12.1. Электрические схемы индукционных установок

По электрическим схемам индукционные нагревательные установки бывают 3-х видов: с понижающим трансформатором, с автотрансформатором и с индуктором, имеющим отпайки.

Электросхема с понижающим трансформатором включает генератор тока, индукторы, батарею конденсаторов, контакторы, комплект измерительных приборов (вольтметр, ваттметр, фазометр высокочастотный, амперметр), понижающий трансформатор. Таким образом, схема индукционного нагревателя представляет собой колебательный контур с индуктивным, емкостным и активным сопротивлением.

Индуктивное сопротивление – это индуктор, емкостно-конденсаторная батарея, активное – система индуктор-заготовка и соединительные провода.

Схема с понижающим высокочастотным трансформатором применяется в тех случаях, когда невозможно конструктивно выполнить индуктор на номинальное напряжение генератора, то есть число витков, рассчитанное по номинальному напряжению генератора, не может быть уложено на заданной длине индуктора.

Схема с автотрансформатором применяется при централизованном питании индукционных нагревателях устройств, когда необходимо изменять темп работы. Автотрансформаторы включаются перед колебательным контуром. Он изменяет напряжение на индукторе в соответствии с темпом работы.

Схема с индуктором, имеющим отпайки, также применяются при централизованном питании. В этом случае меняется число витков индуктора, включаемых под напряжение, и тем самым изменяется время нагрева (темп работы).

Конструктивное исполнение индукционных нагревательных установок.

Индукционная нагревательная установка состоит из источника питания и индукционного нагревателя. Источники питания током повышенной частоты могут быть электромагнитные преобразователи частоты и тиристорные преобразователи.

Электромагнитные преобразователи состоят из трехфазного двигателя, работающего на токе промышленной частоты и индукторного генератора тока повышенной частоты, ротор которого приводится во вращение трехфазным двигателем. Электромагнитные преобразователи выпускают на частоту 100, 2500, 4000, 10000 Гц мощностью до 2500 кВт.

Тиристорные преобразователи относятся к статическим преобразователи частоты, основанным на применении монокристаллов кремния. В теристорных преобразователях совмещаются два процесса: выпрямление тока (превращение переменного тока в постоянный) и преобразование постоянного тока в ток повышенной частоты.

Рис. 26.

Тиристорные преобразователи изготавливаются на частоту от 0.5 до 8 кГц, мощностью от 250 до 800 кВт.

12.2. Индукционный нагреватель.

Состоит из средства нагрева – индуктора механизма загрузки холодных, перемещения и выгрузки нагретых заготовок. Применяются индукционные нагреватели периодического и методического принципа действия.

В нагревателе периодического действия толкателем загружается одна заготовка, которая при достижении заданной температуры выталкивается следующей нагреваемой заготовкой.

Рис. 27.

В индукторе методического типа мерные заготовки с постоянной скоростью или через интервалы времени перемещаются с помощью пневматического толкателя. В индукторе находятся сразу несколько заготовок. Длина индуктора и скорость перемещения заготовок выбираются такими, чтобы заготовки на выходе из индуктора имели ковочную температуру.

Индуктор – основной элемент индукционной установки. Применяются индукторы различной формы, определяемой видом и размерами нагреваемых заготовок.

Для нагрева цилиндрических заготовок применяется цилиндрический индуктор, при нагреве пластин или концов ряда мерных заготовок применяются овальные или целевые индукторы, для нагрева заготовок квадратного поперечного сечения применяются квадратные индукторы.

Индуктор состоит из следующих основных элементов: индуктирующего привода, электрической и тепловой изоляции направляющих полос кожуха, фасадных плит, выводов и системы охлаждения. Индукционный провод изготавливается из медной трубки прямоугольного сечения. Внутри трубки при работе индукционной установки циркулирует охлажденная вода.

Батарея конденсаторов. Индукторы для сквозного нагрева обладают низким коэффициентом мощности ( ).

Для повышения его служит конденсаторная батарея, являющаяся наполнителем электростатической энергии.

Применение ее повышает активную мощность генератора. Применяются бумажно-масляные конденсаторы с водяным охлаждением, рассчитанные на определенную частоту тока.

Реактивная мощность конденсатора в 10-15 раз больше активной мощности индуктора.