Számos probléma az érzékelő tervezésében

Az indukciós fűtőberendezés tartalmazza indukciós fűtőkemence, tápegység, vízhűtő rendszer és anyagok be- és kirakodására szolgáló gépek stb., de a fő cél egy magas fűtési hatásfokkal, alacsony fogyasztású és hosszú távú használatú induktor tervezése.

A nyersdarabok indukciós melegítésére használt induktorok főként többfordulatú spirális induktorok. A nyersdarab alakjának, méretének és eljárási követelményeinek megfelelően az induktor szerkezeti formája és a fűtéshez használt kemence típusa kerül kiválasztásra. A második a megfelelő áramfrekvencia kiválasztása és a nyersdarab melegítéséhez szükséges teljesítmény meghatározása, amely magában foglalja magának a nyersdarabnak a felmelegítéséhez szükséges effektív teljesítményt és annak különböző hőveszteségeit.

Amikor a nyersdarabot induktívan melegítjük, az indukció következtében a nyersdarab felületére bevitt teljesítményt és teljesítménysűrűséget különböző tényezők határozzák meg. Az eljárás által megkívánt, a nyersdarab felülete és közepe közötti hőmérsékletkülönbség határozza meg a nyersdarab maximális hevítési idejét és teljesítménysűrűségét az induktorban, amely meghatározza az indukciós tekercs hosszát is a szekvenciális és folyamatos indukciós melegítéshez. Az alkalmazott indukciós tekercs hossza a nyersdarab hosszától függ.

A legtöbb esetben az induktor kapocsfeszültsége a tervezés és a tényleges használat során rögzített feszültséget vesz fel, és a feszültség nem változik a teljes folyamat során, a fűtés kezdetétől a fűtés végéig. Csak periodikus indukciós melegítésnél kell a feszültséget csökkenteni, ha a vakfűtésnek egyenletesnek kell lennie, vagy ha a melegítési hőmérséklet meghaladja a Curie-pontot, amikor a mágneses anyagot indukciós hevítéssel melegítik, az anyag mágnesessége eltűnik, és a fűtési sebesség csökken. lelassult. A fűtési sebesség növelése és az induktor kapocsfeszültségének növelése érdekében. A nap 24 órájában a gyárban biztosított feszültség ingadozik, tartománya esetenként eléri a 10-15%-ot. Ha ilyen tápfeszültséget használunk teljesítményfrekvenciás indukciós fűtéshez, a nyersdarab hevítési hőmérséklete nagyon inkonzisztens ugyanabban a fűtési időben. Ha a nyersdarab fűtési hőmérsékleti követelményei viszonylag szigorúak, akkor stabil tápfeszültséget kell használni. Ezért az áramellátó rendszert feszültségstabilizáló berendezéssel kell ellátni, hogy az induktor kapocsfeszültsége 2% alatt legyen. Nagyon fontos a munkadarab hevítéssel történő felmelegítése, különben a hosszú munkadarab mechanikai tulajdonságai a hőkezelés után inkonzisztensek lesznek.

A nyersdarab indukciós melegítése során a teljesítményszabályozás két formára osztható. Az első forma a fűtési idő szabályozásának elvén alapul. A gyártási ütemidőnek megfelelően a nyersdarabot az indukciós fűtőkemencébe küldik melegítésre és kinyomásra, hogy állandó termelékenységet érjenek el. . A tényleges gyártás során az ellenőrző melegítési időt többet használnak fel, és a próbadarab hőmérsékletét mérik a berendezés hibakeresésekor, valamint a megadott hevítési hőmérséklet eléréséhez szükséges melegítési időt, valamint a nyersdarab felülete és közepe közötti hőmérsékletkülönbséget. meghatározott feszültségi feltételek mellett határozható meg. Ez a módszer ideális a nagy termelékenységű kovácsolási és sajtolási eljárásokhoz, amelyek biztosítják a folyamatos kovácsolási és sajtolási folyamatokat. A második forma a teljesítmény szabályozása a hőmérséklet szerint, ami valójában a fűtési hőmérsékleten alapul. Amikor a nyersdarab eléri a megadott fűtési hőmérsékletet, azonnal kisüti.

kemence. Ezt a módszert olyan nyersdaraboknál alkalmazzák, amelyek szigorú végső hevítési hőmérsékletre vonatkoznak, például színesfémek melegalakítására. Általában a hőmérséklet által vezérelt indukciós fűtésnél csak kis számú nyersdarab melegíthető egy induktorban, mivel egyszerre sok nyersdarab van fűtve, és a fűtési hőmérsékletet nehéz szabályozni.

