Индукциялық пештер мен құрылғыларда электр өткізгіш қыздырылған денедегі жылу айнымалы электромагниттік өріс әсерінен ондағы индукцияланған токтармен бөлінеді. Осылайша, мұнда тікелей жылыту орын алады.
Металдарды индукциялық қыздыру екі физикалық заңға негізделген: және Джоуль-Ленц заңы. Металл денелер (таңдамалар, бөлшектер және т.б.) орналастырылған, оларда құйынды қоздырады. Индукцияланған ЭҚК магнит ағынының өзгеру жылдамдығымен анықталады. Индукцияланған ЭҚК әсерінен денелерде құйынды токтар (денелердің ішінде тұйық) ағып, жылу бөледі. Бұл ЭҚК металда жасайды, осы токтардан бөлінетін жылу энергиясы металдың қызуын тудырады. Индукциялық қыздыру тікелей және байланыссыз. Ол ең отқа төзімді металдар мен қорытпаларды балқыту үшін жеткілікті температураға жетуге мүмкіндік береді.
Қарқынды индукциялық қыздыру тек жоғары қарқындылық пен жиілікті электромагниттік өрістерде мүмкін болады, олар арнайы құрылғылар- индукторлар. Индукторлар 50 Гц желіден (өнеркәсіптік жиілік параметрлері) немесе жеке қуат көздерінен - орташа және жоғары жиіліктегі генераторлар мен түрлендіргіштерден қоректенеді.
Төмен жиілікті жанама индукциялық қыздыру құрылғыларының қарапайым индукторы ішіне орналастырылған оқшауланған өткізгіш (ұзартылған немесе ширатылған) болып табылады. металл құбырнемесе оның бетіне қолданылады. Индуктивті өткізгіш арқылы ток өткенде құбырда қыздырғыштар индукцияланады. Құбырдың жылуы (ол тигель, ыдыс болуы мүмкін) қыздырылған ортаға (құбыр арқылы өтетін су, ауа және т.б.) беріледі.
Ең көп қолданылатыны орташа және жоғары жиілікте металдарды тікелей индукциялық қыздыру. Осы мақсатта арнайы жасалған индукторлар қолданылады. Индуктор шығарады , ол қыздырылған денеге түседі және онда демленеді. Жұтылған толқынның энергиясы денеде жылуға айналады. Шығарылатын электромагниттік толқынның түрі (жалпақ, цилиндрлік және т.б.) дене пішініне неғұрлым жақын болса, соғұрлым қыздыру тиімділігі жоғары болады. Сондықтан жалпақ денелерді қыздыру үшін жалпақ индукторлар, ал цилиндрлік дайындамаларды қыздыру үшін цилиндрлік (соленоидтық) индукторлар қолданылады. IN жалпы жағдайолар электромагниттік энергияны қажетті бағытта шоғырландыру қажеттілігіне байланысты күрделі пішінге ие болуы мүмкін.
Индуктивті энергияны енгізудің ерекшелігі құйынды ток ағыны аймағының кеңістіктегі орнын реттеу мүмкіндігі болып табылады. Біріншіден, құйынды токтар индуктормен жабылған аумақта өтеді. Дененің жалпы өлшемдеріне қарамастан индуктормен магниттік байланыста болатын дене бөлігі ғана қызады. Екіншіден, құйынды токтың айналу аймағының тереңдігі және, тиісінше, энергияны босату аймағы, басқа факторлармен қатар, индукторлық ток жиілігіне байланысты (артады төмен жиіліктержәне жиілігі артқан сайын азаяды). Индуктордан қыздырылған токқа энергияны беру тиімділігі олардың арасындағы саңылау көлеміне байланысты және ол азайған сайын артады.
Индукциялық қыздыру болат бұйымдарының бетін шынықтыру үшін, қыздыру арқылы пластикалық деформацияға (соғу, штамптау, престеу және т.б.), металдарды балқытуға, термиялық өңдеуге (жандыру, шынықтыру, қалыпқа келтіру, шынықтыру), дәнекерлеу, төсеу және дәнекерлеу үшін қолданылады. металдар.
Жылыту үшін жанама индукциялық қыздыру қолданылады технологиялық жабдықтар(құбырлар, контейнерлер және т.б.), қыздыру сұйық орталары, кептіру жабындары, материалдар (мысалы, ағаш). Ең маңызды параметриндукциялық жылыту қондырғылары - жиілік. Әрбір процесс үшін (беттік қатайту, қыздыру арқылы) ең жақсы технологиялық және экономикалық көрсеткіштер. Индукциялық қыздыру үшін 50Гц-тен 5МГц-ке дейінгі жиіліктер қолданылады.
Индукциялық қыздырудың артықшылықтары
1) Электр энергиясын қыздырылған денеге тікелей беру өткізгіш материалдарды тікелей қыздыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жанама қондырғылармен салыстырғанда қыздыру жылдамдығы артады, онда өнім тек бетінен қызады.
2) Электр энергиясын қыздырылған денеге тікелей беру байланыс құрылғыларын қажет етпейді. Бұл вакуумдық және қорғаныс құралдарын пайдалану кезінде автоматтандырылған өндірістік желі жағдайында ыңғайлы.
3) Беттік эффект құбылысына байланысты максималды қуат, қыздырылған өнімнің беткі қабатында шығарылады. Сондықтан қатайту кезінде индукциялық қыздыру өнімнің беткі қабатының жылдам қызуын қамтамасыз етеді. Бұл салыстырмалы түрде тұтқыр өзегі бар бөліктің бетінің қаттылығын алуға мүмкіндік береді. Беттік индукциялық шынықтыру процесі бұйымды беттік шыңдаудың басқа әдістеріне қарағанда тезірек және үнемді.
4) Индукциялық қыздыру көп жағдайда өнімділікті арттыруға және еңбек жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді.
Индукциялық балқыту пештері
Индукциялық пешті немесе құрылғыны бастапқы орамасы (индуктор) көзге қосылған трансформатор түрі ретінде қарастыруға болады. AC, ал қыздырылған дененің өзі қайталама орам ретінде қызмет етеді.
