3.3.4 Расчет магнитопровода

Расчет магнитопровода заключается в определении числа пакетов, их поперечных размеров и потерь энергии в них. Магнитопровод выполняется из листовой горячекатаной электротехнической стали марки 1511 толщиной 0,5 мм.

C целью упрощения конструкции магнитопровод набирают из отдельных шихтованных пакетов прямоугольной формы. Высота магнитопровода принимается обычно несколько больше высоты индуктора

h_M = (1,02…1,05) · 1,39 = 1,42...1,46 м.

Принимаем высоту магнитопровода 1,45 м.

Число пакетов магнитопровода может быть как четным, так нечетным и определяется ориентировочно по формуле

, (3.54)

где d_М – внутренний диаметр магнитопровода, определяемый по формуле

d_М = d_и + 2 · (b_В + δ_М). (3.55)

d_М = 1,14 + 2 · (0,05 + 0,02) = 1,28 м.

= 12,7...20,6.

Принимаем число пакетов магнитопровода 15.

Полное сечение одного пакета

, (3.56)

где В_М – магнитная индукция в магнитопроводе, В_М = 1,1 Тл;

К_с – коэффициент, учитывающий толщину изоляции, К_с = 0,91.

= 7,9 м².

Электрические потери в пакете магнитопровода, кВт:

, (3.57)

где ρ_С – плотность стали, ρ_С = 7550 ^КГ/_М³;

Р_С – удельные потери в стали на вихревые токи и гистерезис, Р_с = 0,5 Вт/кг.

7,9 · 1,30 · 7550 · 0,5 = 41155,1 Вт.

Суммарные электрические потери в магнитопроводе

Р_пм = 1,6 · Р¹_пм, (3.58)

где k_д – коэффициент дополнительных потерь, k_д = 1,6.

Р_пм = 1,6 · 41155,1 = 65848,1 Вт.

3.3.5 Энергетический баланс установки

Расчет печи завершается составлением энергетического баланса.

Энергетические потери установки

, (3.59)

где Р_ПИ – электрические потери в индукторе, определяемые по формуле

, (3.60)

2187,5² · 0,01 · 10^-3 = 47,9 Вт.

Р_ПМ – электрические потери в магнитопроводе, Вт (формула 3.58);

Р_ПК – потери в конденсаторной батарее, определяемые по формуле

, (3.61)

где tgδ – тангенс угла потерь в конденсаторах (0,0025…0,0045).

1027,1 · 10³ · 0,0045 = 4622,0 Вт.

Р_ИП – потери в источнике питания

, (3.62)

где η_ТР – коэффициент полезного действия трансформатора, η_ТР = 0,92.

= 60260,9 Вт.

Сводим все данные в формулу (3.59)

Р_ПЭ = 47,9 + 65848,1 + 4622,0 + 60260,9 + 246085,3 = 390998,0 Вт.

Активная мощность, потребляемая от сети

. (3.63)

Р = 1,1 · 60260,9 + 390998,0 = 457285,0 Вт.

Общий КПД установки

. (3.64)

= 0,54

3.4 Описание конструкции печи

3.4.1 Каркас печи

Корпус является основой печи, механически соединяющей в единое целое все конструктивные элементы. Для индукционных печей характерно наличие вблизи индуктора сильного электромагнитного поля, что создает определенные затруднения при конструировании кожуха печи.

Корпус печи выполняют в виде кожуха из немагнитной стали. Для облегчения и ускорения процесса смены футеровки и ремонта печи каркас делают разъемным. Крепят его таким образом, чтобы не образовались замкнутые электрические контуры вокруг индуктора, для чего в узлах корпуса устанавливают изолирующие прокладки и предусматривают изоляцию болтов, стержней и шпилек.