Indukcijsko ogrevanje je električno ogrevanje elektromagnetna indukcija. Če v tuljavo, skozi navitje katere teče izmenični tok, postavite predmet iz električno prevodnega materiala, v predmetu, vstavljenem v votlino tuljave, teče izmenični tok. magnetno polje inducirajo se vrtinčni tokovi. v bistvu, govorimo o o transformatorju, pri katerem je sekundarno navitje gredica (kratkostično navitje), primarno navitje pa tuljava, ki se pri indukcijskih grelnikih imenuje induktor. Vrtinčni tokovi segrejejo vstavljeni predmet (obdelovanec). Toplota se obdelovancu dovaja z izmeničnim magnetnim poljem in ne s temperaturnim gradientom, kot pri posrednem segrevanju, in se pojavi neposredno v obdelovancu. Vse drugo okoli je lahko hladno. To je pomembna prednost indukcijskega ogrevanja.

Toplota v obdelovancu se ne ustvarja enakomerno po celotnem prerezu. Na primer: pri segrevanju obdelovanca cilindrični Največja gostota toka bo na površini, proti sredini pa se zmanjšuje približno eksponentno. Ta pojav se imenuje kožni učinek.

Globina, pri kateri se gostota toka zmanjša na vrednost J o /e, to je za 0,368 površinske gostote, se imenuje globina prodiranja δ

• ω = 2πf kotna frekvenca, f - frekvenca
• ρ upornost materiala obdelovanca
• µ o vakuumska prepustnost (4π x 10-7Hm-1)
• µ r specifična prepustnost materiala obdelovanca.

V praksi je priporočljivo prilagoditi to razmerje:

V površinskem sloju debeline ene globine preboja nastane 86,5 % vse toplote, v sloju dveh globin preboja δ 98 %, v sloju 3δ 99,8 % (nanaša se na valj s premerom nad 8 δ). ).

Očitno je, da je globina prodiranja odvisna od frekvence toka induktorja ter od upornosti in relativne prepustnosti materiala obdelovanca pri delovna temperatura praznine.

Zaradi jasnosti predstavljamo globino preboja bakra in ogljikovega jekla (mm):

pogostost	50	500	1000	2000	4000	8000	10000	20000	50000
baker 40°C	10	3,2	2,3	1,6	1,1	0,8	0,7	0,5	0,3
jeklo 1200°C	78	25	17,5	12,3	8,6	6,2	5,5	3,9	2,5

Z vidika obratovalnih stroškov je zanimiva učinkovitost ogrevanja. Približno učinkovitost η lahko ocenimo z razmerjem

• D notranji premer induktorske tuljave
• d premer obdelovanca
• δ globina penetracije
• ρ 1 upornost materiala induktorja
• ρ 2 upornost materiala obdelovanca
• µ r relativna prepustnost materiala obdelovanca.

Učinkovitost se zmanjša, ko se poveča razmerje D/d, ker se zmanjša sklop magnetnega polja induktorja z obdelovancem. Zato ni koristno uporabljati enega induktorja za velik razpon premerov obdelovanca. Učinkovitost se zmanjšuje tudi z večanjem razmerja δ/d. Nizka vrednost δ/d se uporablja na primer za površinsko utrjevanje, pri katerem pride do hitrega segrevanja in nato ohlajanja tanke površinske plasti.

Za oblikovanje (kovanje) je potrebno, da je material čim bolj enakomerno segret. Zato je izbrano počasnejše segrevanje, da se toplota lahko razprši do sredine obdelovanca. K enakomernemu segrevanju prispeva tudi povečanje globine preboja. Izbran je frekvenčni kompromis za doseganje zahtevanega ogrevanja z dobrim izkoristkom prenosa energije od induktorja do obdelovanca.

Praksa je pokazala, da je za segrevanje ogljikovega jekla na 1200 °C ekonomičen naslednji razpon velikosti obdelovancev:

pogostost	premer obdelovanca [mm]	strani pravokotni odsek [mm]
50	200-600	180-550
250	90-250	80-225
500	65-180	60-160
1000	50-140	45-125
2000	35-100	30-80
4000	22-65	20-60
8000	16-50	15-45
10000	15-40	14-35
20000	10-30	9-25

Za obdelovanec ploščate oblike mora biti debelina pnevmatike več kot 2,5-kratna globina vboda. Pri majhni debelini pride do tako imenovane prepustnosti in zmanjšanega ogrevalnega učinka, kar moramo upoštevati pri izbiri opreme.

Za napajanje induktorja višje od v distribucijsko omrežje(50 Hz), uporabljena frekvenca statični frekvenčni pretvornik - tiristor ali tranzistor.

G. Choteborg proizvaja frekvenčne pretvornike s tiristorji od 25 do 1200 kW s frekvenco do 8 kHz in s tranzistorji do 200 kW s frekvenco do 25 kHz.

Indukcijsko ogrevanje vam omogoča dobro stabilizacijo temperature ogrevanih predmetov. Prosto programabilni avtomati se uporabljajo predvsem za krmiljenje procesa. Temperaturo v večini primerov merimo brezkontaktno - pirometri. Pri segrevanju aluminija in njegovih zlitin se uporabljajo tudi termoelementi.

Ena od prednosti indukcijskega ogrevanja je možnost njegove mehanizacije in v nekaterih primerih avtomatizacije. Slednje zmanjšuje potrebo po človeškem delu in je preprosto potrebno za zelo močno opremo.

V praksi se indukcijsko ogrevanje uporablja na naslednjih področjih:

• za oblikovanje – morda najširši spekter uporabe, enakomerno segrevanje obdelovanca je pomembno
• za taljenje železa in neželeza železove kovine, z nizko in srednjo frekvenco
• za površinsko kaljenje - , Choteborg, pri proizvodnji kalilne opreme sodeluje tudi z vabljenimi tehnologi
• za spajkanje - spajka se vstavi med kovinske dele, ki jih je treba spajkati, deli se postavijo v induktor in spajka se stopi
• za vroče stiskanje – rabljeno toplotno raztezanje kovine
• posebne tehnologije - varjenje, plazma, vakuumsko taljenje, vzdrževanje temperature staljenega stekla. Mesto Choteborg se s temi tehnologijami še ni ukvarjalo.

Aktualne zadeve

PF 2019

14.12.2018 Zahvaljujemo se vam za sodelovanje v letu 2018 in vam v novem letu 2019 želimo veliko uspehov na delovnem in osebnem področju. Srečno novo leto 2019 in vesel božič želi ROBOTERM Chotěboř!

