Beberapa Masalah dalam Desain Sensor

Peralatan pemanas induksi termasuk: tungku pemanas induksi, catu daya, sistem pendingin air dan mesin untuk memuat dan membongkar bahan, dll., Tetapi tujuan utamanya adalah merancang induktor dengan efisiensi pemanasan tinggi, konsumsi daya rendah, dan penggunaan jangka panjang.

Induktor yang digunakan untuk pemanasan induksi blanko sebagian besar adalah induktor spiral multi-putaran. Menurut persyaratan bentuk, ukuran dan proses blanko, bentuk struktural induktor dan jenis tungku untuk pemanasan dipilih. Yang kedua adalah memilih frekuensi arus yang sesuai dan menentukan daya yang diperlukan untuk pemanasan blanko, yang mencakup daya efektif yang diperlukan untuk pemanasan blanko itu sendiri dan berbagai kehilangan panasnya.

Ketika blangko dipanaskan secara induktif, input daya dan rapat daya ke permukaan blangko karena induksi ditentukan oleh berbagai faktor. Perbedaan suhu antara permukaan dan pusat blangko yang dibutuhkan oleh proses menentukan waktu pemanasan maksimum dan rapat daya blangko dalam induktor, yang juga menentukan panjang koil induksi untuk pemanasan induksi berurutan dan kontinu. Panjang kumparan induksi yang digunakan tergantung pada panjang blanko.

Dalam kebanyakan kasus, tegangan terminal induktor mengadopsi tegangan tetap dalam desain dan penggunaan aktual, dan tegangan tidak berubah selama seluruh proses dari awal pemanasan hingga akhir pemanasan. Hanya dalam pemanasan induksi periodik, tegangan perlu dikurangi ketika pemanasan kosong harus seragam, atau ketika suhu pemanasan melebihi titik Curie ketika bahan magnetik dipanaskan induksi, magnet bahan menghilang, dan laju pemanasan adalah melambat. Untuk meningkatkan laju pemanasan Dan meningkatkan tegangan terminal induktor. Dalam 24 jam sehari, tegangan yang disediakan di pabrik berfluktuasi, dan jangkauannya terkadang mencapai 10% -15%. Saat menggunakan tegangan catu daya seperti itu untuk pemanasan induksi frekuensi daya, suhu pemanasan blanko sangat tidak konsisten dalam waktu pemanasan yang sama. Ketika persyaratan suhu pemanasan blanko relatif ketat, tegangan catu daya yang stabil harus digunakan. Oleh karena itu, perangkat penstabil tegangan perlu ditambahkan ke sistem catu daya untuk memastikan bahwa tegangan terminal induktor berfluktuasi di bawah 2%. Sangat penting untuk memanaskan benda kerja dengan pemanasan, jika tidak, sifat mekanik benda kerja panjang tidak akan konsisten setelah perlakuan panas.

Kontrol daya selama pemanasan induksi blanko dapat dibagi menjadi dua bentuk. Bentuk pertama didasarkan pada prinsip mengontrol waktu pemanasan. Menurut waktu takt produksi, blanko dikirim ke tungku pemanas induksi untuk dipanaskan dan didorong keluar untuk mendapatkan produktivitas tetap. . Dalam produksi aktual, waktu pemanasan kontrol digunakan lebih banyak, dan suhu blanko diukur saat peralatan di-debug, dan waktu pemanasan yang dibutuhkan untuk mencapai suhu pemanasan yang ditentukan dan perbedaan suhu antara permukaan dan pusat blanko dapat ditentukan pada kondisi tegangan tertentu. Metode ini sangat ideal untuk proses penempaan dan stamping dengan produktivitas tinggi, yang dapat memastikan proses penempaan dan stamping yang berkelanjutan. Bentuk kedua adalah mengontrol daya sesuai dengan suhu, yang sebenarnya didasarkan pada suhu pemanasan. Ketika kosong mencapai suhu pemanasan yang ditentukan, itu akan segera habis.

perapian. Metode ini digunakan untuk blanko dengan persyaratan suhu pemanasan akhir yang ketat, seperti untuk pembentukan panas logam non-ferrous. Umumnya, dalam pemanasan induksi yang dikendalikan oleh suhu, hanya sejumlah kecil kosong yang dapat dipanaskan dalam satu induktor, karena ada banyak kosong yang dipanaskan pada saat yang sama, dan suhu pemanasan sulit dikendalikan.

