RU2433365C1 - Induction crucible furnace - Google Patents
Induction crucible furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433365C1 RU2433365C1 RU2010108862/02A RU2010108862A RU2433365C1 RU 2433365 C1 RU2433365 C1 RU 2433365C1 RU 2010108862/02 A RU2010108862/02 A RU 2010108862/02A RU 2010108862 A RU2010108862 A RU 2010108862A RU 2433365 C1 RU2433365 C1 RU 2433365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- main
- additional coils
- capacitors
- series
- short
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к индукционным тигельным печам.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to induction crucible furnaces.
Известна индукционная тигельная печь (А.С. №437900, МПК F27B 14/00, опубликовано 02.01.75), содержащая тигель и секционный индуктор с возрастанием ампер-витков к верхнему торцу, расположенному выше зоны расплава.Known induction crucible furnace (AS No. 437900, IPC F27B 14/00, published 02.01.75), containing a crucible and a sectional inductor with increasing ampere turns to the upper end located above the melt zone.
Известна индукционная тигельная печь (А.С.№954768, МПК F27D 11/06, опубликовано 30.08.82), содержащая тигель, индуктор, рабочая часть которого состоит из основной однофазной катушки и дополнительных катушек, питаемых током, фаза которого отстает на 15-90 электрических градусов от фазы тока в основной катушке.Known induction crucible furnace (A.S. No. 954768, IPC F27D 11/06, published 08/30/82), containing a crucible, an inductor, the working part of which consists of a main single-phase coil and additional coils, powered by a current whose phase lags by 15- 90 electrical degrees from the phase of the current in the main coil.
К недостаткам известной печи можно отнести то, что при ее использовании предъявляются высокие требования к источнику питания, она имеет низкий коэффициент мощности Cosφ, и в целом установка имеет низкую интенсивность перемешивания.The disadvantages of the known furnace include the fact that when it is used, high demands are placed on the power source, it has a low power factor Cosφ, and in general the installation has a low mixing intensity.
В основу изобретения положена задача повышения интенсивности перемешивания металла в печи и коэффициента мощности.The basis of the invention is to increase the intensity of mixing of the metal in the furnace and power factor.
Поставленная задача решается тем, что индукционная тигельная печь, содержащая тигель, индуктор с основной и дополнительными катушками и источник питания, согласно изобретению дополнительно содержит два конденсатора, один из которых последовательно соединен с основной катушкой и источником питания, образуя основной контур, а другой - подключен к дополнительным катушкам, которые размещены вокруг основной катушки и соединены последовательно и встречно, образуя короткозамкнутый контур, при этом число витков дополнительных катушек и емкости конденсаторов выбраны таким образом, чтобы выполнялось условие резонанса между индуктивно связанными основным и короткозамкнутым контурами.The problem is solved in that the induction crucible furnace containing the crucible, the inductor with the main and additional coils and a power source, according to the invention additionally contains two capacitors, one of which is connected in series with the main coil and the power source, forming the main circuit, and the other is connected to additional coils, which are placed around the main coil and connected in series and counterclockwise, forming a short-circuited circuit, while the number of turns of the additional coils and capacitively five capacitors are selected so as to satisfy the resonance condition is inductively coupled between ground and short-circuit path.
На фиг.1 изображен эскиз индукционной тигельной печи; на фиг.2 представлена электрическая схема замещения индукционной тигельной печи; на фиг.3 - векторная диаграмма токов и напряжений.Figure 1 shows a sketch of an induction crucible furnace; figure 2 presents the electrical equivalent circuit of the induction crucible furnace; figure 3 is a vector diagram of currents and voltages.
Индукционная тигельная печь содержит тигель 1, основную катушку 2, вокруг которой расположены две дополнительные катушки 31, 32, соединенные последовательно и встречно. Количество витков дополнительных катушек неодинаково. Индукционная тигельная печь содержит два конденсатора 4 и 5. Один из конденсаторов 4 соединен с дополнительными катушками 31, 32 так, что образует короткозамкнутый контур. Основная катушка 2 с последовательно соединенным с ней конденсатором 5 подключена к источнику однофазного переменного напряжения (здесь и далее точкой обозначены комплексные величины), образуя основной контур.The induction crucible furnace contains a
Индукционная тигельная печь работает следующим образом.Induction crucible furnace operates as follows.
При подключении основного контура с основной катушкой 2 и конденсатором 5 к источнику напряжения в основной катушке возникает переменный электрический ток который создает переменный магнитный поток пронизывающий витки дополнительных катушек 3. Так как количество витков дополнительных катушек неодинаково, в последней возникает электрический ток , создающий переменный магнитный поток .When connecting the main circuit with the
Переменные магнитные потоки и имеют пространственный сдвиг, а в точках плоскости сечения между двумя дополнительными катушками l-l' (фиг.1) они перпендикулярны.Variable magnetic flux and have a spatial shift, and at the points of the plane of the section between the two additional coils ll '(Fig. 1) they are perpendicular.
