ปัญหาหลายประการในการออกแบบเซนเซอร์

อุปกรณ์ทำความร้อนเหนี่ยวนำประกอบด้วย เตาเหนี่ยวนำความร้อน, แหล่งจ่ายไฟ ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ และเครื่องจักรสำหรับการขนถ่ายวัสดุ ฯลฯ แต่จุดประสงค์หลักคือการออกแบบตัวเหนี่ยวนำให้มีประสิทธิภาพการทำความร้อนสูง ใช้พลังงานต่ำ และใช้งานได้ยาวนาน

ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้สำหรับการเหนี่ยวนำความร้อนของช่องว่างนั้นส่วนใหญ่เป็นตัวเหนี่ยวนำเกลียวหลายรอบ ตามข้อกำหนดรูปร่าง ขนาด และกระบวนการของช่องว่าง เลือกรูปแบบโครงสร้างของตัวเหนี่ยวนำและประเภทเตาเผาเพื่อให้ความร้อน ประการที่สองคือการเลือกความถี่ปัจจุบันที่เหมาะสมและกำหนดพลังงานที่จำเป็นสำหรับการให้ความร้อนของช่องว่างซึ่งรวมถึงพลังงานที่มีประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อนของตัวเปล่าและการสูญเสียความร้อนต่างๆ

เมื่อช่องว่างถูกทำให้ร้อนแบบเหนี่ยวนำ พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานที่ป้อนเข้าสู่พื้นผิวของช่องว่างเนื่องจากการเหนี่ยวนำจะถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและจุดศูนย์กลางของช่องว่างที่ต้องการโดยกระบวนการจะกำหนดเวลาการให้ความร้อนสูงสุดและความหนาแน่นของพลังงานของตัวเหนี่ยวนำในตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งจะกำหนดความยาวของขดลวดเหนี่ยวนำสำหรับการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำแบบต่อเนื่องและแบบต่อเนื่อง ความยาวของขดลวดเหนี่ยวนำที่ใช้ขึ้นอยู่กับความยาวของช่องว่าง

ในกรณีส่วนใหญ่ แรงดันไฟฟ้าขั้วของตัวเหนี่ยวนำใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่ในการออกแบบและการใช้งานจริง และแรงดันไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้นการให้ความร้อนจนถึงสิ้นสุดการให้ความร้อน เฉพาะในการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำเป็นระยะเท่านั้น แรงดันไฟฟ้าจะต้องลดลงเมื่อความร้อนเปล่าต้องสม่ำเสมอ หรือเมื่ออุณหภูมิความร้อนเกินจุด Curie เมื่อวัสดุแม่เหล็กถูกความร้อนเหนี่ยวนำ แม่เหล็กของวัสดุจะหายไป และอัตราการให้ความร้อนคือ ชะลอตัวลง. เพื่อเพิ่มอัตราการให้ความร้อน และเพิ่มแรงดันขั้วของตัวเหนี่ยวนำ ใน 24 ชั่วโมงต่อวัน แรงดันไฟฟ้าในโรงงานจะผันผวน และบางครั้งช่วงของแรงดันไฟฟ้าอาจสูงถึง 10% -15% เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้า อุณหภูมิความร้อนของช่องว่างไม่สอดคล้องกันอย่างมากในช่วงเวลาทำความร้อนเดียวกัน เมื่อความต้องการอุณหภูมิความร้อนของช่องว่างค่อนข้างเข้มงวด ควรใช้แรงดันไฟฟ้าที่เสถียร ดังนั้นจึงต้องเพิ่มอุปกรณ์รักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าลงในระบบจ่ายไฟเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันขั้วของตัวเหนี่ยวนำจะผันผวนต่ำกว่า 2% การให้ความร้อนแก่ชิ้นงานโดยการให้ความร้อนเป็นสิ่งสำคัญมาก มิฉะนั้น คุณสมบัติทางกลของชิ้นงานที่มีความยาวจะไม่สอดคล้องกันหลังจากการอบชุบด้วยความร้อน