INDUKCIJSKO OGREVANJE, segrevanje prevodnih (predvsem kovinskih) teles in ioniziranih plinov zaradi sproščanja toplote z vrtinčnimi (indukcijskimi) tokovi, ki jih vzbuja izmenično elektromagnetno polje. Zagotavlja brezkontaktna metoda prenos energije iz vira elektromagnetnega polja (induktorja) na segreto telo s pretvorbo v toploto neposredno v telesu; najučinkovitejši način ogrevanja. Pri indukcijskem segrevanju je toplota, ki se sprosti v segretem telesu (po Joule-Lenzovem zakonu), odvisna od njegove velikosti in fizikalne lastnosti, frekvenca in jakost magnetnega polja. Značilnost indukcijskega ogrevanja je neenakomerna porazdelitev moči v segretem telesu, ki jo povzroči disipacija energije polja in slabljenje elektromagnetnega valovanja. Za takšno slabljenje je značilna ekvivalentna globina δ e (m), tj. globina površinske plasti ploskega telesa, v kateri se sprosti 86,5 % moči elektromagnetnega valovanja: δ e ≈ 500√p/(μ r ∙f), kjer je p specifična električni upor(Ohm m), μ r - relativna magnetna prepustnost telesa, f - frekvenca spremembe polja (Hz). Za indukcijsko ogrevanje se uporabljajo tokovi različnih frekvenc - industrijski (50 Hz), visoki (150 in 250 Hz), srednji (0,5 do 10 kHz), visoki (67 in 440 kHz), ultra visoki (1,76 in 5,28 MHz) .

Indukcijsko ogrevanje se uporablja: v napravah za indukcijsko ogrevanje - za ogrevanje obdelovancev za plastično obdelavo (globoko ali z indukcijskim segrevanjem) in delov za kemično-termično obdelavo (lokalno ali površinsko indukcijsko ogrevanje), vključno za površinsko utrjevanje s HF tokovi; v indukcijskih pečeh - za taljenje železnih in neželeznih kovin in zlitin, kot tudi consko taljenje, bliskovno taljenje, za proizvodnjo nizkotemperaturne plazme (glej Plasmatron). Induktor (glavni konstrukcijski element indukcijskih naprav in peči) ustvarja izmenično magnetno polje (napetost 10 5 -10 6 A/m). Segreti material je lahko v obliki trdnega masivnega telesa (v napravah za indukcijsko segrevanje), tekočega telesa (v indukcijskih talilnih pečeh) in ioniziranega plina (v mikrovalovnih plazemsko-kemijskih napravah). Prva industrijska indukcijska peč za ogrevanje tekočega jekla (do 80 kg) v odprtem vodoravnem obročastem kanalu je začela obratovati na Švedskem leta 1900; v ZSSR so takšne peči začeli graditi v tridesetih letih 20. stoletja.

V indukcijskih ogrevalnih sistemih Uporabljajo predvsem 2 vrsti induktorjev: pretočne induktorje - okroglega ali kvadratnega prereza za segrevanje obdelovancev po celotni dolžini, reže in ovalnega prereza za lokalno segrevanje koncev dolgih obdelovancev (slika 1), kot tudi kot pri prečnem magnetnem polju (za listni material) in zaprtem magnetnem krogu (za surovce obročev); kaljenje - enoobraten (za zunanje cilindrične površine), zanka, cik-cak in v obliki ravne spirale (za ravne površine), obročast solenoid (za notranje cilindrične površine). Skozi luknje v induktorju ali z uporabo razpršilne naprave se hladilno sredstvo (voda, olje, različne emulzije) dovaja na površino dela, ki ga je treba utrditi.

Indukcijske talilne peči lahko kanal, ki deluje pri industrijski frekvenci, z zmogljivostjo do 150 ton in močjo do 4,0 MBA, in lonček - s kapaciteto pri povprečni frekvenci do 25 ton in pri industrijski frekvenci (s tekočim polnjenjem ) do 60 ton v kanalski peči (slika 2) se temperatura kovine v kopeli (rudniku) poveča zaradi prenosa toplote iz tekoče kovine, ki se nahaja v kanalu. Eden ali več navpičnih ali vodoravnih kanalov (pravokotnega ali krožnega prereza), ki se nahajajo v ognjevzdržni oblogi - tako imenovanem ognjiščnem kamnu, obdaja zaprto magnetno vezje z večobratnim cilindričnim induktorjem. V kanalu intenzivno kroži tekoča kovina z višjo temperaturo pod vplivom elektromagnetnih sil in proste toplotne konvekcije, ki vstopa v kopel (rudnik) skozi ustje kanala. Indukcijske kanalske peči se uporabljajo predvsem v barvni metalurgiji za kontinuirane tehnološke procese kot talilne enote in mešalniki.

riž. 2. Diagram indukcijske kanalske peči (odsek): 1 - kopel (gred); 2- cilindrični induktor; 3- zaprto magnetno vezje; 4 - obloga kanala (spodnji kamen); 5 - navpični obročasti kanal; 6 - ustje kanala.

V lončeni peči(slika 3) je kovina v ognjevzdržnem lončku, ki se nahaja znotraj cilindričnega večobratnega induktorja. Ločena odprta magnetna vezja delujejo kot feromagnetni zasloni za zaščito ohišja peči pred elektromagnetnimi valovi, ki jih ustvarja induktor. Energija se porabi za segrevanje kovine in intenzivno mešanje. V lončku pride do dvokrožnega kroženja kovine s tvorbo konveksnega meniskusa (višina 5-15% globine kovine), kar otežuje ustvarjanje plasti žlindre in omejuje specifično moč (ne več kot 300 kW/t). Peči lončka so eksplozivne (zaradi nizke vzdržljivosti obloge lončka), opremljene z indikatorjem stanja obloge. Peči z indukcijskim lončkom se pogosto uporabljajo pri izdelavi jekla za periodično delovanje pri ponovnem taljenju legiranih jekel; za taljenje visokokakovostnih jekel - vakuumske in indukcijsko-plazemske peči za taljenje posebej čistih kovin in zlitin - peči z vodno hlajenim ("hladnim") lončkom v obliki električno izoliranih cevnih odsekov (tako imenovani sekcijski lonček); .

riž. 3. Diagram indukcijske peči (oddelek): 1 - lonček; 2 - cilindrični induktor; 3 - feromagnetni zaslon; 4 - ohišje; 5 - indikator stanja obloge lončka; puščice - pot tekoče kovine.

Lit.: Weinberg A. M. Indukcijske talilne peči. M., 1967; Toplotna tehnika metalurške proizvodnje. M., 2002. T. 1: Teoretične osnove. T. 2: Načrti in delovanje peči; Indukcijske lončene peči. 2. izd. Ekaterinburg, 2002.

7.1.3. INDUKCIJSKO OGREVANJE

Začetno obdobje. Indukcijsko segrevanje prevodnikov temelji na fizikalnem pojavu elektromagnetne indukcije, ki ga je leta 1831 odkril M. Faraday. Teorijo indukcijskega segrevanja so začeli razvijati O. Heaviside (Anglija, 1884), S. Ferranti, S. Thompson, Ewing. . Njihovo delo je bilo osnova za ustvarjanje tehnologije indukcijskega ogrevanja. Ker se med indukcijskim segrevanjem toplota sprošča v prevodnem telesu - plasti, ki je enaka globini prodiranja elektromagnetnega polja, postane mogoče natančno nadzorovati temperaturo, da se zagotovi visokokakovostno ogrevanje pri visoki zmogljivosti. Druga prednost je brezkontaktno ogrevanje.