Индукциялық балқыту пештерінің жұмыс процесі ваннадағы немесе тигельдегі сұйық металдың электродинамикалық және термиялық қозғалысымен сипатталады, бұл біртекті құрамды металды және оның бүкіл көлемі бойынша біркелкі температурасын алуға, сонымен қатар металл қалдықтарының аз болуымен (бірнеше рет) доғалық пештерге қарағанда аз).
Индукциялық балқыту пештері болаттан, шойыннан, түсті металдардан және қорытпалардан құймаларды, оның ішінде пішінділерді өндіруде қолданылады.
Индукциялық балқыту пештерін өнеркәсіптік жиілікті арналы пештер және өндірістік, орташа және жоғары жиілікті тигельді пештер деп бөлуге болады.
Арналық индукциялық пеш әдетте өндірістік жиілікті (50 Гц) трансформатор болып табылады. Трансформатордың қайталама орамасы балқытылған металдан жасалған катушка болып табылады. Металл отқа төзімді сақиналы арнамен қоршалған. Негізгі магнит ағыны арна металында ЭҚК индукциялайды, ЭҚК ток жасайды, ток металды қыздырады, сондықтан индукциялық арна пеші қысқа тұйықталу режимінде жұмыс істейтін трансформаторға ұқсас. Арна пештерінің индукторлары бойлық мыс түтіктен жасалған, ол бар суды салқындату, ошақ тасының арна бөлігі желдеткішпен немесе орталықтандырылған ауа жүйесінен салқындатылады.
Арналық индукциялық пештер металдың бір сортынан екіншісіне сирек ауысуымен үздіксіз жұмыс істеуге арналған. Арналық индукциялық пештер негізінен алюминий мен оның қорытпаларын, сондай-ақ мыс пен оның кейбір қорытпаларын балқыту үшін қолданылады. Пештердің басқа сериялары қалыптарға құю алдында сұйық шойын, түсті металдар мен қорытпаларды ұстауға және қатты қыздыруға арналған араластырғыш ретінде мамандандырылған.
Индукциялық тигельді пештің жұмысы өткізгіш зарядтан электромагниттік энергияны жұтуға негізделген. Тор цилиндрлік катушка - индуктордың ішіне орналастырылған. Электрлік тұрғыдан алғанда, индукциялық тигельді пеш - бұл қысқа тұйықталған ауа трансформаторы, оның қайталама орамасы өткізгіш заряд болып табылады.
Индукциялық тигельді пештер негізінен пішінді құймалар үшін металдарды балқыту үшін қолданылады. мерзімді режимпайдалану, сондай-ақ жұмыс режиміне қарамастан - арналы пештердің қаптамасына зиянды әсер ететін қола сияқты кейбір қорытпаларды балқыту үшін.
Индукциялық қыздыру – электрөткізгіш материалдарды жоғары жиілікті токтармен (РЖЖ – радиожиілікті қыздыру, радиожиілік толқындар арқылы қыздыру) жанаспастан қыздыру әдісі.
Әдістің сипаттамасы.
Индукциялық қыздыру - айнымалы магнит өрісінің әсерінен индукцияланатын электр тогының көмегімен материалдарды қыздыру. Демек, бұл өткізгіш материалдардан (өткізгіштерден) жасалған бұйымдарды индукторлардың магнит өрісі (айнымалы ток көздері) арқылы қыздыру. магнит өрісі). Индукциялық қыздыру келесідей жүзеге асырылады. Электр өткізгіш (металл, графит) дайындама индуктор деп аталады, ол сымның бір немесе бірнеше айналымы (көбінесе мыс) болып табылады. Арнайы генератордың көмегімен индукторда әртүрлі жиіліктегі қуатты токтар (ондаған Гц-тен бірнеше МГц-ке дейін) индукцияланады, соның нәтижесінде индуктордың айналасында электромагниттік өріс пайда болады. Электромагниттік өріс дайындамада құйынды токтарды тудырады. Құйынды токтар Джоуль жылуының әсерінен дайындаманы қыздырады (Джоуль-Ленц заңын қараңыз).
Индуктивті-бос жүйе индуктивті катушка бастапқы орама болып табылатын ядросыз трансформатор болып табылады. Дайындама екінші реттік орам, қысқа тұйықталған. Орамдар арасындағы магнит ағыны ауа арқылы жабылады.
Жоғары жиіліктерде құйынды токтар өздері тудыратын магнит өрісінің әсерінен дайындаманың жұқа беткі қабаттарына Δ (беттік эффект) ығыстырады, нәтижесінде олардың тығыздығы күрт артады және дайындама қызады. Металлдың астындағы қабаттары жылу өткізгіштікке байланысты қызады. Маңыздысы ток емес, токтың жоғары тығыздығы. Тері қабатында Δ ток тығыздығы дайындама бетіндегі ток тығыздығына қатысты е есе азаяды, ал 86,4% тері қабатында (жалпы жылу бөлінуінен. Тері қабатының тереңдігі) бөлінеді. сәулелену жиілігіне байланысты: жиілік неғұрлым жоғары болса, тері қабаты жұқа болады, сонымен қатар дайындаманың салыстырмалы магниттік өткізгіштігіне μ байланысты.
Кюри нүктесінен төмен температурада темір, кобальт, никель және магниттік қорытпалар үшін μ бірнеше жүзден ондаған мыңға дейінгі мәнге ие. Басқа материалдар үшін (балқымалар, түсті металдар, сұйық төмен балқитын эвтектика, графит, электролиттер, электр өткізгіш керамика және т.б.) μ шамамен бірлікке тең.
Мысалы, 2 МГц жиілікте мыс үшін терінің тереңдігі шамамен 0,25 мм, темір үшін ≈ 0,001 мм.