การควบคุมพลังงานในระหว่างการทำความร้อนเหนี่ยวนำของช่องว่างสามารถแบ่งออกเป็นสองรูปแบบ รูปแบบแรกขึ้นอยู่กับหลักการควบคุมเวลาทำความร้อน ตามเวลาในการผลิต ชิ้นงานเปล่าจะถูกส่งไปยังเตาให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำเพื่อให้ความร้อนและผลักออกเพื่อให้ได้ผลผลิตคงที่ . ในการผลิตจริง ใช้เวลาในการควบคุมความร้อนมากขึ้น และอุณหภูมิของช่องว่างจะถูกวัดเมื่ออุปกรณ์ถูกดีบั๊ก และเวลาทำความร้อนที่จำเป็นในการเข้าถึงอุณหภูมิความร้อนที่ระบุและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและศูนย์กลางของช่องว่าง สามารถกำหนดได้ภายใต้สภาวะแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน วิธีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการตีขึ้นรูปและปั๊มขึ้นรูปด้วยผลผลิตสูง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระบวนการตีขึ้นรูปและปั๊มขึ้นรูปอย่างต่อเนื่อง รูปแบบที่สองคือการควบคุมกำลังไฟฟ้าตามอุณหภูมิ ซึ่งจริง ๆ แล้วขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อน เมื่อช่องว่างถึงอุณหภูมิความร้อนที่กำหนด ช่องว่างจะถูกปล่อยออกทันที

เตาเผา วิธีนี้ใช้สำหรับช่องว่างที่มีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิการทำความร้อนขั้นสุดท้ายที่เข้มงวด เช่น สำหรับการขึ้นรูปร้อนของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก โดยทั่วไปในการเหนี่ยวนำความร้อนที่ควบคุมโดยอุณหภูมิ จะมีช่องว่างจำนวนเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถให้ความร้อนในตัวเหนี่ยวนำเดียว เนื่องจากมีช่องว่างจำนวนมากที่ให้ความร้อนในเวลาเดียวกัน และอุณหภูมิการทำความร้อนนั้นควบคุมได้ยาก

เมื่อได้รับพลังงานของช่องว่างอินพุต พื้นที่ที่ให้ความร้อนและความหนาแน่นของพลังงานพื้นผิวที่ตรงตามข้อกำหนดของการใช้งาน ตัวเหนี่ยวนำสามารถออกแบบและคำนวณได้ กุญแจสำคัญคือการกำหนดจำนวนรอบของขดลวดเหนี่ยวนำซึ่งสามารถคำนวณประสิทธิภาพกระแสและไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำได้ , ตัวประกอบกำลัง COS A และขนาดหน้าตัดของตัวนำขดลวดเหนี่ยวนำ

การออกแบบและการคำนวณตัวเหนี่ยวนำนั้นลำบากกว่าและมีรายการคำนวณมากมาย เนื่องจากมีการตั้งสมมติฐานบางอย่างในสูตรการคำนวณหาอนุพันธ์ จึงไม่สอดคล้องกับสถานการณ์การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำอย่างแท้จริง ดังนั้นจึงยากต่อการคำนวณผลลัพธ์ที่แม่นยำมาก . บางครั้งมีขดลวดเหนี่ยวนำมากเกินไปและไม่สามารถเข้าถึงอุณหภูมิความร้อนที่ต้องการได้ภายในเวลาทำความร้อนที่กำหนด เมื่อจำนวนรอบของขดลวดเหนี่ยวนำมีขนาดเล็ก อุณหภูมิความร้อนจะเกินอุณหภูมิความร้อนที่ต้องการภายในเวลาทำความร้อนที่กำหนด แม้ว่าก๊อกสามารถสงวนไว้บนขดลวดเหนี่ยวนำและสามารถทำการปรับเปลี่ยนที่เหมาะสมได้ แต่บางครั้งเนื่องจากข้อจำกัดทางโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวเหนี่ยวนำความถี่กำลัง จึงไม่สะดวกในการปล่อยก๊อก สำหรับเซ็นเซอร์ดังกล่าวที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดทางเทคโนโลยี จะต้องถูกทิ้งและออกแบบใหม่เพื่อผลิตใหม่ ตามระยะเวลาหลายปีของการปฏิบัติ เราได้ข้อมูลเชิงประจักษ์และแผนภูมิ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ขั้นตอนการออกแบบและการคำนวณง่ายขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดเวลาในการคำนวณ แต่ยังให้ผลการคำนวณที่เชื่อถือได้อีกด้วย