Indukcijske peči z odprtim kanalom. Eno prvih znanih zasnov kanalne indukcijske peči (IKF) je predlagal S. Ferranti (Italija) leta 1887. Peč je imela keramični kanal, nad in pod tem kanalom pa so bile nameščene ploščate induktorske tuljave. Leta 1890 E.A. Colby (ZDA) je predlagal zasnovo peči, pri kateri induktor obdaja krožni kanal od zunaj.

Prvo industrijsko peč z jeklenim jedrom in induktorjem, nameščenim v kanalu (slika 7.7), je leta 1900 ustvaril Kjellin (Švedska). Moč peči 170 kW, nosilnost do 1800 kg, frekvenca 15 Hz. Napajanje iz posebnega generatorja znižane frekvence, ki je nujen zaradi nizkega faktorja moči. Do leta 1907 je delovalo 14 tovrstnih peči.

riž. 7.7. Skica odprte kanalske indukcijske peči Kjelly 1 - kanal; 2 - induktor; 3 - magnetno vezje

Leta 1905 je Röheling-Rodenhauser (Nemčija) zasnoval večfazne kanalske peči (z dvema in tremi induktorji), pri katerih so kanali povezani s kopeljo, ki jo napaja omrežje 50 Hz. Tudi poznejši načrti peči so uporabljali zaprte kanale za taljenje neželeznih kovin. Leta 1918 je W. Rohn (Nemčija) zgradil vakuumski ICP, podoben Kjellinovi peči (tlak 2–5 mm Hg), kar je omogočilo pridobitev kovine z boljšimi mehanskimi lastnostmi.

Zaradi številnih prednosti zaprtih kanalskih peči je razvoj odprtih kanalskih peči zastal. Vendar so se poskusi uporabe takšnih peči za taljenje jekla nadaljevali.

V 30. letih v ZDA za pretaljenje odpadkov nerjavno jeklo Uporabljen je bil enofazni ICP nosilnosti 6 ton z odprtim kanalom in napajanjem iz generatorja z močjo 800 kW in frekvenco 8,57 Hz. Peč je delovala v duplex procesu z obločno pečjo. V 40–50-ih letih prejšnjega stoletja so v Italiji uporabljali ICP z odprtim kanalom za taljenje jekla z zmogljivostjo 4–12 ton proizvajalca Tagliaferri. Kasneje je bila uporaba takšnih peči opuščena, saj so bile po svojih lastnostih slabše od obločnih in indukcijskih peči za proizvodnjo jekla.

Indukcijske kanalske peči z zaprtim kanalom. Od leta 1916 so začeli razvijati najprej eksperimentalne in nato industrijske ICP z zaprtim kanalom. Serijo ICP z zaprtim kanalom je razvil Ajax-Watt (ZDA). Gre za enofazne gredne peči z vertikalnim kanalom za taljenje bakro-cinkovih zlitin z močjo 75 in 170 kV?A in nosilnostjo 300 in 600 kg. Bili so podlaga za razvoj številnih podjetij.

V istih letih so bile v Franciji izdelane jaščne peči s horizontalno trifazno indukcijsko enoto (moč 150, 225 in 320 kW). V Angliji je podjetje General Electric Limited predlagalo modifikacijo peči z dvema kanaloma na induktor, z njuno asimetrično razporeditvijo, kar povzroča kroženje taline in zmanjšano pregrevanje.

Peči E. Russ (Nemčija) so bile izdelane z dvema in tremi kanali na induktor (vertikalna in horizontalna izvedba). E. Russ je predlagal tudi zasnovo dvojne indukcijske enote (IE), povezane z dvema fazama.

V ZSSR so v 30-ih letih v Moskovski električni tovarni začeli proizvajati IKP, podobne peči Ajax-Watt. V 50-ih letih prejšnjega stoletja je OKB "Electropech" razvil peči za taljenje bakra in njegovih zlitin z zmogljivostjo 0,4–6,0 ton, nato pa 16 ton. Leta 1955 je bil v tovarni v Belaya Kalitvi zagnan IKP za taljenje aluminija z zmogljivostjo. 6 t.

V 50. letih v ZDA in Zahodna Evropa ICP so se pogosto uporabljali kot mešalniki pri taljenju litega železa v dupleksnem procesu s kupolno ali elektroobločno pečjo. Za povečanje moči in zmanjšanje pregrevanja kovine v kanalu so bile razvite izvedbe IE z enosmernim gibanjem taline (Norveška). Istočasno so bili razviti snemljivi IE. V 70. letih je Ajax Magnetermic razvil dvojne IE, katerih moč trenutno dosega 2000 kW. Podoben razvoj je bil izveden v VNIIETO v istih letih. V razvoju IKP različne vrste Aktivno je sodeloval N.V Veselovski, E.P. Leonova, M.Y. Stolov idr.

V osemdesetih letih je bil razvoj ICP pri nas in v tujini usmerjen v povečanje obsega uporabe in razširitev tehnoloških zmogljivosti, na primer uporaba ICP za proizvodnjo cevi iz barvnih kovin z vlečenjem taline.

Indukcijske lončene peči. Ker lahko indukcijske peči z majhno zmogljivostjo (IFR) učinkovito delujejo le pri frekvencah nad 50 Hz, je bil njihov nastanek oviran zaradi pomanjkanja ustreznih virov energije - frekvenčnih pretvornikov. Kljub temu je v letih 1905–1906. številna podjetja in izumitelji so predlagali in patentirali ITP, med njimi so podjetje "Schneider-Creuzot" (Francija), O. Zander (Švedska), Gerden (Anglija). Hkrati je zasnovo ITP razvil A.N. Lodygin (Rusija).

Prvi industrijski ITP z visokofrekvenčnim generatorjem iskre je leta 1916 razvil E.F. Northrup (ZDA). Od leta 1920 je te peči začelo proizvajati podjetje Ajax Electrothermal. V istem času je J. Ribot (Francija) razvijal ITP s pogonom na rotacijsko iskrišče. Podjetje Metropolitan-Vickers je ustvarilo ITP za visoke in industrijske frekvence. Namesto generatorjev isker so bili uporabljeni strojni pretvorniki frekvence do 3000 Hz in moči 150 kV?A.

V.P. Vologdin v letih 1930–1932 ustvaril industrijski ITP z zmogljivostjo 10 in 200 kg, ki ga napaja strojni frekvenčni pretvornik. Leta 1937 je zgradil tudi ITP, ki ga je poganjal cevni generator. Leta 1936 je A.V. Donskoy je razvil univerzalno indukcijsko peč z generatorjem svetilke z močjo 60 kV?A.

Leta 1938 je podjetje Brown-Boveri za napajanje ITP (moč 300 kW, frekvenca 1000 Hz) uporabilo pretvornik na osnovi večanodnega živosrebrnega ventila. Od 60. let prejšnjega stoletja so se tiristorski pretvorniki začeli uporabljati za napajanje indukcijskih naprav. S povečanjem zmogljivosti ITP je to postalo mogoče učinkovita uporaba napajalnik industrijske frekvence.