Жұмыс кезінде индуктор өте қызады, өйткені ол өзінің сәулеленуін сіңіреді. Сонымен қатар, ол ыстық дайындаманың жылулық сәулеленуін сіңіреді. Индукторлар сумен салқындатылатын мыс түтіктерден жасалған. Су сору арқылы беріледі - бұл индуктордың жануы немесе басқа қысымның төмендеуі кезінде қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.
Қолдану:
Өте таза жанаспастан металды балқыту, дәнекерлеу және дәнекерлеу.
Қорытпалардың прототиптерін алу.
Машина бөлшектерін майыстыру және термиялық өңдеу.
Зергерлік бұйымдар жасау.
Газ жалынынан немесе доғалық қыздырудан зақымдалуы мүмкін ұсақ бөлшектерді өңдеу.
Бетінің қатаюы.
Бөлшектерді шынықтыру және термиялық өңдеу күрделі пішін.
Медициналық құралдарды дезинфекциялау.
Артықшылықтары.
Кез келген электр өткізгіш материалды жоғары жылдамдықпен қыздыру немесе балқыту.
Жылыту қорғаныс газ атмосферасында, тотықтырғыш (немесе қалпына келтіретін) ортада, өткізбейтін сұйықтықта немесе вакуумда мүмкін.
Шыныдан, цементтен, пластмассадан, ағаштан жасалған қорғаныс камерасының қабырғалары арқылы жылыту - бұл материалдар электромагниттік сәулеленуді өте әлсіз сіңіреді және қондырғының жұмысы кезінде суық болып қалады. Тек электр өткізгіш материал қыздырылады - металл (соның ішінде балқытылған), көміртегі, өткізгіш керамика, электролиттер, сұйық металдар және т.б.
Пайда болатын MHD күштерінің арқасында сұйық металдың ауада немесе қорғаныш газында ілулі күйінде ұстауға дейін қарқынды араласуы орын алады - осылайша өте таза қорытпалар аз мөлшерде алынады (левитациялық балқыту, электромагниттік тигельде балқыту) .
Қыздыру электромагниттік сәулелену арқылы жүзеге асырылатындықтан, дайындаманың газ жалынымен қыздыру кезінде алаудың жану өнімдерімен, доғалық қыздыру кезінде электродтық материалмен ластануы болмайды. Үлгілерді инертті газ атмосферасына және жоғары қыздыру жылдамдығына орналастыру қақ түзілуін болдырмайды.
Индуктордың шағын өлшеміне байланысты пайдаланудың қарапайымдылығы.
Индукторды арнайы пішінде жасауға болады - бұл күрделі конфигурацияның бөліктерінің бүкіл бетіне біркелкі қыздыруға мүмкіндік береді, олардың деформациясына немесе жергілікті қызбауына әкелмейді.
Жергілікті және селективті жылытуды жүзеге асыру оңай.
Өйткені ең қарқынды қыздыру жұқа жерде болады жоғарғы қабаттардайындамалар, ал астындағы қабаттар жылу өткізгіштікке байланысты жұмсақ қыздырылады, әдіс бөлшектердің бетін қатайту үшін өте қолайлы (өзегі тұтқыр болып қалады).
Жабдықты жеңіл автоматтандыру – жылыту және салқындату циклдері, температураны реттеу және техникалық қызмет көрсету, дайындамаларды беру және алу.
Индукциялық қыздыру қондырғылары:
Жұмыс жиілігі 300 кГц дейінгі қондырғылар үшін IGBT жинақтарына негізделген инверторлар немесе MOSFET транзисторлары қолданылады. Мұндай қондырғылар үлкен бөліктерді жылытуға арналған. Кішкентай бөлшектерді қыздыру үшін жоғары жиіліктер қолданылады (5 МГц-ке дейін, орташа және қысқа толқын диапазоны), вакуумдық түтіктерге жоғары жиілікті қондырғылар салынған.
Сондай-ақ, шағын бөлшектерді жылыту үшін 1,7 МГц-ке дейінгі жұмыс жиіліктеріне арналған MOSFET транзисторлары арқылы жоғары жиілікті қондырғылар салынуда. Транзисторларды басқару және оларды жоғары жиіліктерде қорғау белгілі бір қиындықтарды тудырады, сондықтан жоғары жиілікті орнату әлі де өте қымбат.
Кішігірім бөлшектерді қыздыруға арналған индуктордың өлшемі шағын және индуктивтілігі төмен, бұл төмен жиіліктегі жұмыс тербелмелі контурының сапа факторының төмендеуіне және ПӘК-нің төмендеуіне әкеледі, сонымен қатар негізгі осцилляторға қауіп төндіреді (сапасы). тербелмелі контурдың коэффициенті L/C-ге пропорционал, сапасы төмен тербелмелі контур энергиямен тым жақсы «сорғылады», индукторда қысқа тұйықталу жасайды және негізгі осцилляторды өшіреді). Тербелмелі контурдың сапа коэффициентін арттыру үшін екі әдіс қолданылады:
- күрделірек және қымбат қондырғыларға әкелетін жұмыс жиілігін арттыру;
- индуктордағы ферромагниттік кірістірулерді қолдану; индукторды ферромагниттік материалдан жасалған панельдермен жапсыру.
Индуктор жоғары жиілікте ең тиімді жұмыс істейтіндіктен, индукциялық қыздыру жоғары қуатты генераторлық шамдарды әзірлеу және өндіруді бастағаннан кейін өнеркәсіптік қолдануды алды. Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейін индукциялық жылытуды пайдалану шектеулі болды. Содан кейін генератор ретінде жоғары жиілікті машина генераторлары (В.П. Вологдин жұмыстары) немесе ұшқын разрядты қондырғылар пайдаланылды.
Генератор тізбегі, негізінен, кез келген болуы мүмкін (мультивибратор, RC генераторы, генератор тәуелсіз қозу, әртүрлі релаксация генераторлары), индукторлық катушка түріндегі жүктемеде жұмыс істейтін және жеткілікті қуатқа ие. Сондай-ақ тербеліс жиілігі жеткілікті жоғары болуы қажет.
