Для нагрева стальных проволоки, прутков, блюмов и других изделий используют индукционный нагрев, который заключается в наведение от индуктора поверхностных токов в заготовке. Под действием индукционных токов происходит нагрев заготовки. Наиболее характерным применением индукционного нагрева является закалка проволоки и нагрев стального прутка с последующей штамповкой из него изделий (болтов, гаек и др.).
Установка индукционного нагрева состоит из преобразователя и колебательного контура, который может состоять из параллельно включенной емкости и закалочного трансформатора с индуктором (закалочного трансформатора может не быть). Индуктор представляет из себя медную трубку намотанную по форме заготовки, если заготовка пруток, то цилиндрической формы. С целью увеличения КПД установки зазор между индуктором и заготовкой делают минимальным, но из-за того, что размер заготовки может быть разным индуктор выбирается по максимальному диаметру. Длина индуктора определяется размерами заготовки или, если проволока движется, то длиной нагрева, чтобы температура успела проникнуть в глубь материала, иначе может произойти поверхностное перекаливание проволоки. Подбор оптимальной установки нагрева сводится к выбору частоты работы установки, индуктора, закалочного трансформатора, емкости, способа охлаждения элементов установки и др. С увеличением частоты энергия более эффективно передается от индуктора к заготовке и уменьшаются размеры емкости в колебательном контуре, но растут потери в трансформаторе, высокочастотном преобразователе и др. элементах установки. Также с повышением частоты увеличивается стоимость преобразователя.
Большинство преобразователей индукционного нагрева изготовлены на устаревшей элементной базе (тиристорах) и требуют замены. Еще одним из недостатков тиристорных преобразователей это работа не на частоте резонанса колебательного контура, а на близкой частоте, что уменьшает КПД установки.
Наша фирма предлагает преобразователи на IGBT ключах. Преобразователь состоит из управляемого выпрямителя, за счет которого происходит регулирование напряжения в звене постоянного тока и инвертора на IGBT ключах. Преобразователь первоначальным импульсом возбуждает колебательный контур, а потом лишь добавляет в него энергию. Колебания в контуре получаются резонансными, т. к. инвертор следит за амплитудой колебаний и вносит энергию только в момент перехода колебательного процесса через ноль. Линейка преобразователей с воздушным охлаждением представлена в таблице 1.
Таблица 1.
|
Наименование преобразователя. |
Напряжение питания, В. |
Мощность преобразователя, кВт. |
Максимальная частота работы, Гц. |
|
ПИН 400.0004.15F0 |
400 |
4 |
15000 |
|
ПИН 400.0011.15F0 |
400 |
11 |
15000 |
|
ПИН 400.0022.15F0 |
400 |
22 |
15000 |
|
ПИН 400.0045.15F0 |
400 |
45 |
15000 |
|
ПИН 400.0090.15F0 |
400 |
90 |
15000 |
|
ПИН 400.0110.15F0 |
400 |
110 |
15000 |
|
ПИН 400.0130.15F0 |
400 |
130 |
15000 |
|
ПИН 400.0160.15F0 |
400 |
160 |
15000 |
|
ПИН 400.0250.15F0 |
400 |
250 |
15000 |
|
ПИН 400.0300.15F0 |
400 |
300 |
15000 |
|
ПИН 400.0400.15F0 |
400 |
400 |
15000 |
|
ПИН 400.0500.15F0 |
400 |
500 |
15000 |
|
ПИН 400.0600.15F0 |
400 |
600 |
15000 |
|
ПИН 400.0110.0F50 |
400 |
110 |
100 |
|
ПИН 400.0130.0F50 |
400 |
130 |
100 |
|
ПИН 400.0160.0F50 |
400 |
160 |
100 |
|
ПИН 400.0200.0F50 |
400 |
200 |
100 |
|
ПИН 400.0250.0F50 |
400 |
250 |
100 |
|
ПИН 400.0300.0F50 |
400 |
300 |
100 |
|
ПИН 400.0400.0F50 |
400 |
400 |
100 |
|
ПИН 400.0500.0F50 |
400 |
500 |
100 |
|
ПИН 400.0600.0F50 |
400 |
600 |
100 |
По желанию заказчика могут быть изготовлены преобразователи большей или меньшей мощности и на более высокие частоты. Силовая часть преобразователя выполнена на полупроводниковых элементах ведущих Европейских производителей. К преобразователю может стыковаться датчик температуры для контроля процесса нагрева металла.
Для оптимального подбора преобразователя, индуктора, емкости и закалочного трансформатора мы готовы выехать к Вам для обследования установки.
Силовой преобразователь для индукционного нагрева с помощью индуктора.
Индукционный нагрев металла служит для поддержания температуры расплавленного металла. В металлургии для нанесения цинка и алюминия на стальную полосу используются индукционные нагреватели для поддержания температуры расплавленного металла, через который проходит стальная полоса.
Установка индукционного нагрева состоит из индуктора, который представляет трансформатор, у которого вторичной обмоткой служит расплавленный металл.
Последовательно включенные конденсатор и дроссель служат для выравнивания токов в фазах А, В и С. Регулирование мощности нагрева происходит за счет подачи разного напряжения. Общим недостатком такой схемы является подбор конденсатора и дросселя для выравнивания токов и резонирование колебательного контура на частоте близкой к резонансной, что ведет к дополнительным потерям.
Существует несколько способов регулирования напряжения:
Применение автотрансформатора с коммутацией контакторами его вторичных обмоток. Применение тиристорных ключей с использование импульсно-фазового регулирования напряжения. Применение встречно включенных IGBT ключей для высокочастотной нарезки синусоидального сигнала.
Второй и третий способ требуют применения сглаживающих дросселей, которые ведут к увеличению реактивной мощности и увеличению массогабаритных показателей. Для резонирования колебаний в контуре на его естественной частоте существует другая силовая схема представленная на рисунке.
Преобразователь первоначальным импульсом возбуждает колебательный контур, а потом лишь добавляет в него энергию. Колебания в контуре получаются резонансными, т. к. инвертор следит за амплитудой колебаний и вносит энергию только в момент перехода колебательного процесса через ноль. Регулирование мощности нагрева происходит за счет изменения напряжения в звене постоянного тока. В отличие от схемы представленной на рис. 1 этот преобразователь получается более экономичным (КПД улучшается на 1-2%), и уменьшаются масса габаритные показатели изделия.
