Uppv?rmningsanordningar, vars princip ?r baserad p? induktionsv?rme, kallas induktionsv?rmare. De anv?nds b?de inom industrin och i vardagen, och inom industrin kan vikten av deras anv?ndning knappast ?verskattas.

L?t oss ta en n?rmare titt p? dessa enheter.

Enheten och principen f?r drift av induktionsv?rmaren

F?renklat best?r induktionsv?rmaren av tre komponenter:

En ledande (metall, grafit) stav placeras i en spole som best?r av ett visst antal varv av en ledare med en given tv?rsnittsarea utan direkt kontakt med den, varefter sp?nning appliceras p? spolkontakterna fr?n en generator. Ett elektromagnetiskt f?lt bildas runt spolens varv, under p?verkan av vilka Foucault-virvelstr?mmar uppst?r i staven och v?rmer upp k?rnan. S?ledes finns det ingen v?rme?verf?ring till k?rnan, v?rme genereras av den sj?lvst?ndigt under p?verkan av str?mmar som vandrar i den och kan ?verf?ras med hj?lp av ett kylmedel. Temperaturen p? staven stiger inte samtidigt genom hela massan, utan fr?n ytskikten till mitten, beroende p? k?rnmaterialets v?rmeledningsf?rm?ga. Samtidigt minskar en ?kning av v?xelstr?mmens frekvens djupet av induktiv uppv?rmning, men ?kar dess intensitet. s?rskild uppm?rksamhet f?rtj?nar den omst?ndigheten att spolen runt k?rnan under drift f?rblir n?stan kall.

Visuellt ser denna process ut s? h?r:

Anv?ndningsomr?den

Inom industrin anv?nds induktionsv?rmare f?r att utf?ra f?ljande komplexa processer:

I vardagen ?r induktionsv?rmeapparater ocks? ganska utbredda. Deras anv?ndningsomr?den:

• autonoma uppv?rmningssystem f?r hush?ll (f?r sommarstugor, l?genheter, privata hus);
• induktionsh?llar och kakel f?r k?ket;
• degelugnar liten volym f?r inhemsk metallsm?ltning;
• smycken hantverk.

Eftersom huvud?mnet f?r artikeln ?r en induktionsv?rmare, kommer vi att uppeh?lla oss i detalj vid en v?rmepanna, vars grund ?r id?n om induktiv uppv?rmning av kylv?tskan.

Induktionsv?rmare - v?rmepanna

Sedan hus?gare b?rjade installera autonoma v?rmesystem i sina hem, ?r fr?gan om effektiviteten hos v?rmepannor fortfarande en av de viktigaste f?r dem. Enligt denna indikator, ?tminstone bland enheter som genererar v?rme fr?n el, ?r induktionsv?rmepannor i t?ten. Samtidigt till?ter deras kraft, som inte ?r j?mf?rbar med den identiska parametern f?r en s?dan enhet som en sockelv?rmare, enheterna att anv?ndas som huvuduppv?rmningsmetoden i stora omr?den.

Induktionsv?rmepannor best?r av tv? kretsar - prim?r (elektromagnetisk) och sekund?r (v?rmev?xlarr?r). Den f?rsta kretsen, som best?r av en sp?nningsomvandlare och en v?rmegenerator med en v?rmare av induktionstyp, skapar ett elektromagnetiskt f?lt, virvelstr?mmar och genererar v?rme. Den andra kretsen, som inkluderar en v?rmev?xlare med ett r?rsystem, ?verf?r denna v?rme genom cirkulationen av kylv?tskan till v?rmesystemets radiatorer. Rent vatten eller med tillsatser anv?nds som v?rmeb?rare.

Ut?ver dessa tv? kretsar inkluderar v?rmesystemet automation som ansvarar f?r driften av enhetens individuella enheter.

Moderna induktionsv?rmepannor installeras endast i v?rmev?xlingskretsen st?ngd typ, som har en expansionstank av membrantyp och en forcerad cirkulationspump i sin design. Anv?ndningen av cirkulationspumpen ?r tv?ngs?tg?rd och beror p? den lilla volymen av kylv?tskan vid en h?g v?rmev?xlaruppv?rmningsintensitet. M?jlighet naturlig cirkulation i ett s?dant system ?r uteslutet - utan en pump kommer vatten att koka innan det b?rjar r?ra sig genom r?ren.

Viktig! Induktionspannan m?ste vara jordad. Vid installation av v?rmesystemet m?ste dessutom v?rmeb?rarf?rdelningskretsen av s?kerhetssk?l monteras fr?n plastr?r, eller s? m?ste v?rmeenheten isoleras fr?n st?lkretsen genom att s?tta in polypropenbeslag.

Induktionsv?rmepannor klassificeras identiskt med andra elektriska v?rmeenheter - n?r det g?ller effekt, design, parametrar f?r f?rbrukad el. Men ?ven dessa enheter har en klassificering enl konstruktiv l?sning elektrisk del.

Varianter av induktionspannor

Det finns f?ljande typer av v?rmepannor av induktionstyp, betecknade b?de av driftprincipen och av tillverkarens m?rke:

• SAV ?r en sort och samtidigt ett varum?rke f?r en ny generation pannor med en kapacitet p? 2,5 till 100 kW, producerade sedan 2007 ryskt f?retag CJSC NPK INERA;
• VIN - f?rkortningen ?r inte bara en f?rkortning av artens namn induktionsanordningar(virvelinduktionsv?rmare), men ocks? under det patenterade namnet p? pannor tillverkade av Izhevsk-f?retaget Alternative Energy.

