Induksjonsvarme- og tempereringsinstallasjoner

I induksjonsinstallasjoner frigjøres varme i et elektrisk ledende oppvarmet legeme av strømmer indusert i det av et vekslende elektromagnetisk felt.

Fordeler med induksjonsoppvarming sammenlignet med oppvarming i motstandsovner:

1) Overføring av elektrisk energi direkte inn i den oppvarmede kroppen tillater direkte oppvarming av ledende materialer. Samtidig øker oppvarmingshastigheten sammenlignet med installasjoner med indirekte virkning, hvor produktet kun varmes opp fra overflaten.

2) Overføring av elektrisk energi direkte inn i den oppvarmede kroppen krever ikke kontaktenheter. Det er praktisk i forholdene for automatisert produksjonsproduksjon, når vakuum og beskyttelsesmidler brukes.

3) På grunn av fenomenet overflateeffekt frigjøres maksimal kraft i overflatelaget til det oppvarmede produktet. Derfor sikrer induksjonsoppvarming under kjøling rask oppvarming av overflatelaget til produktet.Dette gjør det mulig å oppnå en høy overflatehardhet på delen med et relativt viskøst medium. Induksjonsoverflateherding er raskere og mer økonomisk enn andre overflateherdingsmetoder.

4) Induksjonsoppvarming forbedrer i de fleste tilfeller produktiviteten og forbedrer arbeidsforholdene.

Induksjonsoppvarming er mye brukt til:

1) Smelting av metaller

2) Varmebehandling av deler

3) Ved å varme opp deler eller emner før plastisk deformasjon (smiing, stempling, pressing)

4) Lodding og lagdeling

5) Sveis metall

6) Kjemisk og termisk behandling av produkter

I induksjonsvarmeinstallasjoner lager induktoren elektromagnetisk felt, fører til en metalldel virvelstrømmer, hvis største tetthet faller på overflatelaget av arbeidsstykket, hvor den største mengden varme frigjøres. Denne varmen er proporsjonal med kraften som tilføres induktoren og avhenger av oppvarmingstiden og frekvensen til induktorstrømmen. Ved passende valg av effekt, frekvens og virketid kan oppvarming utføres i overflatelaget med forskjellig tykkelse eller over hele seksjonen av arbeidsstykket.

Induksjonsvarmeinstallasjoner, avhengig av lademetode og driftens art, har intermitterende og kontinuerlig drift. Sistnevnte kan bygges inn i produksjonslinjer og automatiske prosesslinjer.

Spesielt overflateinduksjonsherding erstatter så kostbare overflateherdingsoperasjoner som karburering, nitrering, etc.

Induksjonsherdende installasjoner

Formål med induksjonsoverflateherding: å oppnå høy hardhet på overflatelaget samtidig som delens viskøse miljø opprettholdes. For å oppnå slik herding blir arbeidsstykket raskt oppvarmet til en forhåndsbestemt dybde av strømmen indusert av overflatelaget til metallet, etterfulgt av avkjøling.

Dybden av strømpenetrering i metallet avhenger av frekvensen, deretter krever overflateherding forskjellige tykkelser på det herdede laget.

Det finnes følgende typer induksjonsoverflateherding:

1) Samtidig

2) Samtidig rotasjon

3) Kontinuerlig-sekvensiell

Samtidig induksjonsherding — består i samtidig oppvarming av hele overflaten som skal herdes, etterfulgt av avkjøling av overflaten.Det er praktisk å kombinere induktoren og kjøleren. Applikasjonen er begrenset av kraften til kraftgeneratoren. Den oppvarmede overflaten overstiger ikke 200-300 cm2.

Samtidig-sekvensiell induksjonsherding — karakterisert ved at de enkelte delene av den oppvarmede delen varmes opp samtidig og sekvensielt.

Kontinuerlig sekvensiell induksjonsherding - brukes i tilfelle av en stor lengde av den herdede overflaten og består i å varme opp delen av delen under den kontinuerlige bevegelsen av delen i forhold til induktoren eller omvendt. Overflatekjøling følger oppvarming. Det er mulig å bruke separate kjølere eller kombinere dem med en induktor.

I praksis brukes ideen om induksjonsoverflateherding i induksjonsherdemaskiner.

