In order to increase the heating rate And increase the terminal voltage of the inductor. In 24 hours a day, the voltage provided in the factory is fluctuating, and its range sometimes reaches 10% -15%. When using such a power supply voltage for power frequency induction heating, the heating temperature of the blank is very inconsistent in the same heating time. When the heating temperature requirements of the blank are relatively strict, a stable power supply voltage should be used. Therefore, a voltage stabilizing device needs to be added to the power supply system to ensure that the terminal voltage of the inductor fluctuates below 2%. It is very important to heat the workpiece by heating, otherwise the mechanical properties of the long workpiece will be inconsistent after heat treatment.

Tehonsäätö aihion induktiokuumennuksen aikana voidaan jakaa kahteen muotoon. Ensimmäinen muoto perustuu lämmitysajan säätöperiaatteeseen. Tuotantotaktiajan mukaan aihio lähetetään induktiokuumennusuuniin lämmitettäväksi ja työnnettäväksi ulos kiinteän tuottavuuden saavuttamiseksi. . Varsinaisessa tuotannossa käytetään enemmän ohjauskuumennusaikaa ja aihion lämpötilaa mitataan laitteiston virheenkorjauksen yhteydessä sekä lämmitysaikaa, joka tarvitaan määritellyn kuumennuslämpötilan saavuttamiseen sekä aihion pinnan ja keskikohdan lämpötilaeroon. voidaan määrittää tietyssä jännitetilassa. Tämä menetelmä on ihanteellinen taonta- ja meistoprosesseihin, joilla on korkea tuottavuus, mikä voi varmistaa jatkuvan taonta- ja meistoprosessin. Toinen muoto on ohjata tehoa lämpötilan mukaan, joka itse asiassa perustuu lämmityslämpötilaan. Kun aihio saavuttaa määritellyn kuumennuslämpötilan, se tyhjenee välittömästi.

uuniin. Tätä menetelmää käytetään aihioihin, joilla on tiukat loppulämmityslämpötilavaatimukset, kuten ei-rautametallien kuumamuovaukseen. Yleensä lämpötilaohjatussa induktiolämmityksessä voidaan lämmittää vain pieni määrä aihioita yhdessä induktorissa, koska samanaikaisesti lämmitettyjä aihioita on useita ja lämmityslämpötilaa on vaikea säätää.

Kun tuloaihion teho, lämmitetty pinta-ala ja pintatehotiheys, jotka täyttävät sovellusvaatimukset, saadaan, voidaan induktori suunnitella ja laskea. Tärkeintä on määrittää induktiokäämin kierrosten lukumäärä, josta voidaan laskea kelan virta ja sähköinen hyötysuhde. , Tehokerroin COS A ja induktiokelan johtimen poikkileikkauskoko.

Induktorin suunnittelu ja laskenta on hankalampaa, ja laskentakohteita on monia. Koska johdannaislaskentakaavassa on joitakin oletuksia, se ei ole täysin yhdenmukainen todellisen induktiolämmitystilanteen kanssa, joten erittäin tarkan tuloksen laskeminen on vaikeampaa. . Joskus induktiokäämissä on liian monta kierrosta, eikä vaadittua lämmityslämpötilaa voida saavuttaa määritetyn lämmitysajan kuluessa; kun induktiokäämin kierrosten lukumäärä on pieni, lämmityslämpötila on ylittänyt vaaditun lämmityslämpötilan määritetyn lämmitysajan sisällä. Vaikka induktiokäämiin voidaan varata väliotto ja tehdä asianmukaisia ​​säätöjä, joskus rakenteellisista rajoituksista johtuen, erityisesti tehotaajuuskelasta, ei ole kätevää jättää väliä. Sellaiset anturit, jotka eivät täytä teknisiä vaatimuksia, on romutettava ja suunniteltava uudelleen uusien valmistamista varten. Vuosien käytäntömme mukaan saadaan empiirisiä tietoja ja kaavioita, jotka paitsi yksinkertaistavat suunnittelu- ja laskentaprosessia, säästävät laskenta-aikaa, myös tarjoavat luotettavia laskentatuloksia.

Several principles that should be considered in the design of the sensor are introduced as follows.

1. Use diagrams to simplify calculations

Joitakin laskentatuloksia on listattu taulukkoon suoraa valintaa varten, kuten aihion halkaisija, virran taajuus, kuumennuslämpötila, lämpötilaero pinnan ja aihion keskikohdan välillä sekä kuumennusaika taulukossa 3-15. Joitakin empiirisiä tietoja voidaan käyttää aihion induktiokuumennuksen aikana tapahtuvaan johtumiseen ja säteilylämpöhäviöön. Kiinteän lieriömäisen aihion lämpöhäviö on 10% -15% aihion lämmityksen tehollisesta tehosta, ja onton lieriömäisen aihion lämpöhäviö on aihion lämmityksen tehollinen teho. 15% -25%, tämä laskelma ei vaikuta laskennan tarkkuuteen.