V 40–60 letih je OKB Elektropech razvil več vrst ITP: visokofrekvenčno za taljenje aluminija z zmogljivostjo 6 ton (1959), litoželezo z zmogljivostjo 1 tone (1966). Leta 1980 je bila v tovarni v Bakuju izdelana peč s kapaciteto 60 ton za taljenje litega železa (ki jo je razvil VNIIETO po licenci podjetja Brown-Boveri). E.P. je veliko prispeval k razvoju ITP na VNIIETO. Leonova, V.I. Kriesenthal, A.A. Prostyakov in drugi.

Leta 1973 je Ajax Magnothermic skupaj z raziskovalnim laboratorijem General Motors razvil in zagnal vodoravno peč na lončku. kontinuirano delovanje za taljenje litega železa z zmogljivostjo 12 ton in močjo 11 MW.

Od 50. let prejšnjega stoletja so se začele razvijati posebne vrste indukcijskega taljenja kovin:

vakuum v keramičnem lončku;

vakuum v palubi;

vakuum v hladnem lončku;

v elektromagnetnem lončku;

v suspenziji;

uporabo kombinirano ogrevanje.

Do leta 1940 so bile vakuumske indukcijske peči (VIF) uporabljene samo v laboratorijskih pogojih. V 50. letih prejšnjega stoletja so nekatera podjetja, zlasti Hereus, začela razvijati industrijske VIP, katerih zmogljivost na enoto se je začela hitro povečevati: 1958 - 1–3 tone, 1961–5 ton, 1964–15–27 ton, 1970–60 t Leta 1947 je MosZETO izdelal prvo vakuumsko peč s kapaciteto 50 kg, leta 1949 pa je začela serijsko proizvodnjo VIP s kapaciteto 100 kg. Sredi 80-ih je proizvodno združenje Sibelektroterm na podlagi razvoja VNIIETO izdelalo posodobljene VIP z zmogljivostjo 160, 600 in 2500 kg za taljenje posebnih jekel.

Indukcijsko taljenje reaktivnih zlitin v lobanjskih pečeh in pečeh z bakrenim vodno hlajenim (hladnim) lončkom se je začelo uporabljati v 50. letih. Peč s praškasto skorjo je razvil N.P. Gluhanov, R.P. Zhezherin et al leta 1954 in peč z monolitno garnituro - M.G. Kogan leta 1967. Zamisel o indukcijskem taljenju v hladnem lončku je leta 1926 v Nemčiji predlagal Siemens-Halske, vendar ni našel uporabe. Leta 1958 je IMET skupaj z Vseslovenskim raziskovalnim inštitutom za visokofrekvenčne tokove poimenovan po. V.P. Vologdina (VNI-ITVCH) pod vodstvom A.A. Vogel je izvedel poskuse indukcijskega taljenja titana v hladnem lončku.

Prizadevanje za zmanjšanje onesnaženja s kovinami in toplotne izgube v hladnem lončku je privedlo do uporabe elektromagnetnih sil za stiskanje kovine stran od sten, tj. do ustvarjanja "elektromagnetnega lončka" (L.L. Tire, VNIIETO, 1962)

Taljenje kovin v suspendiranem stanju za pridobitev posebej čistih kovin je bilo predlagano v Nemčiji (O. Muk) že leta 1923, vendar zaradi pomanjkanja virov energije ni postalo razširjeno. V 50. letih se je ta metoda začela razvijati v mnogih državah. V ZSSR so zaposleni v VNIITVCh veliko delali v tej smeri pod vodstvom A.A. Vogel.

Taljenje ICP in kombinirano ogrevanje ITP sta se začela uporabljati od 50. let prejšnjega stoletja, sprva na kurilno olje in plinski gorilniki, na primer IKP za pretaljenje aluminijevih oblancev (Italija) in IKP za lito železo (Japonska). Kasneje so postale razširjene peči s plazemsko indukcijsko lončkom, na primer serija pilotnih industrijskih peči z zmogljivostjo 0,16–1,0 tone, ki jih je razvil VNIIETO leta 1985.

Naprave za indukcijsko površinsko utrjevanje. Prve poskuse indukcijskega površinskega utrjevanja je leta 1925 izvedel V.P. Vologdin na pobudo inženirja tovarne Putilov N.M. Belyaeva, ki so veljali za neuspešne, saj so si takrat prizadevali za utrjevanje. V 30. letih je V.P. Vologdin in B.Ya. Romanov je nadaljeval s tem delom in leta 1935 prejel patente za kaljenje z uporabo visokofrekvenčnih tokov. Leta 1936 je V.P. Vologdin in A.A. Vogel je prejel patent za induktor za kaljenje zobnikov. V.P. Vologdin in njegovi zaposleni so razvili vse elemente utrjevalne naprave: rotacijski frekvenčni pretvornik, induktorje in transformatorje (slika 7.8).

riž. 7.8. Kalilnica za sekvenčno kaljenje

1 - utrjen izdelek; 2 - induktor; 3 - utrjevalni transformator; 4 - frekvenčni pretvornik; 5 - kondenzator

Od leta 1936 G.I. Babat in M.G. Lozinsky v tovarni Svetlana (Leningrad) je raziskoval postopek indukcijskega kaljenja z uporabo visokih frekvenc, ki jih napaja cevni generator. Od leta 1932 je kaljenje s srednjefrekvenčnim tokom začel uvajati TOKKO (ZDA).

V Nemčiji je leta 1939 G.V. Soilen je izvajal površinsko utrjevanje ročičnih gredi v tovarnah AEG. Leta 1943 je K. Kegel predlagal posebno obliko induktivne žice za utrjevanje zobnikov.

Široka uporaba površinskega utrjevanja se je začela v poznih 40. letih. V 25 letih od leta 1947 je VNIITVCH razvil več kot 300 utrjevalnih naprav, vključno z zagonom avtomatske linije za utrjevanje ročičnih gredi in naprave za utrjevanje železniških tirnic po celotni dolžini (1965). Leta 1961 je bila v avtomobilski tovarni poimenovana prva naprava za kaljenje zobnikov iz jekla z nizko kaljivostjo. Likhachev (ZIL) (tehnologija, ki jo je razvil K.Z. Shepelyakovsky).

Ena od smeri razvoja indukcijske toplotne obdelave v zadnja leta tehnologije jekla za kaljenje in popuščanje naftnih in plinskih cevi velik premer(820–1220 mm), konstrukcijske armaturne palice, pa tudi ojačitve železniških tirnic.

Prehodne ogrevalne instalacije. Uporaba indukcijskega segrevanja kovin za različne namene, razen za taljenje, je bila na prvi stopnji raziskovalne narave. Leta 1918 je M.A. Bonch-Bruevich, nato pa V.P. Vologdin je z visokofrekvenčnimi tokovi ogreval anode elektronskih cevi med njihovim praznjenjem (razplinjevanjem). Konec tridesetih let prejšnjega stoletja so v laboratoriju tovarne Svetlana izvajali poskuse z uporabo indukcijskega segrevanja na temperaturo 800–900 ° C pri obdelavi jeklene gredi s premerom 170 in dolžino 800 mm. za stružnica. Uporabljen je bil cevni generator z močjo 300 kW in frekvenco 100–200 kHz.

