Elektriske kontaktvarmere

Elektrisk kontaktoppvarming ved motstand brukes til oppvarming, kontaktsveising, laminering ved restaurering av slitte deler og varmerørledninger.

Ved oppvarming brukes den som hovedmetoden for oppvarming av deler og detaljer for deres påfølgende trykkbehandling eller varmebehandling, samt som en integrert del av teknologisk oppvarming i kombinasjon med andre operasjoner i produksjonen av halvfabrikata eller ferdige deler. Ved oppvarming omdannes elektrisk energi til termisk energi direkte i deler eller detaljer som inngår i den elektriske kretsen. Både likestrøm og vekselstrøm kan generelt brukes til oppvarming.

I elektriske kontaktinstallasjoner er vekselstrøm mye brukt, siden strømmene som kreves for oppvarming i tusenvis og titusenvis av ampere ved en spenning på flere volt lettest kan oppnås bare ved hjelp av vekselstrømtransformatorer. Installasjoner for elektrisk kontaktoppvarming av deler eller detaljer er delt inn i enkeltposisjon og multiposisjon (fig. 1).

Ris. 1. Skjermer av enkeltposisjons (a) og flerposisjonsenheter med seriell (b) og parallell (c) inkludering av detaljer i en elektrisk krets: 1-klemmekontakt for strømstrøm; 2 — oppvarmet detalj; 3 — strømforsyningsledning.

Avhengig av den nødvendige oppvarmingshastigheten og produktiviteten til den teknologiske linjen, brukes en eller annen ordning. Av tekniske og økonomiske årsaker er det mest fordelaktig å bruke et myoposisjonsskjema med seriekobling av de oppvarmede arbeidsstykkene til den elektriske kretsen, siden i dette tilfellet sikres en gitt hastighet for levering av de oppvarmede arbeidsstykkene ved en gradvis økning i deres temperatur. til en forhåndsbestemt verdi ved å flytte detaljene fra en posisjon til en annen.

Uavhengig av ordningen for å inkludere de oppvarmede delene i den elektriske kretsen, har strømbelastningen ved kontaktpunktene til de strømførende kontaktene med det oppvarmede arbeidsstykket stor innflytelse på de teknologiske, elektriske og tekniske og økonomiske indikatorene til elektriske kontaktinstallasjoner . Strømbelastning reduseres ved avkjøling og trykksetting av kontaktene, samt ved bruk av klemmer med radial- og endekontakter.

Enfase og trefase elektriske kontaktinstallasjoner kan brukes i reparasjonsbedrifter. Trefaseinstallasjoner er mer effektive enn enkeltposisjons enfaseinstallasjoner med samme ytelse, da de gir en jevn belastning på fasene i forsyningsnettet og reduserer strømbelastningen på hver fase.

Alternativet for elektrisk kontaktvarme og varmeinstallasjon velges avhengig av de spesifikke forholdene.

De viktigste elektriske egenskapene til elektriske kontaktvarmeinstallasjoner

Følgende designparametere er bestemt for hver elektrisk kontaktinstallasjon:

• kraft transformator kraft,

• den nødvendige elektriske strømmen i sekundærkretsen,

• stress på den oppvarmede delen eller arbeidsstykket,

• effektivitet

• Maktfaktor.

De første dataene for beregning av elektriske kontaktinstallasjoner er:

• materialklasse,

• massen til den oppvarmede delen og dens geometriske dimensjoner

• strømforsyningsspenning,

• oppvarmingstid og temperatur.

Tilsynelatende kraft, V ∙ A, til en krafttransformator for en enhet med én posisjon:

hvor kz = 1,1 ... 1,3 — sikkerhetsfaktor; F — nyttig varmestrøm; ηtotal — total effektivitet for installasjonen: ηe — elektrisk virkningsgrad; ηt — termisk effektivitet; ηtr — krafttransformatoreffektivitet.

