Индукционная установка для нагреваферромагнитных деталей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >849558.(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.10.79 (21) 2825081/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл,э

Н 05 В 6/06

Гееудерственный комитет по делам изобретений и еткрмтий

Опубликовано 23.07.81. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 28.07.81 (53) УДК 621.365..52 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Кашин и Б. П. Курников (71) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к электротермии и может быть применено в установках индукционного нагрева.

Известна индукционная установка, содержащая индуктор из трех секций, крайние секции которого подключены к источнику питания повышенной частоты, а средняя — к источнику питания промышленной частоты (1).

Недостатками этого устройства являются необходимость применения двух автономных источников питания различных частот для создания в детали электромагнитных полей двух частот, и наличие в катушке индуктивности трех обмоток, одна из которых рассчитана на подключение к сети 50 Гц и поэтому имеет значительные габариты и вес.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является индукционная установка для. нагрева ферромагнитных деталей, содержащая соединенные параллельно конденсаторную батарею и индуктор, выполненный из двух последовательно включенных секций, общая точка которых подключена к одному выводу источника питания промышленной частоты, а вторые концы каждой секций связаны со вторым выводом источника питания, через пары встречно-параллельно включенных тиристоров 12) .

Однако это устройство не обеспечивает качественный нагрев деталей, так как секции индуктора включены согласно и середина нагреваемой детали перегревается.

Цель изобретения — повышение качества нагрева деталей.

Для достижения этой цели секции индуктора включены встречно и размещены относительно друг друга с зазором, при котором коэффициент связи секций равен 0,6 — 0,7.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 — варианты исполнения и размещения на детали секций индуктора с концентраторами электромагнитной энергии и без них.

Устройство содержит преобразователь 1 частоты, состоящий из силовой цепи питания секций 2 и 3 индуктора. Начала секций

2 и 3 соединены с выходами 4 и 5 преобразователя 1 частоты. Концы секций 2 и 3 соединены между собой и с выводом 6 источ20 ника питания промышленной частоты. Вход преобразователя 1 подключен к выводу 7 источника питания промышленной частоты.

Нагреваемая деталь 8 выполнена из ферро849558 магнитного материала. Через нее замыкаются магнитосиловые линии потоков самоиндукции 9 и 10 и взаимоиндукции 11 секций

2и3.

При индукционном нагреве детали 8, закрепленной в металлической оправке 12 (фиг. 3), ввод электромагнитной энергии в деталь осуществляется с помощью концентраторов 13 и 14 электромагнитной энергии, выполненных в виде П-образных сердечников, на которых размещены секции 2 и 3 индуктора.

1О

Устройство работает следующим образом.

При включении — отключении секций 2 и 3 ток повышенной частоты, обтекая обмотки, создает вокруг них переменный магнитный поток. Части магнитного потока 9 и 10 замыкаются в зонах примыкания обмоток к нагреваемой детали. Эта часть потоков, сцепленных с токами повышенной частоты, имеет повышенную частоту и индуцирует на поверхности детали вихревые токи,интенсив- 20 но нагревающие деталь в указанных зонах.

Другая часть магнитного потока 11, образованного взаимной индукцией секций 2 и 3, замыкается через нагреваемую деталь и пронизывает ее по всей длине.

Частота потока взаимной индукции равна промышленной частоте, так как поток взаимной индукции сцеплен с суммарным током, протекающим через секции 2 и 3.

Непрерывность суммарного тока обеспечивается тем, что в момент переключения, от- рр ключающего, например, секцию 2 от вывода

7 и подключающего к нему секцию 3, ток в секции 2 начинает уменьшаться до нуля, а ток в секции 3 за тот же промежуток времени начинает возрастать практически до того значения, которое он имел в секции 2 к моменту переключения преобразователя 1.

В межкоммутационные промежутки времени к источнику питания промышленной частоты подключена одна из секций индуктора. При этом ток также изменяется по гармоническому закону.

Однако, частота потока взаимной индукции остается равной промышленной частоте только в том случае, когда секции 2 и 3 подключены к выходам преобразователя частоты одноименными зажимами. При этом маг- 4 нитный поток взаимной индукции не меняет своего направления в детали в соответствующие полупериоды действия тока промышленной частоты. Деталь 8 в зазоре между секциями 2 и 3 обтекается вихревыми токами, преимущественно промышленной частоты, поэтому в зоне зазора между секциями

2 и 3 деталь 8 прогревается менее интенсивно, чем в зонах, примыкающих к обмоткам

2 и 3.Зоны примыкания детали 8 к секциям

2 и 3 обтекаются вихревыми токами как

55 промышленной, так и повышенной частоты.

Это дает возможность устранять подструживание детали в зонах, примыкающих к торцам катушки индуктивности, за счет более интенсивного их нагрева.

Частота преобразователя 1 частоты устанавливается экспериментально в зависимости от конфигурации детали 8 и интенсивности теплоотвода с поверхности детали в пределах 50 — 1000 Гц. Чем интенсивнее охлаж даются зоны детали, примыкающие к обмоткам, тем выше должна быть частота. На практике приходится иметь дело с различными по форме и размерам деталями, а также условиями их охлаждения. Поэтому предпочтительным является применение преобразователя, перестраиваемого по частоте в широком диапазоне.

Зазор между обмотками влияет на коэф фициент связи, рекомендуемая величина которого составляет 0,6 — 0,7. Сближение секций 2 и 3 увеличивает коэффициент связи. Если катушка индуктивности выполнена с концентраторами энергии в виде сердечников 13 и 14 (фиг. 3), нужный коэффициент связи устанавливают за счет параллельного смещения сердечника с обмотками вдоль детали.

Предлагаемая установка, разработанная для индуктивного нагрева холодных литейных полуформ перед заливкой позволяет осуществлять высокоскоростной нагрев деталей, выполненных иЗ ферромагнитного материала, токами двух частот и обеспечивает при этом равномерное распределение температур как на поверхности, так и внутри нагреваемой детали.

Формула изобретения

Индукционная установка для нагрева ферромагнитных деталей, содержащая соединенные параллельно конденсаторную батарею и индуктор, выполненный из двух последовательно включенных секций, общая точка которых подключена к одному выводу источника питания промышленной частоты, а вторые концы каждой секции связаны со вторым выводом источника питания, через пары встречно-параллельно включенных тиристоров, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества нагрева деталей, секции включены встречно и размещены относительно друг друга с зазором при котором коэффициент связи секций равен 0,6 — 0,7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 309475, кл. Н 05 В 5/00, 1968.

2. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И. М. Чиженко. Киев, «Техника», 1978, с. 162.

849558

Г д 1

I

1

/o

Составитель О. Турлак

Редактор Н. Егорова Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 6122/80 Тираж 889 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4