SAV induktionsv?rmare

Driften av SAV-enheter kr?ver inte anv?ndning av en v?xelriktare, en str?m med en frekvens p? 50 Hz tillf?rs induktorn. Det elektromagnetiska f?ltet som induceras av prim?rlindningen orsakar bildandet av virvelfl?den i sekund?rlindningen, vars roll i pannor av denna typ utf?r en sektion av en sluten slinga av r?r med ett kylmedel. Denna sektion av r?ret - sekund?rlindningen v?rms intensivt under p?verkan av Foucault-str?mmar och ?verf?r v?rme till kylv?tskan, som tv?ngscirkuleras i v?rmesystemet med hj?lp av en cirkulationspump.

Enhet v?rmesystem utf?rs med hj?lp av radiatorer eller p? ett labyrint s?tt, som p?minner om golvv?rme, f?r att ?ka den totala ytan yttre ytan(v?rme?verf?ring) r?r - v?rmekretsen b?r ?tminstone inte vara minimal i l?ngd.

SAV-pannor tillverkas f?r sp?nningar p? 220V och 380V. De anv?nder vatten som kylmedel (i ren form eller med frostskyddsmedel), samt frostskyddsmedel. Enhetens uteffekt vid full kapacitet tar cirka 5-20 minuter (beroende p? kylv?tskans volym), effektiviteten hos v?rmarna f?r s?dana enheter ?r minst 98%. F?r effektiv uppv?rmning av rum upp till 30 kvm. Det r?cker med en 2,5 kW induktionsenhet, vars k?p, komplett med automations- och kontrollsystem, kommer att kosta cirka 30 tusen rubel.

VIN-v?rmeenheter

Pannor av denna typ ?r mer perfekta n?r det g?ller principen om drift och design, vilket naturligtvis ?terspeglas i deras kostnad. F?r driften av VIN-enheter kr?vs en v?xelriktare - en enhet f?r att ?ka frekvensen av den inkommande str?mmen. H?gfrekvent str?m orsakar bildandet av elektro magnetiskt f?lt h?g sp?nning, vilket i sin tur orsakar uppkomsten av kraftigare virvelstr?mmar i sekund?rlindningen. Dessutom ?r v?rmev?xlaren och pannkroppen gjorda av ferromagnetiska legeringar som har ett eget magnetf?lt. Resultatet av alla dessa processer ?r en h?g uppv?rmningsintensitet hos v?rmev?xlaren och, naturligtvis, kylv?tskan.

En VIN-enhet med en kapacitet p? 3 kW ?r tillr?cklig f?r att v?rma ett rum med en yta p? 35-40 kvm. (beroende p? klimatf?rh?llanden och kvaliteten p? v?rmeisoleringen av externa byggnadskonstruktioner).

VIN-enheter, p? grund av sin h?gre produktivitet, kan anv?ndas inte bara i uppv?rmningssystem f?r bost?der utan ocks? f?r varmvattenf?rs?rjning. F?r att g?ra detta s?tts ytterligare lagringstankar in i kylv?tskekretsen, utrustade med skyddsautomation, vars kapacitet ber?knas beroende p? antalet varmvattenintagspunkter. Dessa beh?llare f?rses med varmvatten genom att det cirkuleras i ett system med direktstr?msv?rme med en induktionsv?rmare.

Utv?rdering av marknadsf?ringsegenskaper-p?st?enden

M?nga f?rdelar tillskrivs induktionsv?rmepannor, ofta utan argument. Vi listar dessa egenskaper och ger en bed?mning av graden av ?verensst?mmelse mellan p?st?endena med det faktum:

Ekonomi

P?st?ende

Elf?rbrukning induktionspannor 20-30 % mindre ?n andra elv?rmare.

Faktum

Alla elektriska v?rmeapparater som inte utf?r mekaniskt arbete omvandlar 100% av energin i den elektriska str?mmen till v?rme, deras effektivitet ?r alltid under 100%, men skiljer sig i storlek. olika enheter i olika f?ruts?ttningar. F?r att generera 1 kW termisk energi ?r det n?dv?ndigt att spendera mer ?n 1 kW el, men hur mycket mer beror p? parametrarna f?r spridningsmediet. Inuti pannan finns det naturligtvis ocks? f?rluster - till exempel f?r att v?rma spolen, eftersom alla ledarmaterial har motst?nd, men alla dessa f?rluster f?rblir inomhus

Viktig! Gammaldagsm?tare (bakelit) kommer att registrera en l?gre (1,6 - 1,8 g?nger) elf?rbrukning ?n moderna elektroniska, eftersom de inte ?r utformade f?r att ta h?nsyn till den reaktiva effekten hos induktionspannor.

Kanske best?mmer detta faktum uttalandet om effektiviteten hos induktionspannor.

Varaktighet

P?st?ende

H?g tillf?rlitlighet och l?ng livsl?ngd f?r utrustning - mer ?n 25 ?r.

Faktum

Faktum ?r att fr?nvaron av r?rliga delar eliminerar det mekaniska slitaget p? induktionspannor. Men v?rmesystemet med en VIN-enhet inkluderar cirkulationspump, vars resurs ?r mycket mer blygsam. Dessutom inneh?ller styr- och automationssystemet mekanismer som ocks? best?r av m?nga komponenter som ?r utsatta f?r slitage.