Ha a bemeneti nyersdarab teljesítménye, a fűtött terület és a felületi teljesítménysűrűség eléri az alkalmazási követelményeket, akkor az induktor tervezhető és számítható. A kulcs az indukciós tekercs menetszámának meghatározása, amelyből kiszámítható az induktor áramerőssége és elektromos hatásfoka. , COS A teljesítménytényező és az indukciós tekercs vezető keresztmetszeti mérete.

Az induktor tervezése és számítása bonyolultabb, és sok számítási tétel létezik. Mivel a származtatási számítási képletben bizonyos feltételezések szerepelnek, az nem teljesen konzisztens a tényleges indukciós fűtési helyzettel, így nehezebb nagyon pontos eredményt kiszámítani. . Néha túl sok fordulat van az indukciós tekercsben, és a kívánt fűtési hőmérséklet nem érhető el a megadott fűtési időn belül; ha az indukciós tekercs fordulatszáma kicsi, a fűtési hőmérséklet a megadott fűtési időn belül meghaladta a kívánt fűtési hőmérsékletet. Bár az indukciós tekercsen le lehet foglalni egy leágazást és elvégezni a megfelelő beállításokat, néha szerkezeti korlátok, különösen a teljesítményfrekvencia induktor miatt, nem kényelmes csapot hagyni. Az ilyen érzékelőket, amelyek nem felelnek meg a technológiai követelményeknek, le kell selejtezni, és újra kell tervezni, hogy újakat lehessen gyártani. Több éves gyakorlatunknak megfelelően néhány empirikus adat, diagram készül, ami nem csak a tervezési és számítási folyamatot egyszerűsíti, számítási időt takarít meg, hanem megbízható számítási eredményeket is ad.

Az alábbiakban bemutatunk néhány olyan elvet, amelyeket figyelembe kell venni az érzékelő tervezésénél.

1. Használjon diagramokat a számítások egyszerűsítésére

Néhány számítási eredmény szerepel a diagramban közvetlen kiválasztáshoz, mint például a nyersdarab átmérője, áramfrekvencia, melegítési hőmérséklet, hőmérsékletkülönbség a nyersdarab felülete és közepe között, valamint a melegítési idő a 3-15. táblázatban. Néhány empirikus adat felhasználható a vakpróba indukciós melegítése során bekövetkező vezetési és sugárzási hőveszteség meghatározására. A tömör hengeres nyersdarab hővesztesége a nyersdarab fűtésének effektív teljesítményének 10-15%-a, az üreges hengeres nyersdarab hővesztesége pedig a nyersdarab melegítésének effektív teljesítménye. 15% -25%, ez a számítás nem befolyásolja a számítás pontosságát.

2. Válassza ki az aktuális frekvencia alsó határát

Ha a nyersdarab indukciós fűtésű, két áramfrekvencia választható ki ugyanazon nyersdarab átmérőhöz (lásd 3-15. táblázat). Az alacsonyabb áramfrekvenciát érdemes választani, mert az áramfrekvencia magas és a tápellátás költsége magas.

3. Válassza ki a névleges feszültséget

Az induktor kapocsfeszültsége úgy választja ki a névleges feszültséget, hogy teljes mértékben kihasználja a tápegység kapacitását, különösen teljesítményfrekvenciás indukciós fűtés esetén, ha az induktor kapocsfeszültsége alacsonyabb, mint a tápegység névleges feszültsége, a cos teljesítménytényező javítására használt kondenzátorok száma

4. Átlagos fűtési teljesítmény és berendezés beépítési teljesítménye

A nyersdarabot folyamatosan vagy egymást követően melegítjük. Ha az induktor kapocsfeszültsége „=állandó, az induktor által fogyasztott teljesítmény változatlan marad. Az átlagos teljesítmény alapján számítva a berendezés beépítési teljesítményének csak nagyobbnak kell lennie, mint az átlagos teljesítmény. A mágneses anyagú nyersdarabot ciklusként használják. Típusú indukciós fűtés, az induktor által fogyasztott teljesítmény a fűtési idővel változik, a Curie pont előtti fűtési teljesítmény pedig az átlagos teljesítmény 1.5-2-szerese, tehát a berendezés beépítési teljesítménye nagyobb legyen, mint a Curie előtti vakfűtésé. pont. erő.