Мысалы, бірнеше секунд ішінде «кесу». болат сымдиаметрі 4 мм, кем дегенде 300 кГц жиілікте кемінде 2 кВт тербеліс күші қажет.
сәйкес схеманы таңдаңыз келесі критерийлер: сенімділік; діріл тұрақтылығы; дайындамада бөлінетін қуаттың тұрақтылығы; өндірістің қарапайымдылығы; орнатудың қарапайымдылығы; шығындарды азайту үшін бөлшектердің ең аз саны; бірге салмақ пен өлшемдердің азаюына әкелетін бөлшектерді пайдалану және т.б.
Көптеген ондаған жылдар бойы жоғары жиілікті тербелістердің генераторы ретінде индуктивті үш нүктелі генератор (Хартли генераторы, автотрансформатор генераторы) қолданылды. кері байланыс, индуктивті контурдың кернеу бөлгішіне негізделген схема). Бұл анодтың өзін-өзі қоздыратын параллельді қоректену тізбегі және тербелмелі контурда жасалған жиілікті таңдау схемасы. Ол зертханаларда, зергерлік шеберханаларда, өнеркәсіптік кәсіпорындарда, сондай-ақ әуесқойлық тәжірибеде сәтті қолданылды және қолданылуда. Мысалы, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде осындай қондырғыларда Т-34 цистернасының роликтерінің бетін шыңдау жұмыстары жүргізілді.
Үш тармақтың кемшіліктері:
Төмен тиімділік (шам пайдаланған кезде 40% -дан аз).
Магниттік материалдардан жасалған дайындамаларды Кюри нүктесінен (≈700С) жоғары қыздыру кезіндегі күшті жиілік ауытқуы (μ өзгереді), бұл тері қабатының тереңдігін өзгертеді және термиялық өңдеу режимін күтпеген жерден өзгертеді. Маңызды бөлшектерді термиялық өңдеу кезінде бұл қабылданбауы мүмкін. Сондай-ақ, қуатты HDTV қондырғылары Rossvyazohrankultura рұқсат еткен тар диапазонында жұмыс істеуі керек, өйткені нашар экрандау олар шын мәнінде радио таратқыш болып табылады және теледидар мен радио хабарларын таратуға, жағалаудағы және құтқару қызметтеріне кедергі келтіруі мүмкін.
Дайындамаларды ауыстырған кезде (мысалы, кішіректен үлкенге) индуктивті-дайындама жүйесінің индуктивтілігі өзгереді, бұл да тері қабатының жиілігі мен тереңдігінің өзгеруіне әкеледі.
Бір айналымды индукторларды көп айналымға, үлкенірек немесе кішірекке ауыстырған кезде жиілік те өзгереді.
Бабаттың, Лозинскийдің және басқа ғалымдардың жетекшілігімен тиімділігі жоғары (70% дейін) және жұмыс жиілігін жақсырақ сақтайтын екі және үш тізбекті генераторлық схемалар жасалды. Олардың жұмыс істеу принципі келесідей. Қосылған тізбектерді қолдану және олардың арасындағы байланыстың әлсіреуіне байланысты жұмыс тізбегінің индуктивтілігінің өзгеруі жиілікті орнату тізбегінің жиілігінің күшті өзгеруіне әкеп соқпайды. Радио таратқыштар бірдей принцип бойынша жасалған.
Қазіргі заманғы HDTV генераторлары IGBT жинақтарына немесе қуатты MOSFET транзисторларына негізделген инверторлар болып табылады, әдетте көпір немесе жартылай көпір схемасы бойынша жасалады. 500 кГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс істеңіз. Транзисторлық қақпалар микроконтроллерді басқару жүйесі арқылы ашылады. Басқару жүйесі тапсырмаға байланысты автоматты түрде ұстауға мүмкіндік береді
А) тұрақты жиілік
б) дайындамада бөлінетін тұрақты қуат
в) максимум жоғары тиімділік.
Мысалы, магниттік материалды Кюри нүктесінен жоғары қыздырғанда, тері қабатының қалыңдығы күрт артады, токтың тығыздығы төмендейді, ал дайындама нашар қыза бастайды. Материалдың магниттік қасиеттері де жоғалады және магниттелудің кері айналу процесі тоқтайды - дайындама нашар қыза бастайды, жүктеме кедергісі күрт төмендейді - бұл генератордың «таралуына» және оның істен шығуына әкелуі мүмкін. Басқару жүйесі Кюри нүктесі арқылы өтуді бақылайды және жүктеме күрт төмендегенде (немесе қуатты азайтқанда) жиілікті автоматты түрде арттырады.
Ескертпелер.
Мүмкін болса, индукторды дайындамаға мүмкіндігінше жақын орналастыру керек. Бұл дайындаманың жанындағы электромагниттік өрістің тығыздығын арттырып қана қоймайды (қашықтықтың квадратына пропорционал), сонымен қатар қуат коэффициенті Cos(φ) артады.
Жиілікті ұлғайту қуат коэффициентін күрт төмендетеді (жиілік текшесіне пропорционал).
Магниттік материалдарды қыздырған кезде магниттелудің кері өзгеруіне байланысты қосымша жылу да бөлінеді, оларды Кюри нүктесіне дейін қыздыру әлдеқайда тиімді;
Индукторды есептеу кезінде индуктивті катушка апаратын шинаның индуктивтілігін ескеру қажет, ол индуктивті катушканың өзінің индуктивтілігінен әлдеқайда көп болуы мүмкін (егер индуктивті катушка шағын диаметрлі бір айналым түрінде жасалған болса немесе тіпті бұрылыс бөлігі - доға).
Тербелмелі контурларда резонанстың екі жағдайы бар: кернеу резонансы және ток резонансы.
Параллель тербелмелі контур – ток резонансы.