Induktionsv?rmarens k?rna arbetar under f?rh?llanden med konstant cyklisk uppv?rmning och kylning, temperaturdeformationer, som ocks? ?r negativ faktor. Att kalla resursen f?r induktionspannor n?stan obegr?nsad ?r d?rf?r en ?verdrift. Det ?r dock faktiskt m?nga g?nger h?gre ?n v?rmeelementsv?rmare.

Konsistens av egenskaper under hela driftperioden

P?st?ende

Ingen skalningsprocess inre yta r?r s?kerst?ller konstant effektivitet hos v?rmaren och v?rmev?xlaren.

Faktum

Fj?ll ?r en avlagring av salter som finns i vatten (kylv?tska). M?ngden av dessa f?roreningar i en begr?nsad volym av kylv?tskan ?r ocks? begr?nsad och liten, s? effekten av skalan p? v?rmarens effektivitet ?r obetydlig. Och i en induktionspanna ?r sekund?rlindningen under n?stan konstant vibration, och skalbildning uppst?r inte alls. S? p?st?endet ?r sant, bara dess betydelse ?r ?verdriven.

Ljudl?shet

P?st?ende

Driften av induktionsv?rmepannor ?r tyst, vilket skiljer dem fr?n andra elektriska v?rmare.

Faktum

P?st?endet ?r sant, men - alla elektriska pannor l?ter inte under drift, eftersom akustiska v?gor inte ing?r i intervallet f?r deras sv?ngningar. Endast cirkulationspumpen kan g?ra ljud, men om du vill kan du v?lja en modell med tyst verkan.

kompakthet

P?st?ende

Induktionspannor ?r kompakta, vilket ?r bekv?mt n?r du v?ljer en plats f?r installation.

Faktum

Detta ?r sant om du inte anv?nder en kaskad av induktionspannor och inte installerar mellantankar om det finns flera punkter f?r varmvattenintag i varmvattenf?rs?rjningssystemet, eftersom en induktionsv?rmare i stort sett ?r en liten bit r?r med en lindning.

S?kerhet

P?st?ende

Enhetens s?kerhet ?r absolut.

Faktum

Absolut s?kra elv?rmare finns inte. Under driften av induktionsanordningar utesluts inte m?jligheten f?r ett kylv?tskel?ckage fr?n systemet, och den elektromagnetiska f?ltgeneratorn kommer att forts?tta att fungera och det tomma r?rsystemet kommer att v?rmas upp. F?r att f?rhindra uppkomsten av en s?dan situation tillhandah?ller panndesignen en automatisk avst?ngningsanordning, men den kan ocks? misslyckas.

D?rf?r ?r induktionsv?rmare, ?ven om de ?vertr?ffar konkurrenterna i vissa s?kerhetskriterier, inte helt s?kra.

Nackdelar med induktionsv?rmare

• Den h?ga kostnaden f?r enheter.
• Betydande vikt med kompakthet.
• N?rvaron av en faktor i p?verkan av det elektromagnetiska f?ltet p? kroppen och enheterna.

L?t oss ta en n?rmare titt p? den sista punkten.

Det elektromagnetiska f?ltet p?verkar levande organismer p? ungef?r samma s?tt som mat i en mikrov?gsugn – det v?rmer upp dem till ett visst djup, och det kan f? konsekvenser. Intensiteten av f?ltets p?verkan, inklusive p? en person, best?ms av en s?dan indikator som energifl?dest?theten (PEF), som v?xer med en ?kning av frekvensen av str?mmen som tillf?rs prim?rlindningen. N?r du anv?nder induktionsv?rmare ?r det n?dv?ndigt att observera sanit?r standard gr?nsv?rdet f?r PES, som ?r fastst?llt i SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96, beror p? f?ltexponeringens varaktighet och ?r till exempel f?r en 8-timmars exponering - 25 mW/sq. cm, en- timme - 200 mW/sq. cm .

Dessutom p?verkar str?lningen fr?n induktorn negativt elektroniken och radioutrustningen i n?rheten, vilket skapar st?rningar under drift.

Viktig! F?r att skydda dig mot effekterna av ett elektromagnetiskt f?lt kan du omge pannan med ett finmaskigt (1x1, 2x2 mm) metalln?t (Faraday-bur), som inte ?r i kontakt med pannkroppen och ?r jordad.

Driftsregler

S?ker drift av induktionsv?rmepannor, liksom alla andra tekniska enheter, s?kerst?lls genom implementeringen av ett antal regler f?r b?de installation och anv?ndning efter installation:

• Pannan m?ste vara jordad.
• Avst?ndet fr?n enheten till v?ggarna p? sidorna m?ste vara minst 30 cm, fr?n pannans bottenpunkt till golvet - 80 cm, fr?n dess topppunkt till taket - 80 cm.
• Induktionspannor installeras endast i en sluten krets med expansionsk?rl membrantyp.
• Systemet m?ste inneh?lla ett block med s?kerhetsanordningar (tryckm?tare, luftventil, ?vertrycksventil ?vertryck, system f?r automatisk avst?ngning vid ?verhettning).

