Mai multe probleme în proiectarea senzorilor

Echipamentul de încălzire prin inducție include cuptor de încălzire prin inducție, alimentare cu energie, sistem de răcire cu apă și mașini pentru încărcarea și descărcarea materialelor etc., dar scopul principal este proiectarea unui inductor cu eficiență ridicată de încălzire, consum redus de energie și utilizare pe termen lung.

Inductoarele utilizate pentru încălzirea prin inducție a semifabricatelor sunt în principal inductoare spiralate cu mai multe ture. În funcție de forma, dimensiunea și cerințele de proces ale semifabricatului, sunt selectate forma structurală a inductorului și tipul cuptorului pentru încălzire. Al doilea este de a selecta frecvența curentă adecvată și de a determina puterea necesară pentru încălzirea semifabricatului, care include puterea efectivă necesară pentru încălzirea semifabricatului în sine și diferitele sale pierderi de căldură.

Când semifabricatul este încălzit inductiv, puterea și densitatea de putere introduse pe suprafața semifabricatului datorită inducției sunt determinate de diverși factori. Diferența de temperatură dintre suprafața și centrul semifabricatului cerută de proces determină timpul maxim de încălzire și densitatea de putere a semifabricatului în inductor, care determină și lungimea bobinei de inducție pentru încălzirea secvențială și continuă prin inducție. Lungimea bobinei de inducție utilizată depinde de lungimea semifabricatului.

În cele mai multe cazuri, tensiunea terminală a inductorului adoptă o tensiune fixă ​​în proiectare și utilizare reală, iar tensiunea nu se modifică pe parcursul întregului proces de la începutul încălzirii până la sfârșitul încălzirii. Numai în încălzirea periodică prin inducție, tensiunea trebuie redusă atunci când încălzirea goală trebuie să fie uniformă sau când temperatura de încălzire depășește punctul Curie atunci când materialul magnetic este încălzit prin inducție, magnetismul materialului dispare, iar viteza de încălzire este încetinit. Pentru a crește viteza de încălzire și a crește tensiunea la borna a inductorului. În 24 de ore pe zi, tensiunea furnizată în fabrică este fluctuantă, iar intervalul său ajunge uneori la 10% -15%. Când se utilizează o astfel de tensiune de alimentare pentru încălzirea prin inducție cu frecvența de putere, temperatura de încălzire a semifabricatului este foarte inconsecventă în același timp de încălzire. Când cerințele de temperatură de încălzire ale semifabricatului sunt relativ stricte, trebuie utilizată o tensiune de alimentare stabilă. Prin urmare, un dispozitiv de stabilizare a tensiunii trebuie adăugat la sistemul de alimentare pentru a se asigura că tensiunea la borna a inductorului fluctuează sub 2%. Este foarte important să încălziți piesa de prelucrat prin încălzire, altfel proprietățile mecanice ale piesei lungi de prelucrat vor fi inconsecvente după tratamentul termic.

Controlul puterii în timpul încălzirii prin inducție a semifabricatului poate fi împărțit în două forme. Prima formă se bazează pe principiul controlului timpului de încălzire. În funcție de timpul de producție, semifabricatul este trimis în cuptorul de încălzire cu inducție pentru încălzire și împingere pentru a obține o productivitate fixă. . În producția reală, timpul de încălzire de control este utilizat mai mult, iar temperatura semifabricatului este măsurată atunci când echipamentul este depanat și timpul de încălzire necesar pentru a atinge temperatura de încălzire specificată și diferența de temperatură dintre suprafața și centrul semifabricatului. poate fi determinată într-o anumită condiție de tensiune. Această metodă este ideală pentru procesele de forjare și ștanțare cu productivitate ridicată, care pot asigura procese continue de forjare și ștanțare. A doua formă este de a controla puterea în funcție de temperatură, care se bazează de fapt pe temperatura de încălzire. Când semifabricatul atinge temperatura de încălzire specificată, acesta va fi descărcat imediat.

cuptor. Această metodă este utilizată pentru semifabricate cu cerințe stricte de temperatură finală de încălzire, cum ar fi pentru formarea la cald a metalelor neferoase. În general, în încălzirea prin inducție controlată de temperatură, doar un număr mic de semifabricate poate fi încălzit într-un singur inductor, deoarece există multe semifabricate încălzite în același timp, iar temperatura de încălzire este dificil de controlat.

