Niekoľko problémov v dizajne snímača

Indukčné vykurovacie zariadenie zahŕňa indukčná vykurovacia pec, napájací zdroj, systém vodného chladenia a stroje na nakladanie a vykladanie materiálov atď., ale hlavným účelom je navrhnúť induktor s vysokou účinnosťou ohrevu, nízkou spotrebou energie a dlhodobým používaním.

Tlmivky používané na indukčný ohrev polotovarov sú prevažne viacotáčkové špirálové tlmivky. Podľa tvaru, veľkosti a procesných požiadaviek polotovaru sa volí konštrukčná forma induktora a typ pece na ohrev. Druhým je výber vhodnej frekvencie prúdu a určenie výkonu potrebného na ohrev polotovaru, ktorý zahŕňa efektívny výkon potrebný na ohrev samotného polotovaru a jeho rôzne tepelné straty.

Keď je polotovar indukčne zahrievaný, výkon a hustota výkonu vstupujúceho do povrchu polotovaru v dôsledku indukcie sú určené rôznymi faktormi. Teplotný rozdiel medzi povrchom a stredom polotovaru požadovaný procesom určuje maximálny čas ohrevu a hustotu výkonu polotovaru v induktore, čo tiež určuje dĺžku indukčnej cievky pre sekvenčný a kontinuálny indukčný ohrev. Dĺžka použitej indukčnej cievky závisí od dĺžky polotovaru.

Vo väčšine prípadov koncové napätie induktora prijíma pevné napätie v dizajne a skutočnom použití a napätie sa nemení počas celého procesu od začiatku zahrievania do konca zahrievania. Len pri periodickom indukčnom ohreve je potrebné znížiť napätie, keď je potrebné rovnomerné zahrievanie polotovaru, alebo keď teplota ohrevu prekročí Curieov bod, keď sa magnetický materiál indukčne zahrieva, magnetizmus materiálu zmizne a rýchlosť ohrevu sa zníži. spomalil. Na zvýšenie rýchlosti ohrevu a zvýšenie koncového napätia induktora. Počas 24 hodín denne napätie dodávané v továrni kolíše a jeho rozsah niekedy dosahuje 10% -15%. Pri použití takéhoto napájacieho napätia na indukčný ohrev výkonovej frekvencie je teplota ohrevu polotovaru veľmi nekonzistentná pri rovnakom čase ohrevu. Keď sú požiadavky na teplotu ohrevu polotovaru relatívne prísne, malo by sa použiť stabilné napájacie napätie. Preto je potrebné do napájacieho systému pridať zariadenie na stabilizáciu napätia, aby sa zabezpečilo, že svorkové napätie tlmivky bude kolísať pod 2 %. Je veľmi dôležité ohrievať obrobok zahrievaním, inak budú mechanické vlastnosti dlhého obrobku po tepelnom spracovaní nekonzistentné.

Reguláciu výkonu pri indukčnom ohreve polotovaru možno rozdeliť do dvoch foriem. Prvá forma je založená na princípe riadenia doby ohrevu. Podľa času výroby sa polotovar posiela do indukčnej ohrievacej pece na ohrev a vytlačenie, aby sa dosiahla pevná produktivita. . V skutočnej výrobe sa viac používa kontrolný čas ohrevu a pri odladení zariadenia sa meria teplota polotovaru a čas ohrevu potrebný na dosiahnutie špecifikovanej teploty ohrevu a teplotného rozdielu medzi povrchom a stredom polotovaru. možno určiť za určitých podmienok napätia. Táto metóda je ideálna pre procesy kovania a razenia s vysokou produktivitou, ktoré môžu zabezpečiť kontinuálne procesy kovania a razenia. Druhou formou je riadenie výkonu podľa teploty, ktorá vlastne vychádza z teploty ohrevu. Keď polotovar dosiahne špecifikovanú teplotu ohrevu, okamžite sa vybije.

pec. Táto metóda sa používa pre polotovary s prísnymi požiadavkami na konečnú teplotu ohrevu, ako je napríklad tvárnenie neželezných kovov za tepla. Všeobecne platí, že pri indukčnom ohreve riadenom teplotou je možné v jednom induktore ohrievať len malý počet polotovarov, pretože je súčasne zahrievaných veľa polotovarov a teplota ohrevu je ťažko regulovateľná.