?versikt ?ver v?lk?nda tillverkare

Slutsats

Den moderna marknaden f?r pannor f?r installation av system autonom uppv?rmning representeras av hundratals modeller av enheter olika sorter. Objektiviteten f?r pris/kvalitetskriteriet f?r varje sort ?r olika. Valet till f?rm?n f?r induktionsv?rmeanordningar n?r det g?ller risken f?r efterf?ljande besvikelse i k?pet ?r det mest rimliga.

M?nga m?nniskor attraheras av elv?rme av att den fungerar sj?lvst?ndigt och inte beh?ver tas om hand hela tiden. Negativ sida s?dana v?rmepannor ?r kostnaden och tekniska krav.

P? vissa st?llen kan de helt enkelt inte till?mpas. Men m?nga ?gare ?r inte r?dda f?r detta, och de tror att det ?r anv?ndarv?nligheten som t?cker alla brister.

Speciellt n?r nya typer d?k upp p? marknaderna med induktiva spolar, och inte TEN. De v?rmer upp byggnaden med omedelbar hastighet och v?rmer byggnaden ekonomiskt, enligt ?garna till enheterna. ny typ pannor kallas induktion.

Den nya typen av v?rmare ?r bekv?m i drift. De anses vara s?kra, i j?mf?relse med gasv?rmare finns det ingen sot och sot, vilket inte kan s?gas om fastbr?nsleapparater. Och den viktigaste f?rdelen - det finns inget behov av att sk?rda fast br?nsle(kol, ved,).

Och s? snart induktionsv?rmare d?k upp, fanns det omedelbart hantverkare som, f?r att spara pengar, f?rs?ker skapa en s?dan installation med sina egna h?nder.

I den h?r artikeln hj?lper vi dig att designa uppv?rmningsanordning p? egen hand.

En anordning d?r metall och liknande produkter v?rms upp utan kontakt kallas induktionsv?rmare. Arbetet styrs av ett alternerande induktionsf?lt som verkar p? metallen och str?mmarna inuti bildar v?rme.

H?gfrekventa str?mmar p?verkar produkter ut?ver isolering, varf?r designen ?r extraordin?r j?mf?rt med andra typer av uppv?rmning.

I dagens induktionsv?rmare finns halvledarfrekvensreducerare. Denna typ av uppv?rmning anv?nds i stor utstr?ckning vid v?rmebehandling av ytor gjorda av st?l och olika f?reningar och legeringar.

Utrustningens kompakthet anv?nds i innovativ teknik, samtidigt som det finns en enorm ekonomisk effekt. En m?ngd olika modeller hj?lper till att implementera flexibla och automatiserade kombinationer, inklusive allround-transistorfrekvensreducerare och anslutningsblock n?r ett induktionssystem ?r att f?redra.

Beskrivning

Sammans?ttningen av ett typiskt v?rmeelement inkluderar f?ljande komponenter:

1. V?rmeelement i form av en stav eller ett metallr?r.
2. Induktor– Det h?r ?r en koppartr?d som ramar in spolen med varv. Under drift spelar den rollen som en generator.
3. Generator. En separat struktur d?r standardstr?mmen omvandlas till ett v?rde med h?g frekvens.

I praktiken har induktionsinstallationer anv?nts nyligen. Teoretiska studier ligger l?ngt fram. Detta kan f?rklaras av ett hinder - att f? en h?g frekvens av magnetf?lt. Faktum ?r att anv?ndning av l?gfrekvensinst?llningar anses vara ineffektivt. S? fort de d?k upp med h?g frekvens var problemet l?st.

HDTV-generatorer har passerat sin evolution?ra period; fr?n lampor till moderna modeller baserat p? IGBT. Nu ?r de mer effektiva, har liten vikt och m?tt. Deras frekvensbegr?nsning ?r 100 kHz p? grund av de dynamiska f?rlusterna hos transistorer.

Funktionsprincip och omfattning

Generatorn ?kar frekvensen p? str?mmen och ?verf?r sin energi till spolen. Induktorn omvandlar h?gfrekvent str?m till ett v?xlande elektromagnetiskt f?lt. Elektromagnetiska v?gor f?r?ndras med h?g frekvens.

Uppv?rmning uppst?r p? grund av uppv?rmning av virvelstr?mmar, som provoceras av variabla virvelvektorer av det elektromagnetiska f?ltet. Energi med h?g verkningsgrad ?verf?rs n?stan utan f?rlust och det finns tillr?ckligt med energi f?r att v?rma kylv?tskan och ?nnu mer.

Batterienergin ?verf?rs till kylv?tskan, som finns inuti r?ret. V?rmeb?raren ?r i sin tur v?rmeelementets kylare. Som ett resultat ?kar livsl?ngden.

Branschen ?r den mest aktiva konsumenten av induktionsv?rmare, eftersom m?nga konstruktioner involverar h?g v?rmebehandling. Med deras anv?ndning ?kar styrkan hos produkterna.

I h?gfrekventa smedjor installeras enheter med h?g effekt.

Smides- och pressf?retag, som anv?nder s?dana enheter, ?kar arbetsproduktiviteten och minskar slitaget p? formarna, minskar metallf?rbrukningen. Installationer med genomv?rmning kan t?cka ett visst antal arbetsstycken samtidigt.

Vid yth?rdning av delar g?r anv?ndningen av s?dan uppv?rmning det m?jligt att ?ka slitstyrkan flera g?nger och f? en betydande ekonomisk effekt.