Ketika daya input kosong, area yang dipanaskan dan kepadatan daya permukaan yang memenuhi persyaratan aplikasi diperoleh, induktor dapat dirancang dan dihitung. Kuncinya adalah menentukan jumlah lilitan kumparan induksi, dari mana arus dan efisiensi listrik induktor dapat dihitung. , Faktor daya COS A dan ukuran penampang konduktor koil induksi.

Desain dan perhitungan induktor lebih merepotkan, dan ada banyak item perhitungan. Karena beberapa asumsi dibuat dalam rumus perhitungan derivasi, tidak sepenuhnya konsisten dengan situasi pemanasan induksi yang sebenarnya, sehingga lebih sulit untuk menghitung hasil yang sangat akurat. . Terkadang ada terlalu banyak putaran koil induksi, dan suhu pemanasan yang diperlukan tidak dapat dicapai dalam waktu pemanasan yang ditentukan; ketika jumlah lilitan koil induksi kecil, suhu pemanasan telah melebihi suhu pemanasan yang diperlukan dalam waktu pemanasan yang ditentukan. Meskipun ketukan dapat dipesan pada koil induksi dan penyesuaian yang tepat dapat dilakukan, terkadang karena keterbatasan struktural, terutama induktor frekuensi daya, tidak nyaman untuk meninggalkan ketukan. Untuk sensor yang tidak memenuhi persyaratan teknologi, sensor tersebut harus dihapus dan didesain ulang untuk membuat yang baru. Menurut pengalaman kami selama bertahun-tahun, beberapa data dan grafik empiris diperoleh, yang tidak hanya menyederhanakan proses desain dan perhitungan, menghemat waktu perhitungan, tetapi juga memberikan hasil perhitungan yang andal.

Beberapa prinsip yang harus dipertimbangkan dalam desain sensor diperkenalkan sebagai berikut.

1. Gunakan diagram untuk menyederhanakan perhitungan

Beberapa hasil perhitungan telah dicantumkan dalam bagan untuk pemilihan langsung, seperti diameter blanko, frekuensi arus, suhu pemanasan, perbedaan suhu antara permukaan dan pusat blanko dan waktu pemanasan pada Tabel 3-15. Beberapa data empiris dapat digunakan untuk konduksi dan kehilangan panas radiasi selama pemanasan induksi blanko. Kehilangan panas blanko silinder padat adalah 10% -15% dari daya efektif pemanasan blanko, dan kehilangan panas blanko silinder berongga adalah daya efektif pemanasan blanko. 15% -25%, perhitungan ini tidak akan mempengaruhi keakuratan perhitungan.

2. Pilih batas bawah frekuensi saat ini

Ketika blangko dipanaskan secara induksi, dua frekuensi arus dapat dipilih untuk diameter blangko yang sama (lihat Tabel 3-15). Frekuensi arus yang lebih rendah harus dipilih, karena frekuensi arus tinggi dan biaya catu daya tinggi.

3. Pilih tegangan pengenal

Tegangan terminal induktor memilih tegangan pengenal untuk memanfaatkan sepenuhnya kapasitas catu daya, terutama dalam hal pemanasan induksi frekuensi daya, jika tegangan terminal induktor lebih rendah dari tegangan pengenal catu daya, jumlah kapasitor yang digunakan untuk meningkatkan faktor daya cos

4. Daya pemanas rata-rata dan daya pemasangan peralatan

Kosong dipanaskan terus menerus atau berurutan. Ketika tegangan terminal yang disuplai ke induktor adalah “= konstan, daya yang dikonsumsi oleh induktor tetap tidak berubah. Dihitung dengan daya rata-rata, daya pemasangan peralatan hanya perlu lebih besar dari daya rata-rata. Bahan magnetik kosong digunakan sebagai siklus. Jenis pemanasan induksi, daya yang dikonsumsi oleh induktor berubah dengan waktu pemanasan, dan daya pemanasan sebelum titik Curie adalah 1.5-2 kali daya rata-rata, sehingga daya pemasangan peralatan harus lebih besar daripada pemanasan kosong sebelum Curie titik. kekuasaan.