5. Szabályozza az egységnyi területre eső teljesítményt

Ha a nyersdarabot indukciós hevítéssel végezzük, a nyersdarab felülete és közepe közötti hőmérséklet-különbség és a melegítési idő követelményei miatt a nyersdarab területegységre eső teljesítményét 0.2-0-ra választjuk. 05kW/cm2o az induktor tervezésénél.

6. Az üres ellenállás kiválasztása

Amikor a nyersdarab szekvenciális és folyamatos indukciós melegítést alkalmaz, a nyersdarab melegítési hőmérséklete az érzékelőben axiális irányban folyamatosan változik alacsonyról magasra. Az érzékelő kiszámításakor a nyersdarab ellenállását a fűtési hőmérsékletnél 100 ~ 200°C-kal alacsonyabban kell kiválasztani. arány, a számítási eredmény pontosabb lesz.

7. A teljesítmény-frekvencia érzékelő fázisszámának kiválasztása

A teljesítményfrekvenciás induktorok egyfázisúként, kétfázisúként és háromfázisúként is kialakíthatók. Az egyfázisú teljesítményfrekvenciás induktornak jobb a fűtőhatása, a háromfázisú teljesítményfrekvenciás induktornak pedig nagy az elektromágneses erő, ami időnként kinyomja a blankot az induktorból. Ha az egyfázisú tápfrekvenciás induktornak nagy teljesítményre van szüksége, háromfázisú kiegyenlítőt kell hozzáadni az áramellátó rendszerhez, hogy kiegyensúlyozza a háromfázisú tápegység terhelését. A háromfázisú tápfrekvenciás induktor csatlakoztatható a háromfázisú tápegységhez. A háromfázisú tápegység terhelése nem teljesen kiegyenlíthető, és maga a háromfázisú tápfeszültség sem a gyári műhely által biztosított. A teljesítményfrekvenciás induktor tervezésekor az egy- vagy háromfázisúat kell kiválasztani a nyersdarab mérete, az alkalmazott indukciós fűtő kemence típusa, a fűtési hőmérséklet szintje és a termelékenység nagysága szerint.

8. Érzékelő számítási módszer kiválasztása

Az induktorok eltérő felépítése miatt a köztes frekvenciájú indukciós melegítéshez használt induktorok nem mágneses vezetőkkel vannak felszerelve (a nagy kapacitású középfrekvenciás indukciós olvasztókemencék mágneses vezetőkkel vannak felszerelve), míg a teljesítményfrekvenciás indukciós melegítéshez használt induktorok mágneses vezetők, így az induktor tervezésénél és számításánál figyelembe kell venni, hogy a mágneses vezető nélküli tekercs az induktivitás számítási módszerét alkalmazza, a mágneses vezetővel rendelkező induktor pedig a mágneses áramkör számítási módszerét, és a számítási eredmények pontosabbak .

9. Teljes mértékben használja ki az induktor hűtővizét az energiatakarékosság érdekében

Az érzékelő hűtésére használt víz csak hűtésre szolgál, és nem szennyezett. Általában a bemeneti víz hőmérséklete kevesebb, mint 30 Y, és a kilépő víz hőmérséklete hűtés után 50 Y. Jelenleg a legtöbb gyártó a hűtővizet keringetve használja. Ha a víz hőmérséklete magas, szobahőmérsékletű vizet adnak hozzá, hogy csökkentsék a víz hőmérsékletét, de a hűtővíz hőjét nem használják fel. Egy gyár teljesítményfrekvenciás indukciós fűtőkemencéje 700 kW teljesítményű. Ha az induktor hatásfoka 70%, 210kW hőt visz el a víz, a vízfogyasztás pedig 9t/h lesz. Az induktor hűtése utáni meleg víz teljes kihasználása érdekében a lehűtött meleg vizet használati vízként be lehet vezetni a gyártóműhelybe. Mivel az indukciós fűtésű kemence folyamatosan, napi három műszakban üzemel, ezért a fürdőszobában a nap 24 órájában rendelkezésre áll a meleg víz az emberek számára, ami a hűtővizet és a hőenergiát teljes mértékben kihasználja.