Det allm?nt accepterade anv?ndningsomr?det f?r enheter ?r l?dning, sm?ltning, uppv?rmning f?re deformation, HDTV-h?rdning. Men det finns fortfarande zoner d?r enkristallhalvledarmaterial erh?lls, epitaxiella filmer byggs upp, material skummas till el. f?lt, h?gfrekvent svetsning av skal och r?r.

F?rdelar och nackdelar

F?rdelar:

1. Uppv?rmning av h?g kvalitet.
2. H?g kontrollprecision och flexibilitet.
3. P?litlighet. Det kan arbeta sj?lvst?ndigt med automatisering.
4. V?rmer upp valfri v?tska.
5. Enhetens effektivitet ?r 90%.
6. L?ng livsl?ngd(upp till 30 ?r).
7. Enkel montering.
8. V?rmaren samlar inte upp kalk.
9. P? grund av automatisering, energibesparingar.

Minus:

1. Den h?ga kostnaden f?r modeller med automation.
2. Beroende p? str?mf?rs?rjning.
3. Vissa modeller ?r bullriga.

Hur g?r man sj?lv?

L?t oss s?ga att du best?mmer dig f?r att g?ra en induktionsv?rmare sj?lv, f?r detta f?rbereder vi ett r?r, h?ller sm? bitar av st?ltr?d (9 cm i l?ngd) i det.

R?ret kan vara plast eller metall, viktigast av allt, med tjocka v?ggar. Sedan st?ngs den med speciella adaptrar fr?n alla sidor.

D?refter lindar vi koppartr?d p? den upp till 100 varv och placerar den i den centrala delen av r?ret. Resultatet ?r en induktor. Vi ansluter utg?ngsdelen av omriktaren till denna lindning. Som assistent tillgriper vi.

R?ret fungerar som en v?rmare.

Vi f?rbereder generatorn och monterar hela strukturen.

N?dv?ndiga material och verktyg:

• tr?d fr?n av rostfritt st?l eller valstr?d (diameter 7 mm);
• vatten;
• emaljerad koppartr?d;
• metalln?t med sm? h?l;
• adaptrar;
• tjockv?ggigt plastr?r;

Genomg?ng:

1. Mode tr?d i bitar, 50 mm l?ng.
2. Vi f?rbereder skalet f?r v?rmaren. Vi anv?nder ett tjockv?ggigt r?r (diameter 50 mm).
3. Vi st?nger botten och toppen av fallet med ett n?t.
4. F?rbereder induktionsspolen. koppartr?d vi lindar 90 varv p? kroppen och placerar dem i mitten av skalet.
5. Klipp ut en del av r?ret fr?n r?rledningen och installera en induktionspanna.
6. Vi ansluter spolen till v?xelriktaren och fyll grytan med vatten.
7. Vi malde den resulterande strukturen.
8. Vi kontrollerar systemet i drift. Anv?nd inte utan vatten, eftersom plastr?ret kan sm?lta.

Fr?n en svetsv?xelriktare

Det enklaste budgetalternativet ?r att tillverka en induktionsv?rmare med en svetsomriktare:

1. F?r att g?ra detta, ta ett polymerr?r, dess v?ggar b?r vara tjocka. Fr?n ?ndarna monterar vi 2 ventiler och ansluter ledningarna.
2. H?ll bitarna i r?ret(diameter 5 mm) metalltr?d och montera toppventilen.
3. D?refter g?r vi 90 varv runt r?ret med koppartr?d, vi f?r en induktor. V?rmeelementet ?r ett r?r, vi anv?nder en generator svetsmaskin.
4. Enheten m?ste vara i AC-l?ge. med h?g frekvens.
5. Vi ansluter koppartr?den till svetsmaskinens poler och kontrollera arbetet.

Arbetar som en induktor, kommer ett magnetf?lt att str?las ut, medan virvelstr?mmar kommer att v?rma upp den hackade tr?den, vilket kommer att leda till kokande vatten i polymerr?ret

1. ?ppna delar av strukturen b?r av s?kerhetssk?l isoleras.
2. Anv?ndning av en induktionsv?rmare rekommenderas endast f?r slutna system uppv?rmning, d?r en pump ?r utrustad f?r att cirkulera kylv?tskan.
3. Designen med en induktionsv?rmare placeras 800 mm fr?n taket, 300 mm fr?n m?bler och v?ggar.
4. Att installera en tryckm?tare kommer att s?kra din design.
5. V?rmeanordningen b?r vara utrustad automatiskt system f?rvaltning.
6. V?rmaren m?ste anslutas till eln?tet med speciella adaptrar.

7.1.3. INDUKTIONSV?RMNING

Inledande period.induktionsv?rme ledare ?r baserad p? ett fysiskt fenomen elektromagnetisk induktion, uppt?ckt av M. Faraday 1831. Teorin om induktionsuppv?rmning b?rjade utvecklas av O. Heaviside (England, 1884), S. Ferranti, S. Thompson, Ewing. Deras arbete l?g till grund f?r skapandet av induktionsv?rmeteknik. Eftersom under induktionsuppv?rmning frig?rs v?rme i en ledande kropp - ett lager som ?r lika med intr?ngningsdjupet f?r det elektromagnetiska f?ltet, finns det m?jligheter till exakt temperaturkontroll f?r att s?kerst?lla h?gkvalitativ uppv?rmning med h?g produktivitet. En annan f?rdel ?r den ber?ringsfria uppv?rmningen.