Det finnes spesielle induksjonsherdemaskiner designet for å behandle en spesifikk del eller grupper av deler, litt forskjellige størrelser, og universelle induksjonsherdemaskiner for å behandle hvilken som helst del.

Herdemaskiner inkluderer følgende elementer:

1) Nedtrappingstransformator

2) Induktor

3) Batterikondensatorer

4) Vannkjølesystem

5) Maskinkontroll og styringselement

Universalmaskiner for induksjonsherding er utstyrt med enheter for å feste deler, deres bevegelse, rotasjon, muligheten for å erstatte induktoren. Utformingen av herdeinduktoren avhenger av typen overflateherding og formen på overflaten som skal herdes.

Avhengig av type overflateherding og konfigurasjonen av delene, brukes forskjellige utforminger av herdeinduktorer.

Enheten for herding av induktorer

En induktor består av en induktiv ledning som skaper et vekslende magnetfelt, samleskinner, rekkeklemmer for å koble induktoren til en strømkilde, rør for tilførsel og drenering av vann. Enkelt- og flersvingsinduktorer brukes til å herde flate overflater.

Det er en induktor for herding av ytre overflater av sylindriske deler, indre flate overflater, etc. Det er sylindriske, løkke, spiral-sylindriske og spiral flate. Ved lave frekvenser kan induktoren inneholde en magnetisk krets (i noen tilfeller).

Strømforsyninger for herding av induktorer

Elektriske maskin- og tyristoromformere, som gir driftsfrekvenser opp til 8 kHz, fungerer som strømkilder for middels frekvente slukkeinduktorer.For å oppnå en frekvens i området 150 til 8000 Hz, brukes maskingeneratorer. Ventilstyrte omformere kan brukes. For høyere frekvenser brukes rørgeneratorer. Innenfor økt frekvens brukes maskingeneratorer. Strukturelt er generatoren kombinert med drivmotoren i en konverteringsenhet.

For frekvenser fra 150 til 500 Hz brukes konvensjonelle flerpolsgeneratorer. De jobber i høye hastigheter. Eksitasjonsspolen plassert på rotoren mates gjennom ringkontakten.

For frekvenser fra 100 til 8000 Hz brukes induktorgeneratorer, hvis rotoren ikke har en vikling.

I en konvensjonell synkrongenerator skaper eksitasjonsviklingen som roterer med rotoren en alternerende fluks i statorviklingen, og i induksjonsgeneratoren forårsaker rotasjonen av rotoren en pulsering av den magnetiske fluksen assosiert med magnetviklingen. Bruken av en induksjonsgenerator med økt frekvens skyldes designvanskene til generatorer som opererer ved en frekvens > 500 Hz. I slike generatorer er det vanskelig å plassere flerpolede stator- og rotorviklinger; stasjonen gjøres av asynkronmotorer. Med effekt opp til 100 kW er de to maskinene vanligvis kombinert i ett hus. Høy effekt - to tilfeller Induksjonsvarmer og kjøleenheter kan drives av maskingeneratorer som bruker induksjon eller sentralkraft.

Induksjonskraft er nyttig når generatoren er fulladet av en enkelt enhet som kjører kontinuerlig i metallvarmeelementer.

Sentral strømforsyning — i nærvær av et stort antall varmeelementer som opererer syklisk.I dette tilfellet er det mulig å spare den installerte strømmen til generatorene på grunn av samtidig drift av separate varmeenheter.

Generatorer brukes vanligvis med selveksitering, som kan gi effekt opp til 200 kW. Slike lamper opererer med en anodespenning på 10-15 kV; vannkjøling brukes til å kjøle ned anodelampene med en dissipert effekt på mer enn 10 kW.

Strømlikerettere brukes vanligvis for å oppnå høy spenning. Kraften som leveres av installasjonen. Ofte gjøres disse korreksjonene ved å justere utgangsspenningen til likeretteren og ved å bruke pålitelig skjerming av koaksialkabler for å bære høyfrekvent strøm. I nærvær av uskjermede varmestativer, bør fjernkontroll samt mekanisk automatisk drift brukes for å utelukke tilstedeværelse av personell i det farlige området.