5. Kontrol daya per satuan luas

Ketika blangko dipanaskan secara induksi, karena persyaratan perbedaan suhu antara permukaan dan pusat blangko dan waktu pemanasan, daya per satuan luas blangko dipilih menjadi 0.2-0. 05kW/cm2o saat mendesain induktor.

6. Pemilihan resistivitas kosong

Ketika kosong mengadopsi pemanasan induksi berurutan dan terus menerus, suhu pemanasan kosong di sensor berubah terus menerus dari rendah ke tinggi sepanjang arah aksial. Saat menghitung sensor, resistansi blanko harus dipilih sesuai dengan 100 ~ 200 ° C lebih rendah dari suhu pemanasan. rate, hasil perhitungan akan lebih akurat.

7. Pemilihan nomor fase sensor frekuensi daya

Induktor frekuensi daya dapat dirancang sebagai fase tunggal, dua fase dan tiga fase. Induktor frekuensi daya satu fase memiliki efek pemanasan yang lebih baik, dan induktor frekuensi daya tiga fase memiliki gaya elektromagnetik yang besar, yang terkadang mendorong blanko keluar dari induktor. Jika induktor frekuensi daya satu fase membutuhkan daya yang besar, penyeimbang tiga fase perlu ditambahkan ke sistem catu daya untuk menyeimbangkan beban catu daya tiga fase. Induktor frekuensi daya tiga fase dapat dihubungkan ke catu daya tiga fase. Beban catu daya tiga fase tidak dapat sepenuhnya seimbang, dan tegangan catu daya tiga fase itu sendiri yang disediakan oleh bengkel pabrik tidak sama. Saat merancang induktor frekuensi daya, fase tunggal atau fase tiga harus dipilih sesuai dengan ukuran blanko, jenis tungku pemanas induksi yang digunakan, tingkat suhu pemanasan dan ukuran produktivitas.

8. Pemilihan metode perhitungan sensor

Karena struktur induktor yang berbeda, induktor yang digunakan untuk pemanasan induksi frekuensi menengah tidak dilengkapi dengan konduktor magnetik (tungku peleburan induksi frekuensi menengah berkapasitas besar dilengkapi dengan konduktor magnetik), sedangkan induktor untuk pemanasan induksi frekuensi daya dilengkapi dengan konduktor magnetik, sehingga Dalam desain dan perhitungan induktor, dianggap bahwa induktor tanpa konduktor magnetik mengadopsi metode perhitungan induktansi, dan induktor dengan konduktor magnetik mengadopsi metode perhitungan sirkuit magnetik, dan hasil perhitungan lebih akurat .

9. Manfaatkan sepenuhnya air pendingin induktor untuk menghemat energi

Air yang digunakan untuk mendinginkan sensor hanya untuk pendinginan dan tidak terkontaminasi. Umumnya, suhu air masuk kurang dari 30Y, dan suhu air keluar setelah pendinginan adalah 50Y. Saat ini, sebagian besar produsen menggunakan air pendingin dalam sirkulasi. Jika suhu air tinggi, mereka akan menambahkan air suhu kamar untuk menurunkan suhu air, tetapi panas dari air pendingin tidak digunakan. Tungku pemanas induksi frekuensi daya sebuah pabrik memiliki kekuatan 700kW. Jika efisiensi induktor adalah 70%, 210kW panas akan diambil oleh air, dan konsumsi air akan menjadi 9t/jam. Untuk memanfaatkan sepenuhnya air panas setelah mendinginkan induktor, air panas yang didinginkan dapat dimasukkan ke bengkel produksi sebagai air rumah tangga. Karena tungku pemanas induksi beroperasi terus menerus dalam tiga shift sehari, air panas tersedia bagi orang-orang untuk digunakan 24 jam sehari di kamar mandi, yang memanfaatkan sepenuhnya air pendingin dan energi panas.