Сдвинутые в пространстве и во времени магнитные потоки и образуют вращающееся магнитное поле, которое приводит расплавленный металл во вращательное движение по всей окружности тигля 1, причем вращающий момент имеет максимальное значение при условии, что величина фазового сдвига между переменными магнитными потоками и составляет 90°.Space-shifted magnetic fluxes and form a rotating magnetic field that causes the molten metal to rotate around the entire circumference of the
Для определения соотношений между параметрами элементов электрической цепи заявляемой печи, позволяющих получить фазовый сдвиг 90°, запишем уравнения для двух индуктивно связанных основного и короткозамкнутого контуров по закону Кирхгофа в комплексной форме (фиг.2)To determine the relationship between the parameters of the elements of the electric circuit of the inventive furnace, allowing to obtain a phase shift of 90 °, we write the equations for two inductively coupled main and short-circuited circuits according to the law of Kirchhoff in a complex form (figure 2)
R1, L1, C1 - активное сопротивление, индуктивность и емкость основного контура;R 1 , L 1 , C 1 - active resistance, inductance and capacitance of the main circuit;
R2, L2, С2 - активное сопротивление, индуктивность и емкость короткозамкнутого контура;R 2 , L 2 , C 2 - active resistance, inductance and capacitance of the short-circuited circuit;
М12=М21 - взаимная индуктивность между основным и короткозамкнутым контурами;M 12 = M 21 - mutual inductance between the main and short-circuited circuits;
ω - угловая частота питающего напряжения.ω is the angular frequency of the supply voltage.
Зная величину индуктивностей L1 основной катушки 2 и L2 дополнительных катушек 3, емкости конденсаторов 4 и 5 выбираем таким образом, чтобы выполнялось условиеKnowing the magnitude of the inductances L 1 of the
В этом случае из уравнений (1) и (2) имеемIn this case, from equations (1) and (2) we have
При выполнении условия ωМ12=R2, выражения (4) и (5) преобразуются к видуWhen the condition ωМ 12 = R 2 is fulfilled, expressions (4) and (5) are transformed to
. .
Уравнениям (1) и (2), при соблюдении описанных выше условий, соответствует векторная диаграмма токов и напряжений, представленная на фиг.3.Equations (1) and (2), subject to the above conditions, corresponds to the vector diagram of currents and voltages, presented in figure 3.
Ток совпадает по фазе с напряжением сети т.к. нагрузка (установка с индукционной тигельной печью) работает в режиме резонанса, т.е. потребляется из сети только активная мощность, и коэффициент мощности индукционной тигельной печи Cosφ=1.Current coincides in phase with the mains voltage because the load (installation with an induction crucible furnace) operates in resonance mode, i.e. only active power is consumed from the network, and the power factor of the induction crucible furnace is Cosφ = 1.
Как следует из векторной диаграммы (фиг.3), ток отстает по фазе от тока на 90°, следовательно, такой же фазовый сдвиг относительно друг друга имеют переменные магнитные потоки и , что обеспечивает максимальный вращающий момент, а следовательно, и интенсивное перемешивание расплава металла.As follows from the vector diagram (figure 3), the current lags in phase from current 90 °, therefore, the same phase shift relative to each other have variable magnetic fluxes and that provides maximum torque, and consequently, intensive mixing of the molten metal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010108862/02A RU2433365C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Induction crucible furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010108862/02A RU2433365C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Induction crucible furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010108862A RU2010108862A (en) | 2011-09-20 |
RU2433365C1 true RU2433365C1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44758346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010108862/02A RU2433365C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Induction crucible furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2433365C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822212C1 (en) * | 2019-08-30 | 2024-07-03 | Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив | Induction furnace containing additional resonant circuit |
-
2010
- 2010-03-09 RU RU2010108862/02A patent/RU2433365C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФОМИН Н.И. и др. Электрические печи и установки индукционного нагрева. - М.: Металлургия, 1979, с.130. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822212C1 (en) * | 2019-08-30 | 2024-07-03 | Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив | Induction furnace containing additional resonant circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010108862A (en) | 2011-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2375849C2 (en) | Electric induction control method | |
JP5066604B2 (en) | Current source inverter with pulse regulator for electric induction heating, melting and stirring | |
TWI508408B (en) | Circuitry for inductive power transfer and method of the same | |
RU2538762C1 (en) | Device of non-contact power supply | |
ES2622446T3 (en) | Induction furnace with improved efficiency coil system | |
JP4084195B2 (en) | Simultaneous induction heating and stirring of molten metal | |
AU2002237760A1 (en) | Induction furnace with improved efficiency coil system | |
JP2002538752A (en) | Inverter that does not output harmonics | |
RU2433365C1 (en) | Induction crucible furnace | |
KR20200073114A (en) | Induction Heating Device | |
CN102185399B (en) | Multipolar electric excitation frequency-conversion power generator | |
JP2014176122A (en) | Magnetic resonance-type wireless power-feeding system | |
KR100990329B1 (en) | Regulation apparatus of three phase distribution line for removing the harmonics | |
CN110832608A (en) | Harmonic filter using semi-non-magnetic bobbin | |
CN101658066A (en) | The current fed inverter that is used for electrical induction, fusing and stirring with impulse regulator | |
RU2375722C1 (en) | Device for creation of high-power high-frequency alternating magnetic field | |
US8437150B1 (en) | Dual frequency heating, melting and stirring with electric induction power | |
JP5499246B1 (en) | Control device and control method for permanent magnet type synchronous generator | |
JP2020187854A (en) | Electromagnetic induction heating device | |
RU157187U1 (en) | FREQUENCY CONVERTER FOR INDUCTION HEATING WITH VARIABLE CHANGE OF LOAD | |
Ahmed et al. | Design of a coreless induction furnace for melting iron | |
RU2315420C1 (en) | Method for stabilization of welding current at hand electric-arc welding and welding generator for its realization | |
CN202142921U (en) | Multipolar electrical excitation frequency conversion generator | |
JPH0898437A (en) | Noncontact power supply | |
SU1686710A1 (en) | Single-phase induction melting unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150310 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170412 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180310 |