SU64162A1 - Устройство дл индукционного нагрева ферромагнитных изделий - Google Patents

Description

При Применении электрического тока промышленной частоты (например , 50 герц) дл  индуктивного нагрева стальных деталей под закалку , гор чую штамповку, поковку и дл  других подсобных целей возникают трудности, в виде недостаточной интенсивности нагрева при температурах выше точки Кюри (768° С). С другой стороны, первоначальный нагрев издели  токами промышленной частоты крайне желателен, так как обеспечивает равномерность нагрева детали по сечению в силу глубокого проникновени  магнитного потока в массу детали. Как известно, при повышении температуры, когда значение удельного сопротивлени  увеличиваетс , глубина проникновени  возрастает . При температуре около 700° С магнитные свойства стали значительно измен ютс , при этом магнитна  проницаемость уменьшаетс  и при температурах выше 768° С будет равн тьс  единице, что определ ет равномерный нагрев издели  и при более высоких частотах . С повышением частоты интенсивность эффекта нагрева увеличиваетс .

Насто ш,ее изобретение относитс  к устройству дл  индукционного

нагрева ферромагнитных изделий с каскадным расположением двух или более индукторов. Из них расположенные первыми по ходу движени  нагреваемого издели  питаютс  электрическим током промышленной частоты, пор дка 50 герц, а последующие - токами повышенной частоты. В качестве источников тока повышенной частоты , согласно изобретению использованы индукторы первых зон нагрева, включённые по схемам умножителей частоты или снабжённые дополнительными обмотками, включёнными по схемам умножителей частоты.

Сушность изобретени  по сн етс  чертежом, на фиг. 1 ксторого представлен разрез индуктора первой зоны, на фиг. 2 дана схема предлагаемого устройства с питанием от трёхфазного тока, а на фиг. 3 изображена схема с питанием от однофазной сети.

Предлагаемое устройство состоит из нескольких индукторов, включённых так, что обмотка индуктора последней зоны нагрева получает питание током повышенной частоты от дополнительных обмоток индукторов первых зон нагрева. Таким образом индукторы первых

зон устройства совмещают в себе функции аппарата дл  нагрева деталей и функции умножител  частоты .

Значительное насыщение участка магнитной цеп1и, образуемого деталью , пребуемое дл  создани  необходимой интенсивности нагрева, отвечает также необходимому дл  работы умножител  режиму, при котором получаетс  большое искажение кривой магнитного потока.

Индуктор первой зоны (фиг. 1) представл ет собой электромагнитный аппарат с незамкнутой магнитной цепью 1 и цилиндрической обмоткой 2, включаемой в сеть нормальной промыщленной частоты. Внутри обмотки помещаетс  подвергаема  нагреву деталь 3. Втора  Обмотка 4 входит в схему умножени  частоты. Термо изолиру ощий цилиндр 5 предназначен дл  уменьщенк  тепловых потерь.

Индуктор умноженной частоты конструктивно идентичен описанному , отличау сь от него наличием только одной обмотки, питаемой от схемы умножени  частоты.

На фиг. 2 дана схема предлагаемого устройства с питанием от сети трёхфазного тока. Здесь 1 - внещние магнитопроводы, 2 - первичные обмотки) трёх и-ндукторов первой зоны нагрева; 3 - нагреваемые детали; 4 - вторичные обмотки , расположенные на, индукторах первой зоны (обмотки утроител  частоты); 7 - обмотка утроенной частоты; 8 - внещний магнитопровод индуктора последней зоны нагрева; 9 - повыщающ-ий трансформатор; 10 - конденсаторьг

Умножитель частоты по этой схеме  вл етс  утроителем частоты . Работа утроител  основана на принципе выделени  в кривой э.д.с. третьей гармоники. В систему утроител  вход т три индуктора первой зоны, первичные обмотки которых включены звездой, а вторичные разомкнутым треугольником . При таком соединении обмоток в магнитных потоках и в фазных э.д.с. возникают третьи гармоники. Сумма э.д.с. основной частоты в цепи обмоток 4 равна нулю, а э.д.с.

третьей гармоники будут суммироватьс  арифметически и на зажимах 11, 12 будет утроенное фазное напр жение третьей гармоники. В утроител х индукци  обычно берётс  пор дка 17000-18000 гаусс и в этом случае э.д..с. третьей гармоники достигает 30-35% основной гармоники. Нежелательно, чтобы температура нагрева в первой зоне была выще 600° С, име  в виду понижение магнитных свойств стали выше этой температуры, поэтому нагрев выще 600° С должен происходить либо в индукторе повышенной частоты, либо в особом индукторе (промежуточна  зона).

Помимо - описанной схемы могут быть использованы и другие схемы умножителей. На фиг. 3 приведена схема, составленна  при использовани1И схемы умножител  частоты Шмидта, где обозначены 2 - первична  обмотка индуктора, работающего с сильным насыщением магнитной системы; 1 - магнитопровод этого индуктора, 7-обмотка индуктора с ненасыщенной магнитной цепью, 8-магнитопровод второго индуктора;, работающего на повыщенной частоте, 13-14 - обмотжа и магнитопрОБОд третьегоиндуктора , -15-16 зажимы в цепи повыщенной частоты, 17 - промежуточные трансформаторы, 18 - конденсаторы.

Умножитель работает на принципе несовпадени  кривых магнитного потока индукторов с насыщенной и ненасыщенной магнитными цеп ми . Колебани  напр жени , получаемые на зажимах 15-16, будут относитьс - к колебани м высщих гармОНик:. Частота тока, циркулирующего в цепи 17-18, определитс  данными этой цепи.

В первом индукторе будет происходить нагрев детали до 650- 700° С, т. е. когда деталь будет обладать магнитными свойствами.

Во втором индукторе нагрев будет примерно от 650 до 750-800°, т. е. в то Брем , когда сталь уже не будет обладать магнитными свойствами (ненасыщенна  цепь) и должна быть рассчитана на небольшое повышение температуры, в