Od leta 1946 so se v ZSSR začela dela na uporabi indukcijskega ogrevanja pri tlačni obdelavi. Leta 1949 je na ZIL (ZIS) začel obratovati prvi kovaški grelec. Delovanje prve indukcijske kovačnice se je začelo v Moskovski tovarni majhnih avtomobilov (MZMA, kasneje AZLK) leta 1952. Uvedena je bila zanimiva dvofrekvenčna naprava (60 in 540 Hz) za ogrevanje jeklenih surovcev (presek - kvadrat 160x160 mm) za tlačno obdelavo. v Kanadi leta 1956 Podobna naprava je bila razvita na VNIITVCh (1959). Za segrevanje do Curiejeve točke se uporablja industrijska frekvenca.

Za proizvodnjo valjarjev je VNIITVCH leta 1963 izdelal grelnik plošč (dimenzije 2,5x0,38x1,2 m) z močjo 2000 kW pri frekvenci 50 Hz.

Leta 1969 je v metalurškem obratu McLouth Steel Corp. (ZDA) je bilo uporabljeno indukcijsko segrevanje jeklenih plošč težkih okoli 30 ton (dimenzij 7,9 x 0,3 x 1,5 m) na šestih tehnoloških linijah (18 induktorjev industrijske frekvence s skupno močjo 210 MW).

Induktorji so imeli posebno obliko, ki je zagotavljala enakomerno segrevanje plošče. Delo o uporabi indukcijskega ogrevanja v metalurgiji je potekalo tudi na VNIIETO (P.M. Chaikin, S.A. Yaitskov, A.E. Erman).

Konec 80-ih let v ZSSR je bilo indukcijsko ogrevanje uporabljeno v približno 60 kovačnicah (predvsem v tovarnah avtomobilske in obrambne industrije) s skupno zmogljivostjo indukcijskih grelnikov do 1 milijona kW.

Nizkotemperaturno ogrevanje pri industrijski frekvenci. V letih 1927–1930 v enem od uralskih obrambnih obratov so se začela dela na indukcijskem ogrevanju na industrijski frekvenci (N. M. Rodigin). Leta 1939 so tam uspešno delovale precej močne indukcijske grelne enote za toplotno obdelavo izdelkov iz legiranega jekla.

TsNIITmash (V.V. Aleksandrov) je izvajal tudi dela na uporabi industrijske frekvence za toplotno obdelavo, ogrevanje za pristanek itd. Številna dela na nizkotemperaturnem ogrevanju so bila izvedena pod vodstvom A.V. Donskoy. V 60–70 letih so Raziskovalni inštitut za armirani beton (NIIZhB), Politehnični inštitut Frunze in druge organizacije izvajale dela na toplotni obdelavi armiranobetonskih izdelkov z uporabo indukcijskega ogrevanja pri frekvenci 50 Hz. VNIIETO je razvil tudi številko industrijske instalacije nizkotemperaturno ogrevanje za podobne namene. Razvoj MPEI (A. B. Kuvaldin) na področju indukcijskega ogrevanja feromagnetnega jekla je bil uporabljen v napravah za ogrevanje delov za navarjanje, toplotno obdelavo jekla in armiranega betona, ogrevanje kemičnih reaktorjev, kalupov itd. (70–80).

Visokofrekvenčno consko taljenje polprevodnikov. Metoda conskega taljenja je bila predlagana leta 1952 (V.G. Pfann, ZDA). Delo na visokofrekvenčnem conskem taljenju brez lončka se je v naši državi začelo leta 1956, na VNIITTVCh pa je bil pridobljen monokristal silicija s premerom 18 mm. Ustvarjene so bile različne modifikacije naprav tipa "Crystal" z induktorjem v vakuumski komori (Yu.E. Nedzvetsky). V 50. letih prejšnjega stoletja je bila v tovarni Platinopribor (Moskva) skupaj z državni inštitut redke kovine (Giredmet). Začetek serijske proizvodnje naprav Kristall za gojenje monokristalov silicija sega v leto 1962 (v Taganrog ZETO). Premer nastalih monokristalov je dosegel 45 mm (1971), kasneje pa tudi več kot 100 mm (1985).

Visokofrekvenčno taljenje oksida. V zgodnjih 60-ih je F.K. Monfort (ZDA) je talil okside v indukcijski peči (gojenje feritnih monokristalov z uporabo visokofrekvenčnih tokov - radio frekvenc). Istočasno sta A.T Chapman in G.V. Clark (ZDA) je predlagal tehnologijo za pretaljenje bloka polikristalnega oksida v hladnem lončku. Leta 1965 je J. Ribot (Francija) z uporabo radijskih frekvenc dobil taline uranovih, torijevih in cirkonijevih oksidov. Taljenje teh oksidov poteka pri visoke temperature(1700–3250 °C), zato potrebuje velik vir energije.

V ZSSR je bila tehnologija visokofrekvenčnega taljenja oksidov razvita na Fizikalnem inštitutu Akademije znanosti ZSSR (A.M. Prohorov, V.V. Osiko). Opremo sta razvila VNIITVCh in Leningrajski elektrotehniški inštitut (LETI) (Yu.B. Petrov, A.S. Vasiliev, V.I. Dobrovolskaya). Naprave Kristall, ki so jih ustvarili leta 1990, so imele skupno zmogljivost več kot 10.000 kW in proizvedle na stotine ton oksidov visoke čistosti na leto.

Visokofrekvenčno ogrevanje plazme. Pojav visokofrekvenčne razelektritve v plinu je znan že od 80. let 19. stoletja. V letih 1926–1927 J.J. Thomson (Anglija) je pokazal, da brezelektrodno razelektritev v plinu ustvarjajo inducirani tokovi, J. Townsend (Anglija, 1928) pa je razelektritev v plinu razložil z delovanjem električno polje. Vse te študije so bile izvedene pri znižanih tlakih.

V letih 1940–1941 G.I. Babat v obratu Svetlana je pri razplinjevanju elektronskih cevi z visokofrekvenčnim segrevanjem opazil razelektritev plazme in nato prvič prejel razelektritev pri atmosferskem tlaku.

V 50. letih različne države Delo je potekalo na visokofrekvenčni plazmi (T. B. Reed, J. Ribot, G. Barkhoff itd.). V ZSSR so jih izvajali od poznih 50-ih let na Leningradskem politehničnem inštitutu (A.V. Donskoy, S.V. Dresvin), MPEI (M.Ya. Smelyansky, S.V. Kononov), VNITVCh (I.P. Dashkevich ) itd. Razelektritve v različnih plinih, plazemski gorilnik proučeni so bili modeli in tehnologije, ki jih uporabljajo. Nastali so visokofrekvenčni plazmatroni s kvarčnimi in kovinskimi (za moči do 100 kW) vodno hlajenimi (izdelani leta 1963) komorami.

V 80. letih prejšnjega stoletja so bili visokofrekvenčni plazmatroni z močjo do 1000 kW pri frekvencah 60 kHz - 60 MHz uporabljeni za proizvodnjo zelo čistega kremenčevega stekla, pigmentnega titanovega dioksida, novih materialov (na primer nitridov in karbidov), ultra- čisti ultrafini prah in razgradnja strupenih snovi.