Induktionskanalugnar med ?ppen kanal. En av de f?rsta k?nda designerna av en induktionskanalugn (ICF) f?reslogs av S. Ferranti (Italien) 1887. Ugnen hade en keramisk kanal, och platta induktorspolar placerades ovanf?r och under denna kanal. ?r 1890 E.A. Colby (USA) f?reslog en ugnskonstruktion d?r induktorn t?cker den cirkul?ra kanalen fr?n utsidan.

Den f?rsta industriugnen med en st?lk?rna och en induktor placerad inuti kanalen (Fig. 7.7) skapades 1900 av Kjellin (Sverige). Ugnseffekt 170 kW, kapacitet upp till 1800 kg, frekvens 15 Hz. Drivs av en speciell underfrekvensgenerator, vilket ?r n?dv?ndigt p? grund av den l?ga effektfaktorn. ?r 1907 var 14 s?dana ugnar i drift.

Ris. 7.7. Skiss induktionsugn med en ?ppen kanal skapad av Kjelly 1 - kanal; 2 - induktor; 3 - magnetisk krets

1905 designade R?cheling-Rodenhauser (Tyskland) flerfaskanalugnar (med tv? och tre induktorer), d?r kanalerna ?r anslutna till ett bad, som drivs av ett 50 Hz-n?tverk. I efterf?ljande konstruktioner av ugnar anv?ndes slutna kanaler ocks? f?r att sm?lta icke-j?rnmetaller. 1918 byggde W. Ron (Tyskland) en vakuum-ICP liknande Kjellin-ugnen (tryck 2–5 mm Hg), vilket gjorde det m?jligt att f? fram en metall med b?ttre mekaniska egenskaper.

P? grund av ett antal f?rdelar med slutna kanalugnar har utvecklingen av ?ppna kanalugnar avstannat. Emellertid har f?rs?k gjorts att anv?nda s?dana ugnar f?r st?lsm?ltning.

P? 1930-talet, i USA, anv?ndes en enfas ICP med en kapacitet p? 6 ton med en ?ppen kanal och drivs av en generator med en effekt p? 800 kW och en frekvens p? 8,57 Hz f?r att sm?lta om rostfritt st?lskrot. Ugnen drevs i en duplexprocess med en ljusb?gsugn. P? 1940- och 1950-talen anv?ndes ICP med ?ppen kanal i Italien f?r att sm?lta st?l med en kapacitet p? 4–12 ton, tillverkade av Tagliaferri. I framtiden ?vergavs anv?ndningen av s?dana ugnar, eftersom de var s?mre i sina egenskaper ?n b?ge- och induktionsdegelst?lsm?ltugnar.

Induktionskanalugnar med sluten kanal. Sedan 1916 b?rjade man utveckla f?rst experimentella och sedan kommersiella ICP med en sluten kanal. En serie ICP med en sluten kanal utvecklades av Ajax-Watt (USA). Dessa ?r axlade enfasugnar med en vertikal kanal f?r sm?ltning av koppar-zinklegeringar med en kapacitet p? 75 och 170 kVA och en kapacitet p? 300 och 600 kg. De utgjorde grunden f?r utvecklingen av ett antal f?retag.

Samma ?r tillverkades schaktugnar med en horisontell trefasinduktionsenhet (kapacitet 150, 225 och 320 kW) i Frankrike. I England f?reslog General Electric Limited en modifiering av ugnen med tv? kanaler per induktor, med deras asymmetriska arrangemang, vilket g?r att sm?ltan cirkulerar och minskar ?verhettning.

Ugnar av E. Russ (Tyskland) tillverkades med tv? och tre kanaler per induktor (vertikal och horisontell design). E. Russ f?reslog ocks? designen av en dubbel induktionsenhet (IE) kopplad till tv? faser.

I Sovjetunionen, p? 1930-talet, b?rjade ICP som liknar Ajax-Watt-ugnar tillverkas vid Moskvas elektriska anl?ggning. P? 1950-talet utvecklade OKB "Elektropech" ugnar f?r sm?ltning av koppar och dess legeringar med en kapacitet p? 0,4–6,0 ton, och sedan 16 ton. 1955 kom en ICP f?r sm?ltning av aluminium med en kapacitet p? 6 ton.

P? 1950-talet i USA och V?steuropa ICP har blivit allm?nt anv?nda som blandare vid sm?ltning av gjutj?rn i duplexprocessen med en kupol- eller ljusb?gsugn. F?r att ?ka effekten och minska ?verhettningen av metallen i kanalen utvecklades IE-designer med enkelriktad sm?ltr?relse (Norge). Samtidigt utvecklades l?stagbara IE:er. P? 1970-talet utvecklade Ajax Magnetermic dubbla IE, som f?r n?rvarande n?r 2000 kW. Liknande utvecklingar genomf?rdes i VNIIETO under samma ?r. N.V. deltog aktivt i utvecklingen av ICP:er av olika slag. Veselovsky, E.P. Leonova, M.Ya. Stolov och andra.

P? 1980-talet var utvecklingen av ICP i v?rt land och utomlands inriktad p? att ut?ka anv?ndningsomr?dena och ut?ka tekniska m?jligheter, till exempel anv?ndningen av ICP f?r att producera r?r fr?n icke-j?rnmetaller genom att dra fr?n sm?ltan.