หลักการหลายประการที่ควรพิจารณาในการออกแบบเซ็นเซอร์มีดังนี้

1. ใช้ไดอะแกรมเพื่อทำให้การคำนวณง่ายขึ้น

ผลการคำนวณบางรายการได้ระบุไว้ในแผนภูมิสำหรับการเลือกโดยตรง เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องว่าง ความถี่ปัจจุบัน อุณหภูมิความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและจุดศูนย์กลางของช่องว่าง และเวลาทำความร้อนในตารางที่ 3-15 ข้อมูลเชิงประจักษ์บางส่วนสามารถนำมาใช้สำหรับการนำความร้อนและการสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีในระหว่างการให้ความร้อนเหนี่ยวนำของช่องว่าง การสูญเสียความร้อนของช่องว่างทรงกระบอกทึบคือ 10% -15% ของพลังงานที่มีประสิทธิภาพของการทำความร้อนที่ว่างเปล่า และการสูญเสียความร้อนของช่องว่างทรงกระบอกกลวงคือพลังงานที่มีประสิทธิภาพของการทำความร้อนที่ว่างเปล่า 15% -25% การคำนวณนี้จะไม่ส่งผลต่อความถูกต้องของการคำนวณ

2. เลือกขีด จำกัด ล่างของความถี่ปัจจุบัน

เมื่อช่องว่างถูกทำให้ร้อนด้วยการเหนี่ยวนำ สามารถเลือกความถี่ปัจจุบันสองความถี่สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางช่องว่างเดียวกันได้ (ดูตารางที่ 3-15) ควรเลือกความถี่กระแสไฟที่ต่ำกว่าเนื่องจากความถี่ปัจจุบันสูงและต้นทุนของแหล่งจ่ายไฟสูง

3. เลือกแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

แรงดันไฟฟ้าขั้วของตัวเหนี่ยวนำจะเลือกแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเพื่อใช้ความจุของแหล่งจ่ายไฟอย่างเต็มที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้า หากแรงดันขั้วของตัวเหนี่ยวนำต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแหล่งจ่ายไฟ จำนวนตัวเก็บประจุที่ใช้ปรับปรุงตัวประกอบกำลัง cos

4. พลังงานความร้อนเฉลี่ยและกำลังการติดตั้งอุปกรณ์

ช่องว่างถูกทำให้ร้อนอย่างต่อเนื่องหรือต่อเนื่อง เมื่อแรงดันขั้วที่จ่ายให้กับตัวเหนี่ยวนำเป็น “=คงที่ พลังงานที่ใช้โดยตัวเหนี่ยวนำจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง คำนวณโดยพลังงานเฉลี่ย กำลังการติดตั้งของอุปกรณ์จะต้องมากกว่ากำลังเฉลี่ยเท่านั้น ช่องว่างของวัสดุแม่เหล็กถูกใช้เป็นวงจร ประเภทเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ พลังงานที่ใช้โดยตัวเหนี่ยวนำเปลี่ยนไปตามเวลาทำความร้อน และพลังงานความร้อนก่อนจุด Curie คือ 1.5-2 เท่าของพลังงานเฉลี่ย ดังนั้นกำลังการติดตั้งของอุปกรณ์ควรมากกว่าเครื่องทำความร้อนเปล่าก่อน Curie จุด. พลัง.

5.ควบคุมกำลังไฟฟ้าต่อหน่วยพื้นที่

เมื่อช่องว่างถูกทำให้ร้อนเนื่องจากความต้องการความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและจุดศูนย์กลางของช่องว่างและเวลาในการทำความร้อน กำลังต่อหน่วยพื้นที่ของช่องว่างจะถูกเลือกเป็น 0.2-0 05kW/cm2o เมื่อออกแบบตัวเหนี่ยวนำ

6. การเลือกความต้านทานที่ว่างเปล่า

เมื่อตัวเปล่าใช้การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำแบบต่อเนื่องและแบบต่อเนื่อง อุณหภูมิความร้อนของตัวเปล่าในเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องจากต่ำไปสูงตามแนวแกน เมื่อคำนวณเซ็นเซอร์ ควรเลือกความต้านทานของช่องว่างตามอุณหภูมิความร้อนที่ต่ำกว่า 100 ~ 200°C อัตราผลการคำนวณจะแม่นยำมากขึ้น