Strømstyrke, A, i sekundærkretsen når arbeidsstykket varmes opp til en temperatur over det magnetiske konverteringspunktet

hvor ρ er tettheten til materialet til arbeidsstykket, kg / m3; ΔT = T2 — T1 er forskjellen mellom den endelige T2 og den innledende T1-temperaturen for arbeidsstykkets oppvarming, K; σ2 - tverrsnittsareal av arbeidsstykket, m2.

Oppvarmingstiden avhenger av arbeidsstykkets diameter og temperaturforskjellen langs lengden og tverrsnittet. I henhold til de teknologiske forholdene bør temperaturforskjellen mellom det oppvarmede arbeidsstykkets indre og overflatelag ikke overstige ΔТП = 100 K. De beregnede og eksperimentelle grafiske avhengighetene for å bestemme oppvarmingstiden er gitt i referanselitteraturen.

I praktiske beregninger kan oppvarmingstiden, s, for sylindriske emner med en diameter på d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K bestemmes av den empiriske formelen

Hvis arbeidsstykket oppvarmes til en temperatur under det magnetiske konverteringspunktet, er det nødvendig å ta hensyn til overflateeffekten ved bestemmelse av strømmen i sekundærkretsen, hvis påvirkningsgrad avhenger av den magnetiske permeabiliteten.

Med hensyn til elektrisk kontaktoppvarming har den empiriske avhengigheten som etablerer forholdet mellom strømmen I2, den relative magnetiske permeabiliteten μr2 til arbeidsstykket og dets diameter formen

I praktiske beregninger er de vanligvis gitt med forskjellige verdier av μr2, og strømstyrken I2 bestemmes av formlene. Den samme strømstyrkeverdien funnet fra de gitte formlene (2) og (4) vil være den ønskede verdien på et gitt tidspunkt. I henhold til de beregnede verdiene til I2 og Z2, er spenningen, V, i sekundærkretsen gitt av uttrykket

Ris. 2. Avhengighet av cosφ for elektriske kontaktinstallasjoner på forholdet l2 / σ2: 1 — for en to-posisjons installasjon med variabel oppvarming av to emner; 2 — for to-posisjonsinstallasjon med samtidig oppvarming av to lagre; 3 — for montering i én posisjon.

Når du bestemmer de viktigste elektriske egenskapene til en elektrisk kontaktinstallasjon, er det nødvendig å ta hensyn til at de fysiske parametrene til delen og de elektriske parametrene til installasjonen endres under oppvarmingsprosessen. Den spesifikke varmen cm og den spesifikke elektriske motstanden til lederen ρт endres avhengig av temperaturen, og cosφ, η og t — avhengig av temperaturen, konstruksjonen og den teknologiske typen installasjon og antall varmeposisjoner.

I henhold til de grafiske eksperimentelle avhengighetene (fig. 2, 3) bestemmes cosφ og ηtotal avhengig av forholdet mellom lengden på arbeidsstykket l2 til σ2. De nødvendige verdiene for S, l2 og U2 kan oppnås ved å erstatte de tilsvarende verdiene for de variable mengdene i formlene (1), (2), (4) og (5). I praktiske beregninger erstattes vanligvis gjennomsnittsverdiene for cm, ρt, η, t og cosφ i formlene, og gjennomsnittsverdien av effekt, strøm eller spenning bestemmes over det antatte oppvarmingstemperaturintervallet.

Ris. 3. Avhengighet av den totale effektiviteten til elektrokontaktinstallasjoner på l2 / σ2-forholdet: 1 — for en to-posisjonsinstallasjon med variabel oppvarming av to arbeidsstykker; 2 — for to-posisjonsinstallasjon med samtidig oppvarming av to arbeidsstykker; 3 — for montering i én posisjon.

Krafttransformatorene til elektriske kontaktinstallasjoner fungerer i en periodisk modus, som er preget av den relative varigheten av å slå på

hvor tn er tiden for oppvarming av emnene, s; t3 — tidspunkt for lossing og transport av last, sek.

Den totale merkeeffekten, kVA, til en krafttransformator, tatt i betraktning εx, bestemmes av uttrykket

Ris. 4. Avhengighet av effektiviteten og effektfaktoren til en elektrisk kontaktvarmeinstallasjon på delens dimensjoner