Induktionsdegelugnar. Eftersom l?gkapacitets induktionsdegelugnar (ITF) kan fungera effektivt endast vid frekvenser ?ver 50 Hz, h?lls deras skapande tillbaka p? grund av bristen p? l?mpliga kraftk?llor - frekvensomvandlare. ?nd? 1905-1906. ett antal f?retag och uppfinnare har f?reslagit och patenterat ITP, dessa inkluderar f?retaget "Schneider - Creso" (Frankrike), O. Zander (Sverige), Gerden (England). Samtidigt utvecklades designen av ITP:n av A.N. Lodygin (Ryssland).

Den f?rsta industriella ITP med en gnist-h?gfrekvensgenerator utvecklades 1916 av E.F. Northrup (USA). Sedan 1920 har dessa ugnar tillverkats av Ajax Electrothermia. Samtidigt utvecklades ITP som drivs av ett roterande gnistgap av J. Ribot (Frankrike). Firman "Metropolitan - Vickers" har skapat ITP h?g och industriell frekvens. Ist?llet f?r gnistgeneratorer anv?ndes maskinomvandlare med en frekvens p? upp till 3000 Hz och en effekt p? 150 kVA.

V.P. Vologdin 1930–1932 skapat industriell ITP med en kapacitet p? 10 och 200 kg, driven av en maskinell frekvensomvandlare. 1937 byggde han ?ven en ITP som drevs av en lampgenerator. ?r 1936 hade A.V. Donskoy utvecklade en universell induktionsugn med en lampgenerator med en effekt p? 60 kVA.

1938, f?r att driva ITP (effekt 300 kW, frekvens 1000 Hz), anv?nde Brown-Boveri-f?retaget en v?xelriktare baserad p? en kvicksilverventil med flera anoder. Sedan 60-talet har tyristorv?xelriktare anv?nts f?r att driva induktionsinstallationer. Med ?kningen av kapaciteten hos ITP blev det m?jligt att effektivt anv?nda str?mf?rs?rjningen med industriell frekvensstr?m.

Under 1940- och 1960-talen utvecklade OKB "Elektropech" flera typer av IHF: ?kad frekvens f?r sm?ltning av aluminium med en kapacitet p? 6 ton (1959), gjutj?rn med en kapacitet p? 1 ton (1966). 1980 tillverkades en ugn med en kapacitet p? 60 ton f?r sm?ltning av gjutj?rn vid en fabrik i Baku (designad av VNIIETO under licens fr?n Brown-Boveri). E.P. Leonova, V.I. Kryzental, A.A. Prostyakov och andra.

1973 utvecklade och tog Ajax Magnetermic tillsammans med General Motors forskningslaboratorium en horisontell kontinuerlig degelugn f?r sm?ltning av gjutj?rn med en kapacitet p? 12 ton och en effekt p? 11 MW.

Med b?rjan p? 1950-talet b?rjade de utvecklas speciella typer induktionssm?ltning av metaller:

vakuum i en keramisk degel;

vakuum i kanten;

vakuum i en kall degel;

i en elektromagnetisk degel;

i ett avst?ngt tillst?nd;

med kombinerad uppv?rmning.

Vakuuminduktionsugnar (VIP) fram till 1940 anv?ndes endast i laboratorief?rh?llanden. P? 1950-talet b?rjade vissa f?retag, s?rskilt Hereus, utveckla industriell VIP, vars enhetskapacitet b?rjade ?ka snabbt: 1958 - 1–3 ton, 1961–5 ton, 1964–15–27 ton, 1970–60. 1947 tillverkade MosZETO den f?rsta vakuumugnen med en kapacitet p? 50 kg, och 1949 b?rjade massproduktion av VIP med en kapacitet p? 100 kg. I mitten av 80-talet tillverkade Sibelektroterm-produktionsf?reningen, baserat p? utvecklingen av VNIIETO, moderniserade VIPs med en kapacitet p? 160, 600 och 2500 kg f?r sm?ltning av specialst?l.

Induktionssm?ltning av reaktiva legeringar i skallugnar och ugnar med kopparvattenkyld (kall) degel b?rjade anv?ndas p? 1950-talet. En ugn med en pulveriserad skalle utvecklades av N.P. Gluchanov, R.P. Zhezherin och andra 1954, och en ugn med en monolitisk skalle - M.G. Kogan 1967. Id?n om induktionssm?ltning i en kall degel f?reslogs redan 1926 i Tyskland av Siemens-Halske, men fann ingen till?mpning. 1958, i IMET, tillsammans med All-Russian Research Institute of High Frequency Currents. V.P. Vologdin (VNI-ITVCh) under ledning av A.A. Vogel genomf?rde experiment p? induktionssm?ltning av titan i en kall degel.

?nskan att minska metallf?roreningar och v?rmef?rlust i en kall degel ledde till att man anv?nde elektromagnetiska krafter f?r att trycka bort metallen fr?n v?ggarna, d.v.s. till skapandet av en "elektromagnetisk degel" (L.L. Tir, VNIIETO, 1962)

Sm?ltning av metaller i suspenderat tillst?nd f?r att erh?lla mycket rena metaller f?reslogs i Tyskland (O. Muck) redan 1923, men blev inte utbredd p? grund av bristen p? kraftk?llor. P? 1950-talet b?rjade denna metod utvecklas i m?nga l?nder. I Sovjetunionen arbetade anst?llda vid VNIITVCH mycket i denna riktning under ledning av A.A. Vogel.