Iz knjige Zgodovina elektrotehnike avtor Ekipa avtorjev

7.1.1. UPOROVNO OGREVANJE Začetno obdobje. Prvi poskusi ogrevanja vodnikov z električnim tokom segajo v 18. stoletje. Leta 1749 je B. Franklin (ZDA) med študijem razrešnice Leyden kozarec odkril segrevanje in taljenje kovinskih žic, kasneje pa po njem

Iz avtorjeve knjige

7.1.2. ELEKTROOBLOČNO OGREVANJE Začetno obdobje. V letih 1878–1880 W. Siemens (Anglija) je izvedel številna dela, ki so bila osnova za ustvarjanje direktnih in neposrednih obločnih peči indirektno ogrevanje, vključno z enofazno obločno pečjo s kapaciteto 10 kg. Prosili so jih za uporabo magnetnega polja

Iz avtorjeve knjige

Iz avtorjeve knjige

7.7.5. PLAZMA OGREVANJE Začetno obdobje. Začetek dela na plazemskem segrevanju sega v dvajseta leta 20. stoletja. Sam izraz "plazma" je uvedel I. Langmuir (ZDA), koncept "kvazinevtralnega" pa W. Schottky (Nemčija). Leta 1922 sta H. Gerdien in A. Lotz (Nemčija) izvedla poskuse s plazmo, pridobljeno iz

Iz avtorjeve knjige

7.1.6. OGREVANJE Z ELEKTRONSKIM ŽARKOM Začetno obdobje. Tehnologija segrevanja z elektronskim žarkom (taljenje in rafiniranje kovin, dimenzijska obdelava, varjenje, toplotna obdelava, naparjevalni premaz, dekorativna obdelava površina) je nastala na podlagi dosežkov fizike,

Iz avtorjeve knjige

7.1.7. LASERSKO OGREVANJE Začetno obdobje. Laser (okrajšava za Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) je nastal v drugi polovici 20. stoletja. in našel nekaj uporabe v električni tehnologiji je izrazil A. Einstein leta 1916. V.A.

Indukcijsko ogrevanje

Indukcijsko segrevanje je segrevanje materialov z električnimi tokovi, ki jih inducira izmenično magnetno polje. Posledično je to segrevanje izdelkov iz prevodnih materialov (prevodnikov) z magnetnim poljem induktorjev (viri izmeničnega magnetnega polja). Indukcijsko ogrevanje se izvaja na naslednji način. Električno prevoden (kovinski, grafitni) obdelovanec je nameščen v tako imenovani induktor, ki je en ali več ovojev žice (najpogosteje bakrene). V induktorju se s posebnim generatorjem inducirajo močni tokovi različnih frekvenc (od deset Hz do nekaj MHz), zaradi česar se okoli induktorja pojavi elektromagnetno polje. Elektromagnetno polje inducira vrtinčne tokove v obdelovancu. Vrtinčni tokovi segrevajo obdelovanec pod vplivom Joulove toplote. Sistem induktor-prazen je transformator brez jedra, v katerem je induktor primarno navitje. Obdelovanec je kot sekundarno navitje, v kratkem stiku. Magnetni tok med navitji je zaprt skozi zrak. Pri visokih frekvencah se vrtinčni tokovi z magnetnim poljem, ki ga sami ustvarjajo, izpodrinejo v tanke površinske plasti obdelovanca Δ, zaradi česar se njihova gostota močno poveča in obdelovanec segreje. Nižje ležeče plasti kovine se segrevajo zaradi toplotne prevodnosti. Ni pomemben tok, ampak velika gostota toka. V kožni plasti Δ se gostota toka zmanjša za e krat glede na gostoto toka na površini obdelovanca, medtem ko se 86,4 % toplote sprosti v kožni plasti (od celotnega sproščanja toplote. Globina kožne plasti je odvisna od frekvence sevanja: višja kot je frekvenca, Odvisno je tudi od relativne magnetne prepustnosti materiala obdelovanca, potem je še vedno podvržen obratu magnetizacije in dodatnemu segrevanju dela magnetna histereza traja, dokler temperatura dela ne doseže temperature, pri kateri snov izgubi svoje magnetne lastnosti (točka Curie). odsek vodnika.

Za nemagnetne materiale in materiale s temperaturami nad Curiejevo točko je relativna magnetna prepustnost enaka enoti. Globina prodiranja Δ narašča z naraščajočo električno upornostjo ρ v (Ohm m) in pada z naraščajočo frekvenco f (Hz) in relativno magnetno prepustnostjo materiala μ. Pri tokovni frekvenci več kot 1 kHz je mogoče dobiti tanko segreto plast, tj. Izvedite površinsko toplotno obdelavo izdelka in z uporabo toka industrijske frekvence (50 Hz) - s segrevanjem izdelka.

Oblika in dimenzije induktorja so odvisne od geometrije segrevanega izdelka. Induktor je izdelan iz bakrene cevi posebnega profila v obliki cilindrične spirale ali ravnih zavojev s kratkimi nagnjenimi prehodi med zavoji. Za hlajenje induktorja se skozi njega spusti voda.

Za železo, kobalt, nikelj in magnetne zlitine pri temperaturah pod Curiejevo točko ima μ vrednost od nekaj sto do deset tisoč. Za druge materiale (taline, neželezne kovine, tekoči evtektiki z nizkim tališčem, grafit, električno prevodna keramika itd.) je μ približno enaka enoti. Formula za izračun globine kože v mm:

kjer je = 4π·10 −7 magnetna konstanta H/m, je specifična električna upornost materiala obdelovanca pri temperaturi obdelave, je frekvenca elektromagnetnega polja, ki ga ustvarja induktor. Na primer, pri frekvenci 2 MHz je globina kože za baker približno 0,25 mm, za železo ≈ 0,001 mm.

Induktor se med delovanjem močno segreje, saj absorbira lastno sevanje. Poleg tega absorbira toplotno sevanje vročega obdelovanca. Induktorji so izdelani iz bakrenih cevi, hlajenih z vodo. Voda se dovaja s sesanjem.

Prednosti električnih napeljav z indukcijskim ogrevanjem so:

Visoka stopnja ogrevanja, sorazmerna vhodni moči;

Dobri sanitarni in higienski delovni pogoji;

Možnost regulacije območja delovanja vrtinčnih tokov v prostoru (širina in globina segrevanja);

Enostavnost avtomatizacije procesa;

Neomejena raven dosegljivih temperatur, ki zadostujejo za segrevanje kovin, taljenje kovin in nekovin, pregrevanje, taljenje, izhlapevanje materialov in proizvodnjo plazme.

Napake:

Potrebni so bolj zapleteni napajalniki;

Povišan specifična poraba električna energija za tehnološke operacije.

Značilnosti indukcijskega ogrevanja vključujejo možnost uravnavanja prostorske lege območja vrtinčnega toka.

Učinkovitost prenosa energije od induktorja do segretega telesa je odvisna od velikosti reže med njima in se poveča, ko se ta zmanjša. Globina segrevanja telesa narašča z naraščajočo upornostjo in pada z naraščajočo frekvenco toka. Induktorski tok se giblje od sto do več tisoč amperov s povprečno gostoto toka 20 A/mm 2. Izgube moči v induktorjih lahko dosežejo 20-30% uporabne moči.