2. Valitse virran taajuuden alaraja

Kun aihiota induktiolämmitetään, voidaan valita kaksi virtataajuutta samalle aihion halkaisijalle (katso Taulukko 3-15). Alempi virran taajuus tulee valita, koska virran taajuus on korkea ja virtalähteen hinta korkea.

3. Select the rated voltage

The terminal voltage of the inductor selects the rated voltage to make full use of the capacity of the power supply, especially in the case of power frequency induction heating, if the terminal voltage of the inductor is lower than the rated voltage of the power supply, the number of capacitors used to improve the power factor cos<p increases greatly. If it is large, it will increase the equipment cost of the power supply.

4. Average heating power and equipment installation power

The blank is heated continuously or sequentially. When the terminal voltage supplied to the inductor is “=constant, the power consumed by the inductor remains unchanged. Calculated by the average power, the installation power of the equipment only needs to be greater than the average power. The magnetic material blank is used as a cycle. Type induction heating, the power consumed by the inductor changes with the heating time, and the heating power before the Curie point is 1.5-2 times the average power, so the installation power of the equipment should be greater than the blank heating before the Curie point. power.

5. Ohjaa tehoa pinta -alayksikköä kohti

Kun aihiota induktiolämmitetään, aihion pinnan ja keskikohdan lämpötilaeron ja kuumennusajan vaatimusten vuoksi aihion pinta-alayksikkötehoksi valitaan 0.2-0. 05kW/cm2o induktorin suunnittelussa.

6. Tyhjennysresistanssin valinta

Kun aihio käyttää peräkkäistä ja jatkuvaa induktiokuumennusta, aihion lämmityslämpötila anturissa muuttuu jatkuvasti matalasta korkeaan aksiaalisuunnassa. Anturia laskettaessa aihion vastus tulee valita 100 ~ 200°C lämmityslämpötilaa alhaisemmaksi. nopeudella, laskentatulos on tarkempi.

7. Tehotaajuusanturin vaihenumeron valinta

Tehotaajuuskelat voidaan suunnitella yksivaiheisina, kaksivaiheisina ja kolmivaiheisina. Yksivaiheisella tehotaajuuskelalla on parempi lämmitysvaikutus, ja kolmivaiheisella tehotaajuuskelalla on suuri sähkömagneettinen voima, joka joskus työntää aihion ulos kelasta. Jos yksivaiheinen tehotaajuuskela tarvitsee suurta tehoa, tehonsyöttöjärjestelmään on lisättävä kolmivaiheinen tasapainotin tasapainottamaan kolmivaiheisen virtalähteen kuormitusta. Kolmivaiheinen tehotaajuuskela voidaan kytkeä kolmivaiheiseen virtalähteeseen. Kolmivaiheisen virtalähteen kuormitusta ei voida täysin tasapainottaa, ja itse tehtaan työpajan tarjoama kolmivaiheinen virtalähde ei ole sama. Tehotaajuuskelaa suunniteltaessa tulee valita yksi- tai kolmivaiheinen aihion koon, käytetyn induktiokuumennusuunin tyypin, lämmityslämpötilan tason ja tuottavuuden koon mukaan.

8. Anturin laskentamenetelmän valinta

Induktorien erilaisesta rakenteesta johtuen välitaajuiseen induktiokuumennukseen käytettäviä induktoreja ei ole varustettu magneettijohtimilla (suurikapasiteetiset keskitaajuiset induktiosulatusuunit on varustettu magneettijohtimilla), kun taas tehotaajuusinduktiolämmityksen induktorit on varustettu magneettijohtimilla. magneettijohtimet, joten induktorin suunnittelussa ja laskennassa otetaan huomioon, että kela ilman magneettijohdinta ottaa käyttöön induktanssin laskentamenetelmän ja magneettijohtimella varustettu kela ottaa käyttöön magneettipiirin laskentamenetelmän ja laskentatulokset ovat tarkempia .

9. Hyödynnä induktorin jäähdytysvesi energian säästämiseksi

Anturin jäähdyttämiseen käytetty vesi on tarkoitettu vain jäähdytykseen, eikä se ole saastunutta. Yleensä tuloveden lämpötila on alle 30Y ja ulostuloveden lämpötila jäähdytyksen jälkeen on 50Y. Tällä hetkellä useimmat valmistajat käyttävät jäähdytysvettä kiertoon. Jos veden lämpötila on korkea, ne lisäävät huoneenlämpöistä vettä veden lämpötilan alentamiseksi, mutta jäähdytysveden lämpöä ei käytetä. Tehtaan tehotaajuisen induktiolämmitysuunin teho on 700 kW. Jos induktorin hyötysuhde on 70 %, vesi ottaa lämpöä pois 210 kW ja vedenkulutus on 9t/h. Jotta kuuma vesi hyödynnettäisiin täysimääräisesti induktorin jäähdytyksen jälkeen, jäähdytetty kuuma vesi voidaan syöttää tuotantopajaan käyttövetenä. Koska induktiolämmitysuuni toimii jatkuvasti kolmessa vuorossa päivässä, lämmintä vettä on ihmisten käytössä 24 tuntia vuorokaudessa kylpyhuoneessa, mikä hyödyntää jäähdytysveden ja lämpöenergian täysimääräisesti.