7. การเลือกหมายเลขเฟสของเซ็นเซอร์ความถี่กำลัง

ตัวเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้าสามารถออกแบบเป็นเฟสเดียว สองเฟส และสามเฟส ตัวเหนี่ยวนำความถี่กำลังไฟฟ้าแบบเฟสเดียวให้ความร้อนที่ดีกว่า และตัวเหนี่ยวนำความถี่กำลังไฟฟ้าแบบสามเฟสมีแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ ซึ่งบางครั้งดันตัวเหนี่ยวนำออกจากตัวเหนี่ยวนำ หากตัวเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้าเฟสเดียวต้องการพลังงานขนาดใหญ่ จำเป็นต้องเพิ่มบาลานเซอร์สามเฟสลงในระบบจ่ายไฟเพื่อปรับสมดุลโหลดของแหล่งจ่ายไฟสามเฟส ตัวเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้าสามเฟสสามารถเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟสามเฟสได้ โหลดของแหล่งจ่ายไฟสามเฟสไม่สามารถสมดุลได้อย่างสมบูรณ์ และแรงดันไฟของแหล่งจ่ายไฟสามเฟสที่โรงงานจัดหาให้นั้นไม่เหมือนกัน เมื่อออกแบบตัวเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้า ควรเลือกเฟสเดียวหรือสามเฟสตามขนาดของช่องว่าง ประเภทของเตาให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่ใช้ ระดับอุณหภูมิความร้อน และขนาดของผลผลิต

8. การเลือกวิธีการคำนวณเซนเซอร์

เนื่องจากโครงสร้างที่แตกต่างกันของตัวเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้สำหรับการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่กลางจึงไม่ได้ติดตั้งตัวนำแม่เหล็ก (เตาหลอมเหนี่ยวนำความถี่กลางความจุสูงติดตั้งตัวนำแม่เหล็ก) ในขณะที่ตัวเหนี่ยวนำสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้ามีการติดตั้ง ตัวนำแม่เหล็ก ดังนั้น ในการออกแบบและคำนวณตัวเหนี่ยวนำจึงถือว่าตัวเหนี่ยวนำที่ไม่มีตัวนำแม่เหล็กใช้วิธีการคำนวณตัวเหนี่ยวนำ และตัวเหนี่ยวนำที่มีตัวนำแม่เหล็กใช้วิธีการคำนวณวงจรแม่เหล็กและผลการคำนวณจะแม่นยำกว่า .

9. ใช้ประโยชน์จากน้ำหล่อเย็นของตัวเหนี่ยวนำให้เต็มที่เพื่อประหยัดพลังงาน

น้ำที่ใช้ทำให้เซ็นเซอร์เย็นลงมีไว้เพื่อระบายความร้อนเท่านั้นและไม่มีการปนเปื้อน โดยทั่วไป อุณหภูมิของน้ำที่ไหลเข้าจะน้อยกว่า 30Y และอุณหภูมิของน้ำที่ทางออกหลังจากการทำความเย็นคือ 50Y ปัจจุบันผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้น้ำหล่อเย็นหมุนเวียน ถ้าอุณหภูมิของน้ำสูงก็จะเติมน้ำอุณหภูมิห้องเพื่อลดอุณหภูมิของน้ำแต่ความร้อนของน้ำหล่อเย็นจะไม่ใช้ เตาความร้อนเหนี่ยวนำความถี่กำลังไฟฟ้าของโรงงานมีกำลังไฟ 700kW หากประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำเท่ากับ 70% ความร้อน 210kW จะถูกลบออกจากน้ำ และปริมาณการใช้น้ำจะอยู่ที่ 9t/h เพื่อให้สามารถใช้น้ำร้อนได้อย่างเต็มที่หลังจากทำให้ตัวเหนี่ยวนำเย็นลง น้ำร้อนที่ระบายความร้อนแล้วสามารถนำเข้าสู่เวิร์กช็อปการผลิตเป็นน้ำในครัวเรือนได้ เนื่องจากเตาให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำทำงานอย่างต่อเนื่องในสามกะต่อวัน จึงมีคนใช้น้ำร้อนในห้องน้ำได้ตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน ซึ่งใช้น้ำหล่อเย็นและพลังงานความร้อนได้เต็มที่