Бұл жағдайда катушкалардағы және конденсатордағы кернеу генератордың кернеуімен бірдей. Резонанста тармақталу нүктелері арасындағы тізбектің кедергісі максимумға айналады, ал Rн жүктеме кедергісі арқылы өтетін ток (I жалпы) минималды болады (I-1l және I-2s тізбегінің ішіндегі ток генератор токынан үлкен).
Ең дұрысы кедергітізбек шексіздікке тең - тізбек көзден токты тұтынбайды. Генератор жиілігі резонанстық жиіліктен кез келген бағытта өзгергенде, тізбектің кедергісі төмендейді және желілік ток (I жалпы) артады.
Сериялық тербелмелі контур – кернеу резонансы.
Негізгі ерекшелігісериялы резонанстық контурдың резонанстық кедергісі минималды болып табылады. (ZL + ZC – ең аз). Жиілікті резонанстық жиіліктен жоғары немесе төмен баптау кезінде кедергі өседі.
Қорытынды:
Резонанстағы параллельді тізбекте контур терминалдары арқылы өтетін ток 0-ге тең, ал кернеу максималды болады.
Тізбекті тізбекте, керісінше, кернеу нөлге ұмтылады және ток максималды болады.
Мақала http://dic.academic.ru/ веб-сайтынан алынды және «Prominductor» LLC оқырманға түсінікті мәтінге қайта қаралды.
Индукциялық қыздыру - өткізгіштікке қабілетті металдарды жанаспайтын термиялық өңдеу әдісі электр энергиясы, жоғары жиілікті токтардың әсерінен. металдарды жоғары температурада өңдеу кәсіпорындарында көбірек қолданыла бастады. Бүгінгі күні индукциялық жабдық ығыстырып, жетекші орынға ие болды балама әдістержылыту
Индукциялық қыздыру қалай жұмыс істейді?
Индукциялық қыздырудың жұмыс принципі өте қарапайым. Жылыту электр энергиясын жоғары қуатты электромагниттік өріске айналдыру арқылы өндіріледі. Өнім индукторлардың магнит өрісі электр энергиясын өткізуге қабілетті өнімге енген кезде қызады.
Дайындама (міндетті түрде электр энергиясын өткізетін материалдан жасалған) индукторға немесе оған жақын жерде орналастырылады. Индуктор әдетте сымның бір немесе бірнеше бұрылысы түрінде жасалады. Көбінесе индукторды жасау үшін қалың мыс түтіктер (сымдар) қолданылады. Электр энергиясының арнайы генераторы оны индукторға береді, 10 Гц-тен бірнеше МГц-ке дейін өзгеруі мүмкін жоғары жиілікті токтарды тудырады. Индукторға жоғары жиілікті токтарды индукциялау нәтижесінде оның айналасында қуатты электромагниттік өріс пайда болады. Пайда болған электромагниттік өрістің құйынды токтары өнімге еніп, оның ішіне айналады жылу энергиясықыздыру кезінде.
Жұмыс кезінде индуктор өзінің сәулеленуін жұтуына байланысты өте қатты қызады, сондықтан ағынға байланысты жұмыс процесінде міндетті түрде салқындатылуы керек. өңдеу суы. Салқындату үшін су сору арқылы қондырғыға беріледі; бұл әдіс кенеттен индуктордың күйіп қалуы немесе қысымның төмендеуі орын алса, орнатуды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Өндірісте индукциялық қыздыруды қолдану
Жоғарыда сипатталғандардан түсінуге болатындай, индукциялық жылыту өндірісте өте белсенді қолданылады. Бүгінгі күні индукциялық жабдық металл өңдеудің бәсекелес әдістерін екінші жоспарға ығыстырып, жетекші орынға ие болды.
Металдарды индукциялық балқыту
Балқыту операцияларын жүргізу үшін индукциялық қыздыру қолданылады. Белсенді пайдалану индукциялық пештер HDTV жылыту қазіргі кезде бар металдардың барлық түрлерін бірегей өңдеуге қабілетті болғандықтан басталды.
Индукциялық балқыту пеші металды тез ерітеді. Қондырғыны қыздыру температурасы ең талап етілетін металдарды балқыту үшін де жеткілікті. Индукциялық балқыту пештерінің басты артықшылығы олардың қож түзілмейтін таза металды балқытуға қабілеттілігінде. Жұмыс қысқа мерзімде аяқталады. Әдетте, 100 килограмм металды балқыту уақыты 45 минутты құрайды.
Жоғары жиілікті токтармен шыңдау (жоғары жиілікті токтар)
Шынықтыру көбінесе болаттан жасалған бұйымдарда орындалады, бірақ оны мыс және басқа металл бұйымдарына да қолдануға болады. Жоғары жиілікті шыңдаудың екі түрін ажырату әдетке айналған: беттік шынықтыру және терең шынықтыру.
Индукциялық қыздырудың қатайту жұмысына қатысты басты артықшылығы - тереңдікке (терең қатаю) жылу ену мүмкіндігі. Бүгінгі күні индукциялық жабдықта жоғары жиілікті шынықтыру жиі орындалады.
Индукциялық қыздыру жоғары жиілікті материалдарды қатайтуға ғана емес, сонымен қатар түпкілікті нәтижеге тамаша сапалы өнім береді. Шынықтыру жұмыстарын жүргізу үшін индукциялық қыздыруды қолдану кезінде өндірістегі ақаулар саны айтарлықтай азаяды.
HDTV дәнекерлеу
Индукциялық қыздыру тек металды өңдеу үшін ғана емес, сонымен қатар өнімнің бір бөлігін екіншісіне қосу үшін де пайдалы. Бүгінгі күні жоғары жиілікті дәнекерлеу өте танымал болды және дәнекерлеуді фонға айналдыра алды. Қай жерде дәнекерлеуді дәнекерлеуге ауыстыру мүмкін болса, өндірушілер мұны жасайды. Бұл тілек нақты неден туындады? Барлығы өте қарапайым. Жоғары жиілікті дәнекерлеу жоғары беріктігі бар толық өнімді алуға мүмкіндік береді.
