Flera problem i sensordesign

Induktionsvärmeutrustning inkluderar ugn för induktionsvärme, strömförsörjning, vattenkylningssystem och maskiner för lastning och lossning av material etc., men huvudsyftet är att designa en induktor med hög värmeeffektivitet, låg strömförbrukning och långvarig användning.

Induktorerna som används för induktionsuppvärmning av ämnen är huvudsakligen flervarvsspiralinduktorer. Enligt formen, storleken och processkraven för ämnet väljs induktorns strukturella form och ugnstyp för uppvärmning. Den andra är att välja lämplig strömfrekvens och bestämma den effekt som krävs för uppvärmningen av ämnet, vilket inkluderar den effektiva effekten som krävs för uppvärmningen av själva ämnet och dess olika värmeförluster.

När ämnet värms induktivt, bestäms effekt- och effekttätheten till ämnets yta på grund av induktion av olika faktorer. Temperaturskillnaden mellan ytan och mitten av ämnet som krävs av processen bestämmer den maximala uppvärmningstiden och effekttätheten för ämnet i induktorn, vilket också bestämmer längden på induktionsspolen för sekventiell och kontinuerlig induktionsuppvärmning. Längden på induktionsspolen som används beror på ämnets längd.

I de flesta fall antar induktorns terminalspänning en fast spänning i design och faktisk användning, och spänningen ändras inte under hela processen från början av uppvärmningen till slutet av uppvärmningen. Endast vid periodisk induktionsuppvärmning behöver spänningen minskas när blankuppvärmningen behöver vara enhetlig, eller när uppvärmningstemperaturen överstiger Curie-punkten när det magnetiska materialet induktionsvärms, materialets magnetism försvinner och uppvärmningshastigheten är saktade ner. För att öka uppvärmningshastigheten Och öka induktorns terminalspänning. Under 24 timmar om dygnet fluktuerar spänningen som tillhandahålls i fabriken, och dess räckvidd når ibland 10% -15%. När man använder en sådan strömförsörjningsspänning för induktionsuppvärmning med strömfrekvens, är uppvärmningstemperaturen för ämnet mycket inkonsekvent under samma uppvärmningstid. När uppvärmningstemperaturkraven för ämnet är relativt strikta bör en stabil matningsspänning användas. Därför måste en spänningsstabiliserande enhet läggas till strömförsörjningssystemet för att säkerställa att induktorns terminalspänning fluktuerar under 2 %. Det är mycket viktigt att värma arbetsstycket genom uppvärmning, annars kommer de mekaniska egenskaperna hos det långa arbetsstycket att vara inkonsekventa efter värmebehandling.

Effektstyrningen under induktionsuppvärmning av ämnet kan delas upp i två former. Den första formen är baserad på principen att styra uppvärmningstiden. Enligt produktionstakttiden skickas ämnet in i induktionsvärmeugnen för uppvärmning och utskjutning för att få en fast produktivitet. . I den faktiska produktionen används kontrolluppvärmningstiden mer, och ämnets temperatur mäts när utrustningen felsöks, och uppvärmningstiden som krävs för att nå den angivna uppvärmningstemperaturen och temperaturskillnaden mellan ytan och mitten av ämnet kan bestämmas under ett visst spänningsförhållande. Denna metod är idealisk för smides- och stämplingsprocesser med hög produktivitet, vilket kan säkerställa kontinuerliga smides- och stämplingsprocesser. Den andra formen är att styra effekten efter temperaturen, som egentligen baseras på uppvärmningstemperaturen. När ämnet når den angivna uppvärmningstemperaturen töms det omedelbart.

ugn. Denna metod används för ämnen med strikta krav på slutvärmetemperatur, såsom för varmformning av icke-järnmetaller. I allmänhet, vid induktionsuppvärmning kontrollerad av temperatur, kan endast ett litet antal ämnen värmas i en induktor, eftersom det finns många ämnen som värms upp samtidigt, och uppvärmningstemperaturen är svår att kontrollera.

När effekten av ingångsämnet, det uppvärmda området och yteffekttätheten som uppfyller applikationskraven erhålls, kan induktorn designas och beräknas. Nyckeln är att bestämma antalet varv på induktionsspolen, från vilken induktorns ström och elektriska effektivitet kan beräknas. , Effektfaktor COS A och induktionsspolens tvärsnittsstorlek.

Designen och beräkningen av induktorn är mer besvärlig, och det finns många beräkningsobjekt. Eftersom vissa antaganden görs i härledningsberäkningsformeln är den inte helt förenlig med den faktiska induktionsuppvärmningssituationen, så det är svårare att beräkna ett mycket exakt resultat. . Ibland är det för många varv på induktionsspolen, och den erforderliga uppvärmningstemperaturen kan inte uppnås inom den angivna uppvärmningstiden; när antalet varv på induktionsspolen är litet har uppvärmningstemperaturen överskridit den erforderliga uppvärmningstemperaturen inom den angivna uppvärmningstiden. Även om en kran kan reserveras på induktionsspolen och lämpliga justeringar kan göras, ibland på grund av strukturella begränsningar, särskilt strömfrekvensinduktorn, är det inte bekvämt att lämna en kran. För sådana sensorer som inte uppfyller de tekniska kraven måste de skrotas och designas om för att tillverka nya. Enligt våra år av praxis erhålls vissa empiriska data och diagram, vilket inte bara förenklar design- och beräkningsprocessen, sparar beräkningstid, utan också ger tillförlitliga beräkningsresultat.

Flera principer som bör beaktas vid utformningen av sensorn introduceras enligt följande.