Keď sa získa výkon vstupného polotovaru, vyhrievaná plocha a hustota povrchového výkonu, ktoré spĺňajú požiadavky aplikácie, je možné navrhnúť a vypočítať induktor. Kľúčové je určiť počet závitov indukčnej cievky, z ktorého možno vypočítať prúd a elektrickú účinnosť tlmivky. , účinník COS A a veľkosť prierezu vodiča indukčnej cievky.

Návrh a výpočet induktora je problematickejší a existuje veľa výpočtových položiek. Pretože vo výpočtovom vzorci odvodenia sú vytvorené niektoré predpoklady, nie je úplne v súlade so skutočnou situáciou indukčného ohrevu, takže je ťažšie vypočítať veľmi presný výsledok. . Niekedy je na indukčnej cievke príliš veľa otáčok a požadovaná teplota ohrevu sa nedá dosiahnuť v stanovenom čase ohrevu; keď je počet závitov indukčnej cievky malý, teplota ohrevu prekročila požadovanú teplotu ohrevu v rámci špecifikovaného času ohrevu. Aj keď je možné na indukčnej cievke vyhradiť odbočku a je možné vykonať príslušné úpravy, niekedy kvôli konštrukčným obmedzeniam, najmä induktoru výkonovej frekvencie, nie je vhodné ponechať odbočku. Pre také snímače, ktoré nespĺňajú technologické požiadavky, musia byť vyradené a prerobené na výrobu nových. Podľa našej dlhoročnej praxe sú získané niektoré empirické údaje a grafy, čo nielen zjednodušuje proces návrhu a výpočtu, šetrí čas výpočtu, ale poskytuje aj spoľahlivé výsledky výpočtu.

Ďalej uvádzame niekoľko zásad, ktoré by sa mali zohľadniť pri návrhu snímača.

1. Na zjednodušenie výpočtov použite diagramy

Niektoré výsledky výpočtov sú uvedené v tabuľke pre priamy výber, ako je priemer polotovaru, aktuálna frekvencia, teplota ohrevu, teplotný rozdiel medzi povrchom a stredom polotovaru a čas ohrevu v tabuľke 3-15. Niektoré empirické údaje sa môžu použiť na tepelné straty vedením a sálaním počas indukčného ohrevu polotovaru. Tepelná strata plného valcového polotovaru je 10% -15% efektívneho výkonu ohrevu polotovaru a tepelná strata dutého valcového polotovaru je efektívny výkon ohrevu polotovaru. 15% -25%, tento výpočet neovplyvní presnosť výpočtu.

2. Zvoľte spodnú hranicu aktuálnej frekvencie

Keď je polotovar indukčne ohrievaný, je možné zvoliť dve prúdové frekvencie pre rovnaký priemer polotovaru (pozri tabuľku 3-15). Mala by sa zvoliť nižšia frekvencia prúdu, pretože frekvencia prúdu je vysoká a náklady na napájanie sú vysoké.

3. Zvoľte menovité napätie

Svorkové napätie tlmivky volí menovité napätie, aby sa plne využila kapacita napájacieho zdroja, najmä pri výkonovom frekvenčnom indukčnom ohreve, ak je svorkové napätie tlmivky nižšie ako menovité napätie napájacieho zdroja. počet kondenzátorov použitých na zlepšenie účinníka cos

4. Priemerný vykurovací výkon a výkon inštalácie zariadenia

Polotovar sa zahrieva nepretržite alebo postupne. Keď je koncové napätie dodávané do induktora „= konštantné, výkon spotrebovaný induktorom zostáva nezmenený. Inštalačný výkon zariadenia, vypočítaný na základe priemerného výkonu, musí byť väčší ako priemerný výkon. Polotovar magnetického materiálu sa používa ako cyklus. Typ indukčného ohrevu, výkon spotrebovaný induktorom sa mení s časom ohrevu a vykurovací výkon pred bodom Curie je 1.5-2 násobok priemerného výkonu, takže inštalačný výkon zariadenia by mal byť väčší ako prázdny ohrev pred Curieovým bodom. bod. moc.