Жоғары жиілікті дәнекерлеу өнімге жылудың тікелей (байланыссыз) енуіне байланысты аяқталды. Металды қыздыру оның құрылымына үшінші тараптың араласуын қажет етпейді, бұл сапаға оң әсер етеді дайын өнімжәне оның қызмет ету мерзімі ішінде.
Термиялық өңдеу дәнекерлеу
Дәнекерленген жіктерді термиялық өңдеу - бұл тамаша өңдеуге болатын тағы бір маңызды технологиялық процесс индукциялық қыздырғыш. Өнімді беру үшін термиялық өңдеу жүргізіледі күшінің артуыжәне, әдетте, буындарда пайда болатын металл кернеуін тегістеңіз.
Индукциялық қыздыруды қолдану арқылы термиялық өңдеу үш кезеңде жүзеге асырылады. Олардың әрқайсысы өте маңызды, өйткені егер сіз бірдеңені жіберіп алсаңыз, өнімнің сапасы кейіннен басқаша болады және оның қызмет ету мерзімі азаяды.
Индукциялық қыздыру металға оң әсер етеді, оның берілген тереңдікке біркелкі енуіне және дәнекерлеу кезінде пайда болатын кернеуді тегістеуге мүмкіндік береді.
Соғу, пластик, деформация
Соғу жылытқышы индукциялық жылытуға негізделген қондырғылардың бір түрі болып табылады. Соғу қыздырғышы металды деформациялау үшін, сондай-ақ штамптау мақсатында және т.б.
Индукциялық қыздыру металды біркелкі қыздырып, оның иілуіне мүмкіндік береді дұрыс жерлердежәне бұйымға қажетті пішінді беріңіз.
Бүгінгі таңда өнімдерді штамптау және пластификациялау үшін соғу жылытқышын көбірек кәсіпорындар қолдана бастады.
Индукциялық қыздыру металды термиялық өңдеудің барлық қажетті операцияларын жеңе алады, бірақ көбінесе жоғарыда сипатталған жағдайларда қолданылады.
Индукциялық қыздырудың артықшылықтары мен кемшіліктері
Әр нәрсенің артықшылығы мен кемшілігі, жақсы және жаман жақтары болады. Индукциялық қыздыру ерекшеленбейді және оның артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Дегенмен, индукциялық жылытудың кемшіліктері соншалықты маңызды емес, олар сахнаның артында көрінбейді. үлкен сомаартықшылықтар.
Индукциялық жылытудың кемшіліктері аз болғандықтан, біз оларды бірден тізімдейміз:
- Кейбір қондырғылар өте күрделі және оларды бағдарламалау орнатуға қызмет көрсете алатын (жөндеу, тазалау, бағдарламалау) білікті мамандарды қажет етеді.
- Егер индуктор мен дайындама нашар сәйкес келсе, электр қондырғысында ұқсас тапсырма орындалғанға қарағанда әлдеқайда көп қыздыру қуаты қажет болады.
Көріп отырғаныңыздай, шын мәнінде аз кемшіліктер бар және олар индукциялық жылытуды пайдалану немесе пайдаланбау пайдасына шешім қабылдауға қатты әсер етпейді.
Индукциялық жылытудың көптеген артықшылықтары бар, бірақ біз тек негізгілерін көрсетеміз:
- Өнімді қыздыру жылдамдығы өте жоғары. Индукциялық қыздыру металл өнімді дереу өңдеуді бастайды, жабдықты жылытудың аралық кезеңдері қажет емес;
- Өнімді кез келген қайта жасалған ортада жылытуға болады: қорғаныс газ атмосферасында, тотықтырғышта, тотықсыздандырғышта, вакуумда және өткізбейтін сұйықтықта.
- Индукциялық қондырғы салыстырмалы түрде бар өлшемі бойынша шағын, оны пайдалану өте ыңғайлы етеді. Қажет болған жағдайда индукциялық жабдықты жұмыс орнына тасымалдауға болады.
- Металл құйынды токтардан өтуге қабілетті материалдардан жасалған қорғаныс камерасының қабырғалары арқылы қызады, аз мөлшерде сіңіреді. Жұмыс кезінде индукциялық жабдық қызбайды, сондықтан ол отқа төзімді деп танылады.
- Металл электромагниттік сәулелену арқылы қыздырылғандықтан, дайындаманың өзінде немесе қоршаған атмосфераның ластануы болмайды. Индукциялық жылыту экологиялық таза деп танылды. Бұл қондырғы жұмыс істеп тұрған кезде цехта болатын компания қызметкерлеріне мүлдем зиян келтірмейді.
- Индукторды кез келген дерлік күрделі пішіннен жасауға болады, бұл оны жақсы қыздыруды қамтамасыз ету үшін өнімнің өлшемдері мен пішініне сәйкес келтіруге мүмкіндік береді.
- Индукциялық қыздыру қарапайым селективті қыздыруға мүмкіндік береді. Егер сізге бүкіл өнімді емес, белгілі бір аумақты жылыту қажет болса, онда индукторға тек сол аймақты орналастыру жеткілікті болады.
- Индукциялық қыздыруды қолдану арқылы өңдеу сапасы тамаша. Өндірістегі ақаулар саны айтарлықтай азайды.
- Индукциялық қыздыру электр энергиясын және басқа да өндірістік ресурстарды үнемдейді.
Көріп отырғаныңыздай, индукциялық жылытудың көптеген артықшылықтары бар. Жоғарыда тек негізгілері көрсетілді, бұл көптеген иелердің металды термиялық өңдеуге арналған индукциялық қондырғыларды сатып алу туралы шешіміне қатты әсер етті.