Indukcijske grelne enote (IHU) se pogosto uporabljajo v različnih tehnoloških procesih v strojništvu in drugih panogah. Razdeljeni so v dve glavni vrsti: instalacije skozi in površinsko ogrevanje.

Naprave za utrjevanje in ogrevanje, odvisno od namena, napajajo omrežja izmeničnega toka s frekvenco od 50 Hz do sto kHz. Napajanje visoko- in visokofrekvenčnih enot je zagotovljeno iz tiristorskih ali strojnih pretvornikov.

Glede na način delovanja se ogrevalne naprave delijo na občasne in trajne.

Pri serijskih instalacijah se segreva samo en obdelovanec ali njegov del. Pri segrevanju surovcev iz magnetnega materiala se poraba energije spremeni: sprva se poveča, nato pa se, ko doseže Curiejevo točko, zmanjša na 60-70% začetne. Pri segrevanju obdelovancev iz neželeznih kovin se moč na koncu segrevanja rahlo poveča zaradi povečanja električne upornosti.

Pri neprekinjenih instalacijah se več obdelovancev hkrati nahaja v vzdolžnem ali prečnem magnetnem polju (slika 3.1). Med procesom segrevanja se premikajo po dolžini induktorja in se segrejejo na določeno temperaturo. Neprekinjeni grelniki bolje izkoriščajo moč iz napajalnika, ker je povprečna moč, ki jo črpajo iz napajalnika, višja od povprečne moči, ki jo porabi šaržni grelnik.

Indukcijski grelci neprekinjeno delovanje imajo večjo učinkovitost vira energije. Produktivnost je višja kot pri serijskih enotah. Možno je napajati več grelnikov iz enega vira, pa tudi priključiti več generatorjev na en grelnik, sestavljen iz več odsekov (slika 3.1, c)

Zasnova induktorja za skozi ogrevanje je odvisna od oblike in velikosti delov. Induktorji so izdelani okroglega, ovalnega, kvadratnega ali pravokotnega prereza. Za ogrevanje koncev obdelovancev so induktorji izdelani kot reža ali zanka (slika 3.1, d, e).

Potreba po vzdrževanju visoke električne in toplotna učinkovitost sistem telesa, ogrevanega z induktorjem, je določen izključno veliko število oblike in velikosti induktorjev. Vezja nekaterih induktorjev za površinsko ogrevanje so prikazana na sliki 3.2. Med induktorjem in ognjevzdržnim valjem je položena plast toplotnoizolacijski material, ki zmanjšuje toplotne izgube ter ščiti električna izolacija induktor.

Električna učinkovitost sistem indukcijskega ogrevanja se povečuje z zmanjševanjem reže med induktorjem in ogrevanim izdelkom ter z naraščanjem razmerja upornost ogrevan izdelek in material induktorja.

Uporovno ogrevanje

Segrevanje prevodnega telesa, ko skozenj teče električni tok po Joule-Lenzovem zakonu, se imenuje uporovno segrevanje. Za ustvarjanje toplote v trdnem prevodniku lahko uporabimo enosmerni in izmenični električni tok. Uporaba enosmernega toka je težavna in ekonomsko nedonosna zaradi pomanjkanja virov (generatorjev) velikega toka in nizka napetost, ki so potrebni za sproščanje toplote v trdnem prevodniku z visoko električno prevodnostjo. Sposobnost transformacije izmeničnega toka vam omogoča, da dobite zahtevane napetosti. Z izmeničnim tokom pod uporom prevodnika DC. To je razloženo s prisotnostjo kožnega učinka, katerega vpliv se povečuje z naraščajočo frekvenco, premerom prevodnika, magnetno prepustnostjo in zmanjšuje z naraščanjem električnega upora.

Načelo sproščanja toplote v prevodniku ob prehodu toka se uporablja v pečeh za direktno (kontaktno) in posredno ogrevanje.

V uporovnih pečeh z neposrednim segrevanjem se tok vodi neposredno do segretega izdelka. Pri izračunu električni parametri segrevanja, je treba upoštevati spremembo upora materiala med segrevanjem.

Kot grelni material se uporabljajo zlitine na osnovi Fe, Ni, Cr, Mo in Al. V obliki žice ali traku. Uporabljajo se tudi grafitni grelci. Cevni električni grelniki (TEH) so zasnovani za ogrevanje različnih medijev s konvekcijo, toplotno prevodnostjo ali sevanjem s pretvorbo električna energija na toploto (slika 3.3). Uporablja se kot sestavni del v industrijske naprave. Grelni elementi se uporabljajo za naslednje namene: ogrevanje tekočine, zraka in drugih plinov; ogrevalna voda in šibke raztopine kislin in alkalij; segrevanje substratov v vakuumskih komorah.

Slika 3.3 – Zasnova cevnega električnega grelnika

Zasnova dvodelnega cevastega električnega grelnika s krožnim prečnim prerezom je sestavljena iz grelnega elementa 5, ki se nahaja znotraj kovinske lupine (spirala ali več spiral iz visokoodporne zlitine) s kontaktnimi palicami 1. Grelni element je izolirani od lupine 4 s stisnjenim električno izolacijskim polnilom 6. Za zaščito pred vlago iz okolja so konci grelnih elementov zatesnjeni. Kontaktne palice so izolirane od lupine z dielektričnimi izolatorji 3.7. Za povezavo žic se uporabljajo matice s podložkami 2.

Prednosti uporovnega ogrevanja: visoka učinkovitost, enostavnost in nizki stroški. Slabosti: onesnaženje z materialom grelca, staranje grelnika.

Veliko ljudi privlači električno ogrevanje dejstvo, da deluje samostojno in ni treba nenehno skrbeti zanj. Negativna stran takega ogrevalni kotli so stroški in tehnične zahteve.

Ponekod jih preprosto ni mogoče uporabiti. Toda mnogi lastniki se tega ne bojijo in verjamejo, da je preprostost upravljanja tista, ki pokriva vse pomanjkljivosti.

Še posebej, ko so se na prodajnih trgih pojavili novi tipi z induktivnimi tuljavami namesto z grelnimi elementi. Hitro segrejejo objekt in po besedah ​​lastnikov enot varčno ogrejejo objekt. Nova vrsta kotli se imenujejo indukcijski.

Nov tip grelnikov je enostaven za uporabo. V primerjavi z plinski grelci, ni saj in saj, česar pa ne moremo reči o napravah s trdim gorivom. In najpomembnejša prednost je, da se ni treba pripravljati trdno gorivo(premog, drva,).

In takoj, ko so se pojavili indukcijski grelniki, so se takoj pojavili obrtniki, ki so, da bi prihranili denar, poskušali ustvariti takšno namestitev z lastnimi rokami.

V tem članku vam bomo pomagali pri oblikovanju grelna naprava na svojem.

Napravo, kjer se kovinski in podobni izdelki segrevajo brez dotika, imenujemo indukcijski grelec.

Delovanje nadzira izmenično indukcijsko polje, ki deluje na kovino, tokovi v notranjosti pa ustvarjajo toploto.