5. Ovládajte výkon na jednotku plochy

Pri indukčnom ohreve polotovaru sa vzhľadom na požiadavky teplotného rozdielu medzi povrchom a stredom polotovaru a času ohrevu volí výkon na jednotku plochy polotovaru 0.2-0. 05kW/cm2o pri návrhu tlmivky.

6. Výber rezistivity polotovaru

Keď polotovar využíva sekvenčný a kontinuálny indukčný ohrev, teplota ohrevu polotovaru v snímači sa v axiálnom smere plynule mení z nízkej na vysokú. Pri výpočte snímača by mal byť odpor polotovaru zvolený o 100 ~ 200 °C nižší ako je teplota ohrevu. rýchlosť, výsledok výpočtu bude presnejší.

7. Výber čísla fázy snímača výkonovej frekvencie

Tlmivky výkonovej frekvencie môžu byť navrhnuté ako jednofázové, dvojfázové a trojfázové. Jednofázová frekvenčná tlmivka má lepší vykurovací účinok a trojfázová frekvenčná tlmivka má veľkú elektromagnetickú silu, ktorá niekedy vytlačí polotovar z tlmivky. Ak jednofázová napájacia frekvenčná tlmivka potrebuje veľký výkon, je potrebné do systému napájania pridať trojfázový balancér, aby sa vyrovnala záťaž trojfázového zdroja. Trojfázová napájacia frekvenčná tlmivka môže byť pripojená k trojfázovému zdroju napájania. Zaťaženie trojfázového napájacieho zdroja nie je možné úplne vyvážiť a samotné trojfázové napájacie napätie dodávané továrenskou dielňou nie je rovnaké. Pri navrhovaní induktora výkonovej frekvencie by sa mal zvoliť jednofázový alebo trojfázový podľa veľkosti polotovaru, typu použitej indukčnej pece, úrovne teploty ohrevu a veľkosti produktivity.

8. Výber metódy výpočtu snímača

Vzhľadom na rozdielnu štruktúru induktorov nie sú induktory používané na medzifrekvenčný indukčný ohrev vybavené magnetickými vodičmi (veľkokapacitné medzifrekvenčné indukčné taviace pece sú vybavené magnetickými vodičmi), zatiaľ čo induktory pre vysokofrekvenčný indukčný ohrev sú vybavené magnetické vodiče, takže Pri návrhu a výpočte tlmivky sa berie do úvahy, že tlmivka bez magnetického vodiča používa metódu výpočtu indukčnosti a tlmivka s magnetickým vodičom používa metódu výpočtu magnetického obvodu a výsledky výpočtu sú presnejšie .

9. Plne využite chladiacu vodu induktora, aby ste ušetrili energiu

Voda použitá na chladenie snímača slúži len na chladenie a nie je kontaminovaná. Vo všeobecnosti je teplota vstupnej vody nižšia ako 30 Y a teplota výstupnej vody po ochladení je 50 Y. V súčasnosti väčšina výrobcov používa chladiacu vodu v obehu. Ak je teplota vody vysoká, pridajú vodu izbovej teploty na zníženie teploty vody, ale teplo chladiacej vody sa nevyužíva. Výkonová indukčná vykurovacia pec továrne má výkon 700 kW. Ak je účinnosť induktora 70%, voda odoberie 210kW tepla a spotreba vody bude 9t/h. Aby sa horúca voda po ochladení induktora naplno využila, ochladená horúca voda sa môže zaviesť do výrobnej dielne ako úžitková voda. Keďže indukčná pec pracuje nepretržite v troch zmenách denne, teplá voda je pre ľudí k dispozícii 24 hodín denne v kúpeľni, ktorá plne využíva chladiacu vodu a tepelnú energiu.