Индукциялық қыздырудың жұмыс принципі туралы айтпас бұрын, оның не екенін білу керек. әсерінен металдарды технологиялық өңдеу процесі болып табылады жоғары температуралар. Өндірісте индукциялық қыздыру дәнекерлеу, балқыту, жоғары жиілікті дәнекерлеу, шыңдау, соғу, деформациялау және термиялық өңдеу үшін қолданылады. Қазіргі заманғы кәсіпорындарметалл өңдеу үшін олар индукциялық қыздыруды пайдаланады, өйткені ол өзінің артықшылықтарымен тарта алды,
олардың арасында мен атап өткім келеді жоғары жылдамдықжұмыс, жақсы нәтижелер, жабдықтың энергия тиімділігі, сонымен қатар жұмыс процесін автоматтандырылған бақылау.
үшін индукциялық қыздыру принциптері өндірістік процестер 20-шы жылдардан бері қолданыла бастады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде ғалымдар мүмкіндігінше тезірек дамуға тырысты соңғы технологияларағымдағы жағдайда пайдалануға арналған. Дәл соғыс кезінде берік металл бұйымдарын алуға мүмкіндік беретін сенімді және жылдам процесті ойлап табудың шұғыл қажеттілігі туындады.
Қазіргі уақытта ғалымдар табиғи ресурстар мен уақытты үнемдей отырып, барлық қажетті технологиялық процестерді жүзеге асыруға мүмкіндік беретін технологияларды табуға бағытталған. Әрине, сапаны бақылаудың жоғарылауы да жылдам, үнемді және өндіретін құрал-жабдықтарды жасауға маңызды әсер етті сапалы жұмыс. Бүгінгі күні индукциялық жылытуды өндірушілер металлургиялық кәсіпорындарда белсенді пайдаланады.
Индукциялық қыздыру қалай жұмыс істейді?
Электр энергиясының генераторынан берілетін айнымалы ток трансформатордың бастапқы орамасына әсер етіп, қуатты электромагниттік өрісті жасайды. Пайда болған магнит өрісінің ішінде орналасқан екінші реттік орамға әсері туралы Фарадей заңын тәжірибеде қолдану арқылы электр энергиясын алуға болады.
Егер индукциялық қыздырғыштың стандартты конструкциясын қарастыратын болсақ, айнымалы ток индуктор арқылы өтетіні (ол, әдетте, мыс катушка түрінде жасалған) және металл бұйымға орналастырылған жылу энергиясын өндіретіні көрінеді. индуктор. IN бұл жағдайдаиндуктор трансформатордың бастапқы орамасы болып табылады, ал оған орналастырылған бөлік қосалқы болып табылады.
Өтетін электромагниттік өріс металл өнімі, онда Фуко деп аталатын ағымдарды жасайды. Фуко токтары металдың электр кедергісіне қарама-қарсы бағытта болады. Жылу энергиясы металл мен индуктор арасындағы тікелей байланысқа қол жеткізбестен тікелей металда жасалады. Бұл әсер әдетте «Джоуль эффектісі» деп аталады, өйткені ол ғалымның бірінші заңына негізделген.
Индукциялық қыздыру - артықшылықтар
Жоғарыда біз индукциялық жылытуды кең ауқымда пайдалану белгілі бір себептермен басталғанын айттық және оның себебі индукциялық жабдықтың артықшылықтары болды. Төменде біз бұл артықшылықтарды егжей-тегжейлі қарастырамыз.
Индукциялық жылыту жабдығымен салыстырғанда қандай артықшылықтар бар балама жолдарметалл өңдеу?
- Жоғары өнімділік. Индукциялық қыздыру зауыттарды жылдам іске қосу және өнімді қысқа мерзімде қыздыру арқылы зауыт өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Жылыту орнатуды бастағаннан кейін бірден пайда болады. Жабдықты алдын ала қыздырудың немесе салқындатудың қажеті жоқ.
- Құрылымдық беріктік. Жылу энергиясы, жоғарыда айтылғандай, өнімнің тұтастығын сақтауға мүмкіндік беретін металлда тікелей жасалады. Өндірісте индукциялық қыздырғышты пайдаланған кезде ақаулардың ең аз мөлшері алынады. Алу максималды әсерметалл өңдеуден металды арнайы вакуумдық ортаға орналастыруға болады, осылайша оны тотығудан қорғайды.
- Жоғары энергия тиімділігі. Индукциялық қыздырғыш қуатты электромагниттік өрісті құру үшін оның аз ғана мөлшерін пайдалану арқылы электр энергиясын үнемдеуге мүмкіндік береді. Орнатуды бастағаннан кейінгі барлық күтулер азаяды, бұл сонымен қатар өндіріс ресурстарын үнемдейді және өнімді төмен бағамен алуға мүмкіндік береді.
- Автоматтандырылған жұмыс процесі. -ға рахмет бағдарламалық қамтамасыз етуиндукциялық қондырғыда орнатылған болса, бүкіл жұмыс процесін автоматты түрде басқаруға болады, бұл өңдеудің дәлірек нәтижелерін алуға мүмкіндік береді.
- Таза экология. Индукциялық жылыту қоршаған орта тұрғысынан қауіпсіз. Индукциялық қондырғының жұмысы кезінде ауаға шығарындылар шығарылмайды. зиянды заттар, және бері ашық отжоқ, онда түтін жоқ. Индукциялық жылытқыштың өрт қауіпсіздігінің жоғары деңгейі бар.
Индукциялық қыздыру - жоғары температурада металды жоғары сапалы және жылдам өңдеуге мүмкіндік беретін тамаша заманауи әдіс.
Индукциялық жабдыққа қатысты кез келген сұрақты біздің форумда немесе компания мамандарының біріне қоңырау шалу арқылы қоюға болады, барлық телефон нөмірлері «Байланыстар» бөлімінде берілген.
Индукция жылыту қазандықтары- Бұл өте жоғары тиімділікпен сипатталатын құрылғылар. Олар қыздыру элементтерімен жабдықталған дәстүрлі құрылғылармен салыстырғанда энергия шығындарын айтарлықтай төмендете алады.
Модельдер өнеркәсіптік өндірісарзан емес. Дегенмен, кез келген адам өз қолдарымен индукциялық жылытқышты жасай алады. үй шебері, құралдардың қарапайым жиынтығын иелену. Біз оған көмек ұсынамыз егжей-тегжейлі сипаттаматиімді қыздырғыштың жұмыс принципі және құрастыру.