Când se obține puterea semifabricatului de intrare, zona încălzită și densitatea de putere a suprafeței care îndeplinesc cerințele aplicației, inductorul poate fi proiectat și calculat. Cheia este de a determina numărul de spire ale bobinei de inducție, din care se poate calcula curentul și eficiența electrică a inductorului. , Factorul de putere COS A și dimensiunea secțiunii transversale a conductorului bobinei de inducție.

Proiectarea și calculul inductorului este mai supărătoare și există multe elemente de calcul. Deoarece unele ipoteze sunt făcute în formula de calcul a derivației, aceasta nu este complet în concordanță cu situația reală de încălzire prin inducție, deci este mai dificil să se calculeze un rezultat foarte precis. . Uneori există prea multe spire ale bobinei de inducție, iar temperatura de încălzire necesară nu poate fi atinsă în timpul de încălzire specificat; când numărul de spire al bobinei de inducție este mic, temperatura de încălzire a depășit temperatura de încălzire necesară în timpul de încălzire specificat. Deși un robinet poate fi rezervat pe bobina de inducție și pot fi făcute ajustări adecvate, uneori din cauza limitărilor structurale, în special inductorul de frecvență de putere, nu este convenabil să lăsați un robinet. Pentru astfel de senzori care nu îndeplinesc cerințele tehnologice, aceștia trebuie casați și reproiectați pentru a produce alții noi. Conform anilor noștri de practică, se obțin unele date și diagrame empirice, care nu numai că simplifică procesul de proiectare și calcul, economisește timpul de calcul, dar oferă și rezultate fiabile de calcul.

Câteva principii care ar trebui luate în considerare în proiectarea senzorului sunt introduse după cum urmează.

1. Folosiți diagrame pentru a simplifica calculele

Unele rezultate ale calculului au fost listate în diagramă pentru selecția directă, cum ar fi diametrul blancului, frecvența curentului, temperatura de încălzire, diferența de temperatură între suprafață și centrul semifabricatului și timpul de încălzire în Tabelul 3-15. Unele date empirice pot fi utilizate pentru pierderea de căldură prin conducție și radiație în timpul încălzirii prin inducție a semifabricatului. Pierderea de căldură a semifabricatului cilindric solid este de 10% -15% din puterea efectivă a încălzirii semifabricatului, iar pierderea de căldură a semifabricatului cilindric gol este puterea efectivă a încălzirii semifabricatului. 15% -25%, acest calcul nu va afecta acuratețea calculului.

2. Selectați limita inferioară a frecvenței curente

Când semifabricatul este încălzit prin inducție, pot fi selectate două frecvențe de curent pentru același diametru semifabricat (vezi Tabelul 3-15). Trebuie selectată frecvența curentă mai mică, deoarece frecvența curentă este mare și costul sursei de alimentare este mare.

3. Selectați tensiunea nominală

Tensiunea la borna a inductorului selectează tensiunea nominală pentru a utiliza pe deplin capacitatea sursei de alimentare, în special în cazul încălzirii prin inducție cu frecvența de alimentare, dacă tensiunea la borna a inductorului este mai mică decât tensiunea nominală a sursei de alimentare, numărul de condensatori utilizați pentru îmbunătățirea factorului de putere cos

4. Puterea medie de încălzire și puterea de instalare a echipamentelor

Martorul este încălzit continuu sau secvenţial. Când tensiunea la borna furnizată inductorului este „=constant, puterea consumată de inductor rămâne neschimbată. Calculată prin puterea medie, puterea de instalare a echipamentului trebuie doar să fie mai mare decât puterea medie. Martorul de material magnetic este folosit ca ciclu. Tip încălzire prin inducție, puterea consumată de inductor se modifică odată cu timpul de încălzire, iar puterea de încălzire înainte de punctul Curie este de 1.5-2 ori puterea medie, astfel încât puterea de instalare a echipamentului ar trebui să fie mai mare decât încălzirea goală înainte de Curie. punct. putere.

