10212

Расчет индукционного нагревателя

Доклад

Производство и промышленные технологии

Расчет индукционного нагревателя. Краткая теория. Описание Индуктором называют катушку индуктивности в которой производят нагрев вихревыми токами электропроводящих тел. При пропускании переменного тока через индуктор подключенный к выходу индукционной устано

Русский

2013-03-21

77.5 KB

297 чел.

Расчет индукционного нагревателя.

Краткая теория.

Описание

 Индуктором называют катушку индуктивности, в которой производят нагрев вихревыми токами электропроводящих тел. При пропускании переменного тока через индуктор, подключенный к выходу индукционной установки, вокруг его провода наводится магнитное поле. Напряжённость этого поля периодически изменяется во времени по величине и направлению. Под воздействием переменно магнитного поля в теле наводятся вихревые токи, которые и обуславливают нагрев.

Конструкция

 Поскольку величины токов проходящих через индуктор составляют единицы и даже десятки килоАмпер, то, во избежание расплавления, индукторы изготавливаются из медных, водоохлаждаемых трубок. Конструкция зависит от требований нагрева. Например, для поверхностной закалки непрерывно-последовательным способом наиболее часто применяются одновитковые индукторы, совмещённые с охлаждающим душем. Для закалки поверхностей сложной формы или для закалки плоских поверхностей применяются примыкающие индукторы с магнитопроводом. Внешняя поверхность таких индукторов повторяет обрабатываемую поверхность. Для сквозного нагрева мерных заготовок применяются многовитковые индукторы, имеющие внутреннюю теплоизоляцию и водоохлаждаемые направляющие, по которым скользят нагреваемые заготовки. Индукторы для плавильных печей характеризуются большими размерами и специальной конструкцией, обеспечивающей фиксацию витков друг относительно друга и крепление индуктора в корпусе печи.

Цель работы – Изучение индукционных нагревателей, определение основных характеристику индукторов: КПД .

Выполнение работы.

Соберем в программе Elcut систему которая состоит из индуктора, воздуха и металлическая пластина. Зададим начальные характеристики.

Решим задачу и запишем необходимые параметры,  по полученным данным рассчитаем основные характеристики индуктора.

При токе 4070 А.

Повторим эксперимент при токе 8000 А.

Посчитав КПД при разных токах мы видим что КПД индукторов очень высокий при любых токах.

Ответы на вопросы.

  1.  Почему метал, расположенный  рядом с током несущим проводником греться.

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки Δ (Поверхностный-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. В скин-слое Δ плотность тока уменьшается в e раз относительно плотности тока на поверхности заготовки, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла (от общего тепловыделения. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относительной магнитной проницаемости μ материала заготовки.

То есть внутренние слои заготовки нагреваются за счет теплопроводности, и следовательно чем дальше слой от внешнего слоя тем медленней он нагревается.

2. Увеличение воздушного зазора между виткими снижает КПД и cos индуктора

  1.  Сравните КПД и косинус трансформатора и индуктора.

Сравнивать их нельзя, потому что их переназначения разные. Если для индуктора главное нагреть заготовку, то для трансформаторе преобразовать электрический ток.

  1.  Для чего железо трансформатора делают шихтованным.

Железо трансформатора делают шихтованным делают для того чтобы уменьшить блуждающие токи Фуко, которые приводят к нагреву железа трансформатора.

Вывод. Индуктивные печи удобны для применения и обладают хорошими характеристиками.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65337. УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ПРОФЕСІЙНОГО НАВЧАННЯ ДЕРЖАВНИХ СЛУЖБОВЦІВ В УКРАЇНІ: ТЕОРЕТИКО-ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ АСПЕКТ 237.5 KB
  Успіх перетворень залежить насамперед від професіоналізму державних службовців їх ефективної діяльності на всіх рівнях управління практичного впровадження ними інноваційних форм і методів роботи. Вирішення проблеми можливе за умови системного підходу...
65338. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ТА РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ЕЛЕКТРОШЛАКОВОГО ЛИТТЯ КОРПУСІВ ФЛАНЦЕВОЇ АРМАТУРИ ВИСОКОГО ТИСКУ 7.98 MB
  Метою роботи було розвязання важливої народногосподарської задачі що полягає в створенні в Україні ефективного промислового виробництва високоякісних заготовок корпусів фланцевих засувок для видобутку нафти і природного газу з великих глибин методами електрошлакової технології.
65339. Оптимізація керування рухом судна в штормових умовах 556 KB
  Незважаючи на певні досягнення в теорії та практиці управління судном, погодні умови, як і раніше, залишаються одним з найбільш значущих факторів, що безпосередньо впливають на економічну ефективність та безпеку судноплавства.
65340. Формування субмікрокристалічної структури і властивостей металів методами комбінованої пластичної деформації 8.16 MB
  Аналіз стану питання показує, що одним із перспективних напрямків досліджень є вивчення впливу комбінованої пластичної деформації зі зсувом на формування структури і комплексу механічних властивостей металевих матеріалів.
65341. Розрахунок плитних фундаментів на в’язкопружній основі під впливом статичних і динамічних навантажень 440 KB
  Таким чином проблема побудови необхідних для визначення напруженодеформованого стану стінчастих фундаментів аналітичних розвязків є актуальною і потребує вирішення. Методи дослідження: застосування та розвинення аналітичних методів розрахунку основну роль...
65342. ВПЛИВ ГУМОРАЛЬНИХ ФАКТОРІВ Т-ЛІМФОЦИТІВ НА ОСОБЛИВОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ КЛІТИН РАКУ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ ЗА УМОВ СФЕРОЇДНОГО ТА МОНОШАРОВОГО РОСТУ 208.5 KB
  Розуміння особливостей клітинної взаємодії при пухлинному процесі залишається актуальною медико-біологічною проблемою. З огляду на це, розроблення та впровадження простих та доступних клітинних систем для діагностики та дослідження...
65343. Удосконалення динамічної діагностики структурно-неоднорідних деталей ДТЗ 940.5 KB
  Інтересом до розробки достовірної методики динамічних розрахунків деталей нової техніки обєднаних в загальний клас структурно неоднорідних обєктів в міцністних розрахунках яких необхідно враховувати як природу...
65344. Адміністративно-правові засади формування системи та правового статусу антимонопольних органів в Україні 178 KB
  В останні десятиріччя дедалі більшого значення в Україні набуває захист і підтримка добросовісної економічної конкуренції, яка є головним рушієм розвитку ринку. Ефективність такого захисту залежить, у першу чергу, від діяльності компетентних...
65345. ПІДВИЩЕННЯ ТЕХНІКО-ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПОКАЗНИКІВ СТРІЛОВИХ САМОХІДНИХ КРАНІВ ЗАСТОСУВАННЯМ ГІДРАВЛІЧНИХ ГАСИТЕЛІВ КОЛИВАНЬ 2.1 MB
  Одним з напрямків вирішення цієї задачі є динамічне гасіння коливань суть якого полягає в приєднанні до силових ланцюгів механізмів допоміжних гасителів коливань з метою зниження коливального стану крана.