1. Använd diagram för att förenkla beräkningar

Vissa beräkningsresultat har listats i diagrammet för direkt val, såsom ämnesdiameter, strömfrekvens, uppvärmningstemperatur, temperaturskillnad mellan ytan och ämnets mitt samt uppvärmningstid i Tabell 3-15. Vissa empiriska data kan användas för ledning och strålningsvärmeförlust under induktionsuppvärmning av ämnet. Värmeförlusten för det fasta cylindriska ämnet är 10% -15% av den effektiva effekten av ämnesuppvärmningen, och värmeförlusten för det ihåliga cylindriska ämnet är den effektiva effekten av ämnesuppvärmningen. 15 % -25 %, denna beräkning kommer inte att påverka beräkningens noggrannhet.

2. Välj den nedre gränsen för aktuell frekvens

När ämnet är induktionsuppvärmt kan två strömfrekvenser väljas för samma ämnesdiameter (se Tabell 3-15). Den lägre strömfrekvensen bör väljas, eftersom strömfrekvensen är hög och kostnaden för strömförsörjningen är hög.

3. Välj märkspänning

Induktorns anslutningsspänning väljer märkspänningen för att fullt ut utnyttja strömförsörjningens kapacitet, särskilt vid strömfrekvensinduktionsuppvärmning, om induktorns anslutningsspänning är lägre än strömförsörjningens märkspänning, antalet kondensatorer som används för att förbättra effektfaktorn cos

4. Genomsnittlig värmeeffekt och utrustningsinstallationseffekt

Ämnet värms kontinuerligt eller sekventiellt. När terminalspänningen som tillförs induktorn är “=konstant, förblir den effekt som förbrukas av induktorn oförändrad. Beräknat av medeleffekten behöver installationseffekten för utrustningen bara vara större än medeleffekten. Det magnetiska materialämnet används som en cykel. Typ induktionsuppvärmning, den effekt som förbrukas av induktorn ändras med uppvärmningstiden, och värmeeffekten före Curie-punkten är 1.5-2 gånger den genomsnittliga effekten, så installationseffekten för utrustningen bör vara större än den tomma uppvärmningen före Curie. punkt. kraft.

5. Kontrollera effekten per ytenhet

När ämnet är induktionsuppvärmt, på grund av kraven på temperaturskillnaden mellan ytan och mitten av ämnet och uppvärmningstiden, väljs effekten per ytenhet av ämnet till 0.2-0. 05kW/cm2o vid design av induktorn.

6. Val av ämnesresistivitet

När ämnet antar sekventiell och kontinuerlig induktionsuppvärmning, ändras uppvärmningstemperaturen för ämnet i sensorn kontinuerligt från låg till hög längs den axiella riktningen. Vid beräkning av sensorn bör ämnets resistans väljas enligt 100 ~ 200°C lägre än uppvärmningstemperaturen. beräkningsresultatet blir mer exakt.

7. Val av fasnummer för effektfrekvenssensor

Effektfrekvensinduktorer kan utformas som enfas, tvåfas och trefas. Den enfasiga kraftfrekvensspolen har en bättre uppvärmningseffekt, och den trefasiga kraftfrekvensinduktorn har en stor elektromagnetisk kraft, som ibland trycker ut ämnet ur induktorn. Om den enfasiga strömfrekvensinduktorn behöver en stor effekt, måste en trefasbalanserare läggas till strömförsörjningssystemet för att balansera belastningen på den trefasiga strömförsörjningen. Den trefasiga strömfrekvensinduktorn kan anslutas till trefasströmförsörjningen. Belastningen på den trefasiga strömförsörjningen kan inte balanseras helt, och den trefasiga strömförsörjningsspänningen som tillhandahålls av fabriksverkstaden är inte densamma. Vid konstruktion av en effektfrekvensinduktor bör enfas eller trefas väljas enligt ämnets storlek, typen av induktionsvärmeugn som används, nivån på uppvärmningstemperaturen och storleken på produktiviteten.

8. Val av sensorberäkningsmetod

På grund av induktorernas olika strukturer är de induktorer som används för mellanfrekvensinduktionsuppvärmning inte utrustade med magnetiska ledare (induktionssmältugnar med stor kapacitet är utrustade med magnetiska ledare), medan induktorerna för effektfrekvensinduktionsuppvärmning är utrustade med magnetiska ledare, så I konstruktionen och beräkningen av induktorn anses det att induktorn utan magnetisk ledare använder induktansberäkningsmetoden, och induktorn med en magnetisk ledare antar beräkningsmetoden för magnetisk krets, och beräkningsresultaten är mer exakta .

9. Utnyttja induktorns kylvatten till fullo för att spara energi

Vattnet som används för att kyla sensorn är endast för kylning och är inte förorenat. I allmänhet är inloppsvattentemperaturen mindre än 30Y och utloppsvattentemperaturen efter kylning är 50Y. För närvarande använder de flesta tillverkare kylvattnet i cirkulation. Om vattentemperaturen är hög kommer de att tillsätta rumstempererat vatten för att minska vattentemperaturen, men värmen från kylvattnet används inte. Effektfrekvensinduktionsvärmeugnen i en fabrik har en effekt på 700kW. Om induktorns verkningsgrad är 70% kommer 210kW värme att tas bort av vattnet och vattenförbrukningen blir 9t/h. För att utnyttja varmvattnet fullt ut efter kylning av induktorn kan det kylda varmvattnet införas i produktionsverkstaden som hushållsvatten. Eftersom induktionsvärmeugnen arbetar kontinuerligt i tre skift om dagen finns varmvatten tillgängligt för människor att använda 24 timmar om dygnet i badrummet, vilket drar full nytta av kylvatten och värmeenergi.