5. Controlați puterea pe unitate de suprafață

Când semifabricatul este încălzit prin inducție, datorită cerințelor privind diferența de temperatură dintre suprafața și centrul semifabricatului și timpul de încălzire, puterea pe unitate de suprafață a semifabricatului este selectată să fie 0.2-0. 05kW/cm2o la proiectarea inductorului.

6. Selectarea rezistivității goale

Când semifabricatul adoptă încălzire prin inducție secvențială și continuă, temperatura de încălzire a semifabricatului din senzor se modifică continuu de la scăzut la ridicat de-a lungul direcției axiale. La calcularea senzorului, rezistența semifabricatului trebuie selectată în funcție de temperatura de încălzire cu 100 ~ 200°C mai mică. rata, rezultatul calculului va fi mai precis.

7. Selectarea numărului de fază a senzorului de frecvență a puterii

Power frequency inductors can be designed as single-phase, two-phase and three-phase. The single-phase power frequency inductor has a better heating effect, and the three-phase power frequency inductor has a large electromagnetic force, which sometimes pushes the blank out of the inductor. If the single-phase power frequency inductor needs a large power, a three-phase balancer needs to be added to the power supply system to balance the load of the three-phase power supply. The three-phase power frequency inductor can be connected to the three-phase power supply. The load of the three-phase power supply cannot be completely balanced, and the three-phase power supply voltage itself provided by the factory workshop is not the same. When designing a power frequency inductor, single-phase or three-phase should be selected according to the size of the blank, the type of induction heating furnace used, the level of heating temperature and the size of the productivity.

8. Selectarea metodei de calcul al senzorului

Datorită structurilor diferite ale inductoarelor, inductoarele utilizate pentru încălzirea prin inducție cu frecvență intermediară nu sunt echipate cu conductori magnetici (cuptoarele de topire cu inducție cu frecvență intermediară de mare capacitate sunt echipate cu conductori magnetici), în timp ce inductoarele pentru încălzirea prin inducție cu frecvență de putere sunt echipate cu conductoare magnetice, deci în proiectarea și calculul inductorului, se consideră că inductorul fără conductor magnetic adoptă metoda de calcul a inductanței, iar inductorul cu conductor magnetic adoptă metoda de calcul a circuitului magnetic, iar rezultatele calculului sunt mai precise .

9. Utilizați pe deplin apa de răcire a inductorului pentru a economisi energie

Apa folosită pentru răcirea senzorului este doar pentru răcire și nu este contaminată. În general, temperatura apei de intrare este mai mică de 30Y, iar temperatura apei de ieșire după răcire este de 50Y. În prezent, majoritatea producătorilor folosesc apa de răcire în circulație. Dacă temperatura apei este ridicată, se vor adăuga apă la temperatura camerei pentru a reduce temperatura apei, dar căldura apei de răcire nu este utilizată. Cuptorul de încălzire prin inducție cu frecvență de putere al unei fabrici are o putere de 700kW. Daca randamentul inductorului este de 70%, 210kW de caldura vor fi luati de apa, iar consumul de apa va fi de 9t/h. Pentru a utiliza pe deplin apa caldă după răcirea inductorului, apa caldă răcită poate fi introdusă în atelierul de producție ca apă menajeră. Deoarece cuptorul de încălzire cu inducție funcționează continuu în trei schimburi pe zi, apa caldă este disponibilă pentru ca oamenii să o utilizeze 24 de ore pe zi în baie, ceea ce folosește pe deplin apa de răcire și energia termică.