Visokofrekvenčni tokovi poleg izolacije vplivajo na izdelek, zato je zasnova nenavadna v primerjavi z drugimi vrstami ogrevanja. Današnji indukcijski grelniki vsebujejo polprevodniške reduktorje frekvence. Ta vrsta ogrevanja se pogosto uporablja pri toplotni obdelavi jekla in razne povezave

, zlitine. ekonomski učinek. Različni modeli pomagajo izvajati prilagodljive in avtomatizirane kombinacije, vključno z vsestranskimi reduktorji frekvence tranzistorjev in priključnimi bloki, kadar je prednostni indukcijski sistem.

Opis

Grelna naprava

Tipični grelni element vključuje naslednje komponente:

1. Grelni element v obliki palice ali kovinske cevi.
2. Induktor- To je bakrena žica, ki po vrsti uokvirja tuljavo. Med delovanjem deluje kot generator.
3. Alternator. Ločena zasnova, kjer se standardni tok pretvori v vrednost visoka frekvenca.

V praksi se pred kratkim uporabljajo indukcijske enote. Teoretične študije so veliko pred nami. To je mogoče pojasniti z eno oviro - pridobitvijo visokofrekvenčnih magnetnih polj. Dejstvo je, da se uporaba nizkofrekvenčnih nastavitev šteje za neučinkovito. Takoj ko so se pojavile z visoko frekvenco, je bila težava odpravljena.

Generatorji HDTV so prestali svoje evolucijsko obdobje; od svetilke do sodobni modeli, ki deluje na osnovi IGBT. Zdaj so učinkovitejši, lažji in manjši. Njihova frekvenčna omejitev je 100 kHz zaradi dinamičnih izgub tranzistorjev.

Načelo delovanja in obseg

Generator poveča frekvenco toka in prenese njegovo energijo na tuljavo. Induktor pretvori visokofrekvenčni tok v izmenično elektromagnetno polje. Elektromagnetni valovi se spreminjajo pri visokih frekvencah.

Do segrevanja pride zaradi segrevanja vrtinčnih tokov, ki jih izzovejo izmenični vrtinčni vektorji elektromagnetnega polja. Energija se prenaša skoraj brez izgube visoka učinkovitost in je dovolj energije za ogrevanje hladilne tekočine in še več.

Energija baterije se prenaša na hladilno tekočino, ki se nahaja znotraj cevi. Hladilno sredstvo pa je hladilno sredstvo grelnega elementa. Zaradi tega se življenjska doba poveča.

Industrija je najbolj aktiven potrošnik indukcijskih grelnikov, saj veliko modelov vključuje visoko toplotno obdelavo.

Njihova uporaba poveča moč izdelka.

Naprave z visoko močjo so nameščene v visokofrekvenčnih kovačnicah.

Pri površinskem utrjevanju delov uporaba takšnega ogrevanja omogoča večkratno povečanje odpornosti proti obrabi in doseganje pomembnega ekonomskega učinka.

Skupna področja uporabe naprav so spajkanje, taljenje, segrevanje pred deformacijo in visokofrekvenčno kaljenje. Toda obstajajo tudi območja, kjer se proizvajajo monokristalni polprevodniški materiali, gojijo epitaksialni filmi, materiali se penijo v električne komponente. terensko, visokofrekvenčno varjenje lupin in cevi.

Prednosti in slabosti

prednosti:

1. Visoka kakovost ogrevanja.
2. Visoko natančen nadzor in prilagodljivost.
3. Zanesljivost. Lahko deluje samostojno, z avtomatizacijo.
4. Segreje katero koli tekočino.
5. Učinkovitost naprave je 90%.
6. Dolga življenjska doba(do 30 let).
7. Enostaven za namestitev.
8. Grelnik ne nabira vodnega kamna.
9. Zaradi avtomatizacije prihranek energije.

Slabosti:

1. Visoki stroški modelov z avtomatizacijo.
2. Odvisnost od oskrbe z električno energijo.
3. Nekateri modeli so hrupni.

Kako to narediti sam?

Električni diagram indukcijski grelec

Recimo, da se odločite sami izdelati indukcijski grelnik, za to pripravimo cev, vanjo vlijemo majhne koščke jeklena žica(dolžina 9 cm).

Cev je lahko plastična ali kovinska, kar je najpomembneje, z debelimi stenami. Nato se z vseh strani zapre s posebnimi adapterji.

Nato nanj navijemo do 100 ovojev bakrene žice in jo položimo vzdolž sredinskega dela cevi. Rezultat je induktor. Na to navitje priključimo izhodni del pretvornika. Zatečemo se k pomočniku.

Cev deluje kot grelec.

Pripravimo generator in sestavimo celotno konstrukcijo.

Potrebni materiali in orodja:

• žica ali palica iz nerjavečega jekla (premer 7 mm);
• voda;
• emajlirana bakrena žica;
• kovinska mreža z majhnimi luknjami;
• adapterji;
• plastična cev z debelimi stenami;

Vodnik po korakih:

1. Mode žice na kose, dolžine 50 mm.
2. Pripravimo lupino za grelec. Uporabljamo debelostensko cev (premer 50 mm).
3. Spodnji in zgornji del telesa prekrijemo z mrežico.
4. Priprava indukcijske tuljave. Bakrena žica Na telo navijemo 90 zavojev in jih postavimo v sredino lupine.
5. Izrežite del cevi iz cevovoda in namestite indukcijski kotel.
6. Tuljavo priključimo na pretvornik in napolnite kotel z vodo.
7. Nastalo strukturo zmletimo.
8. Preverimo delovanje sistema. Brez vode ga ni mogoče uporabiti, ker se plastična cev lahko stopi.

Iz varilnega pretvornika

Najenostavnejši proračunska možnost je izdelava indukcijskega grelnika z uporabo varilnega inverterja:

1. Če želite to narediti, vzemite polimerno cev, njegove stene morajo biti debele. Na koncih namestimo 2 ventila in povežemo ožičenje.
2. V cev vlijemo koščke(premera 5 mm) kovinsko žico in namestite zgornji ventil.
3. Nato naredimo 90 obratov okoli cevi z bakreno žico, dobimo induktor. Grelni element je cev, kot generator uporabljamo varilni aparat.
4. Naprava mora biti v načinu AC z visoko frekvenco.
5. Priključitev bakrene žice na poli varilni stroj in preverite delo.

Deluje kot induktor, oddaja se magnetno polje, vrtinčni tokovi pa segrevajo narezano žico, kar vodi do vrenja vode v polimerni cevi.

.

1. Odprte površine konstrukcije je treba iz varnostnih razlogov izolirati.
2. Uporaba indukcijskega grelnika je priporočljiva le v zaprtih ogrevalnih sistemih, kjer je nameščena črpalka za kroženje hladilne tekočine.
3. Konstrukcija z indukcijskim grelnikom je postavljena 800 mm od stropa, 300 mm od pohištva in sten.
4. Namestitev manometra bo zaščitila vašo strukturo.
5. Priporočljivo je opremiti grelno napravo avtomatski sistem upravljanje.
6. Grelnik je treba priključiti na električno omrežje s posebnimi adapterji.