Индукциялық қыздыру үш негізгі элементті қолданбай мүмкін емес:
- индуктор;
- генератор;
- қыздыру элементі.
Индуктивті катушка әдетте одан жасалған катушка болып табылады мыс сым, оның көмегімен магнит өрісін тудырады. Тұрмыстық 50 Гц стандартты электр тогынан жоғары жиілікті ток шығару үшін генератор қолданылады.
Қыздыру элементі ретінде магнит өрісінің әсерінен жылу энергиясын жұтуға қабілетті металл зат пайдаланылады. Егер сіз осы элементтерді дұрыс біріктірсеңіз, сіз жылытуға өте ыңғайлы жоғары өнімді құрылғыны ала аласыз салқындатқыш сұйықтықЖәне .
Генераторды пайдалану электр тогықажетті сипаттамалары бар индукторға жеткізіледі, яғни. мыс орамға. Ол арқылы өткенде зарядталған бөлшектер ағыны магнит өрісін құрайды.
Индукциялық қыздырғыштардың жұмыс принципі магнит өрісінің әсерінен пайда болатын өткізгіштердің ішінде электр тогының пайда болуына негізделген.
Өрістің ерекшелігі - оның жоғары жиіліктегі электромагниттік толқындардың бағытын өзгерту мүмкіндігі бар. Егер осы өріске кез келген металл зат қойылса, ол құрылған құйынды токтардың әсерінен индуктормен тікелей байланыссыз қыза бастайды.
Инвертордан индукциялық катушкаға берілетін жоғары жиілікті электр тогы магниттік толқындардың тұрақты өзгеретін векторы бар магнит өрісін жасайды. Бұл өріске орналастырылған металл тез қызады
Байланыстың болмауы индукциялық қазандықтардың тиімділігін жоғарылатуды түсіндіретін бір түрден екіншісіне ауысу кезінде энергия шығындарын елеусіз етуге мүмкіндік береді.
Жылыту тізбегіне арналған суды жылыту үшін оның байланысын қамтамасыз ету жеткілікті металл жылытқыш. Жиі жылыту элементі ретінде металл құбыр пайдаланылады, ол арқылы су ағыны жай ғана өтеді. Су бір мезгілде жылытқышты салқындатады, бұл оның қызмет ету мерзімін айтарлықтай арттырады.
Индукциялық құрылғының электромагнитін ферромагниттік өзекке сымды орау арқылы алады. Алынған индукциялық катушкалар қызады және жылуды қыздырылған денеге немесе жылу алмастырғыш арқылы өтетін салқындатқышқа береді.
Құрылғының артықшылықтары мен кемшіліктері
Құйынды индукциялық жылытқыштың көптеген «артықшылықтары» бар. Ол үшін оңай өздігінен жасалғансхема, жоғары сенімділік, жоғары тиімділік, салыстырмалы түрде төмен энергия шығындары, ұзақ мерзімдіжұмыс істеуі, бұзылу ықтималдығы төмен және т.б.
Құрылғының өнімділігі айтарлықтай болуы мүмкін осы типтегі қондырғылар металлургия өнеркәсібінде сәтті қолданылады. Салқындатқышты қыздыру жылдамдығы бойынша осы типтегі құрылғылар дәстүрлі құрылғылармен сенімді бәсекелеседі. электр қазандықтары, жүйедегі су температурасы қажетті деңгейге тез жетеді.
Индукциялық қазандықтың жұмысы кезінде қыздырғыш аздап дірілдейді. Бұл діріл металл құбырдың қабырғаларындағы әк пен басқа шөгінділерді шайқайды. ықтимал ластану, сондықтан мұндай құрылғыны сирек тазалау қажет. Әлбетте, жылыту жүйесімеханикалық сүзгінің көмегімен осы ластаушы заттардан қорғалуы керек.
Индукциялық катушка жоғары жиілікті құйынды токтардың көмегімен оның ішіне орналастырылған металды (құбыр немесе сым бөліктері) қыздырады, контакт қажет емес.
Сумен тұрақты байланыс қыздырғыштың жану ықтималдығын азайтады, бұл өте жақсы ортақ мәселеқыздыру элементтері бар дәстүрлі қазандықтар үшін. Дірілге қарамастан, қазандық өте тыныш жұмыс істейді, қосымша дыбыс оқшаулауқұрылғыны орнату орнында қажет болмайды.
Көбірек индукциялық қазандықтарЖақсы нәрсе, егер жүйе дұрыс орнатылған болса, олар ешқашан ағып кетпейді. Бұл өте құнды сапа, өйткені ол қауіпті жағдайлардың туындау ықтималдығын жояды немесе айтарлықтай азайтады.
Ағып кетудің болмауына байланысты контактісіз жолменжылу энергиясын қыздырғышқа беру. Жоғарыда сипатталған технологияны қолдана отырып, салқындатқышты дерлік бу күйіне дейін қыздыруға болады.
Бұл салқындатқыштың құбырлар арқылы тиімді қозғалысын ынталандыру үшін жеткілікті жылу конвекциясын қамтамасыз етеді. Көп жағдайда жылу жүйесін жабдықтау қажет болмайды айналым сорғысы, дегенмен бәрі нақты жылу жүйесінің ерекшеліктері мен дизайнына байланысты.
Тақырып бойынша қорытынды және пайдалы бейне
Бейне №1. Индукциялық қыздыру принциптеріне шолу:
Бейне №2. Қызықты нұсқаиндукциялық қыздырғышты жасау:
Индукциялық жылытқышты орнату үшін реттеуші органдардан рұқсат алудың қажеті жоқ, өнеркәсіптік үлгілермұндай құрылғылар өте қауіпсіз, олар жеке үйге де, үйге де жарамды қарапайым пәтер. Бірақ үйде жасалған қондырғылардың иелері қауіпсіздік шараларын ұмытпауы керек.