Sm?ltande ICP och ICP av kombinerad uppv?rmning b?rjade anv?ndas fr?n 50-talet, initialt med olje- och gasbr?nnare, till exempel ICP f?r omsm?ltning av aluminiumsp?n (Italien) och ICP f?r gjutj?rn (Japan). Senare blev plasmainduktionsdegelugnar utbredda, till exempel en serie pilotugnar utvecklade av VNIIETO 1985 med en kapacitet p? 0,16–1,0 ton.

Installationer f?r induktionsyth?rdning. De f?rsta experimenten med induktionsyth?rdning utf?rdes 1925 av V.P. Vologdin p? initiativ av ingenj?ren f?r Putilov-anl?ggningen N.M. Belyaev, som ans?gs misslyckade, eftersom de vid den tiden str?vade efter genom h?rdning. P? 30-talet V.P. Vologdin och B.Ya. Familjen Romanov ?terupptog detta arbete och fick 1935 patent f?r h?rdning med h?gfrekventa str?mmar. 1936 tog V.P. Vologdin och A.A. Vogel fick patent p? en induktor f?r h?rdning av kugghjul. V.P. Vologdin och hans personal utvecklade h?rdningsanl?ggningens alla delar: en roterande frekvensomvandlare, induktorer och transformatorer (Fig. 7.8).

Ris. 7.8. H?rdningsanl?ggning f?r progressiv h?rdning

1 - h?rdad produkt; 2 - induktor; 3 - h?rdningstransformator; 4 - frekvensomvandlare; 5 - kondensator

Sedan 1936 har G.I. Babat och M.G. Lozinsky vid anl?ggningen "Svetlana" (Leningrad) unders?kte processen med induktionsh?rdning med hj?lp av h?ga frekvenser n?r den drivs av en lampgenerator. Sedan 1932 b?rjade h?rdning med medelfrekvent str?m att introduceras av TOKKO (USA).

I Tyskland 1939. Zeulen utf?rde yth?rdningen av vevaxlarna p? AEG-fabrikerna. 1943 f?reslog K. Kegel en speciell form av induktiv tr?d f?r h?rdning av ett kugghjul.

Den utbredda anv?ndningen av yth?rdning b?rjade i slutet av 1940-talet. Under de 25 ?ren sedan 1947 har VNIITVCH utvecklat mer ?n 300 h?rdningsanordningar, inklusive en automatisk linje f?r h?rdning av vevaxlar och en anl?ggning f?r h?rdning av j?rnv?gsskenor l?ngs hela l?ngden (1965). 1961 lanserades den f?rsta installationen f?r h?rdning av kugghjul fr?n l?gh?rdningsst?l vid den efter namngivna bilfabriken. Likhachev (ZIL) (teknik utvecklad av K.Z. Shepelyakovsky).

En av riktningarna f?r utvecklingen av induktionsv?rmebehandling under de senaste ?ren har blivit tekniken f?r h?rdning och h?rdning av r?rformiga varor och gasledningar fr?n oljelandet. stor diameter(820–1220 mm), bygga armeringsj?rn, samt f?rst?rkning av j?rnv?gsr?ls.

Genom v?rmeinstallationer. Anv?ndningen av induktionsuppv?rmning av metaller f?r olika ?ndam?l, f?rutom f?r sm?ltning, i det f?rsta skedet var av utforskande karakt?r. ?r 1918 fick M.A. Bonch-Bruevich, och sedan V.P. Vologdin anv?nde h?gfrekventa str?mmar f?r att v?rma anoderna p? elektronr?r under deras evakuering (avgasning). I slutet av 30-talet utf?rdes experiment i laboratoriet i Svetlana-anl?ggningen med anv?ndning av induktionsv?rme till en temperatur p? 800–900 ° C vid bearbetning av en st?laxel med en diameter p? 170 och en l?ngd av 800 mm f?r svarv. En r?rgenerator med en effekt p? 300 kW och en frekvens p? 100–200 kHz anv?ndes.

Sedan 1946 b?rjade arbetet i Sovjetunionen med anv?ndningen av induktionsv?rme vid tryckbehandling. 1949 togs den f?rsta smidesv?rmaren i drift vid ZIL (ZIS). Driften av den f?rsta induktionssmedjan startade vid Moskvafabriken f?r sm? bilar (MZMA, senare AZLK) 1952. En intressant tv?frekvensinstallation (60 och 540 Hz) f?r uppv?rmning av st?l?mnen (sektion - kvadratisk 160x160 mm) f?r tryck behandling lanserades i Kanada 1956 En liknande uppst?llning utvecklades vid VNIITVCH (1959). Industriell frekvens anv?nds f?r uppv?rmning upp till Curie-punkten.

1963 tillverkade VNIITVCH en plattv?rmare (m?tt 2,5x0,38x1,2 m) med en effekt p? 2000 kW vid en frekvens p? 50 Hz f?r rullande produktion.

?r 1969, vid den metallurgiska anl?ggningen i Maclaut steel corp. (USA) till?mpade induktionsv?rmning av st?lplattor som v?ger cirka 30 ton (m?tt 7,9x0,3x1,5 m) med sex tekniska linjer(18 industriella frekvensinduktorer med en total kapacitet p? 210 MW).

Induktorerna hade en speciell form som s?kerst?llde en j?mn uppv?rmning av plattan. Arbete med anv?ndningen av induktionsv?rme inom metallurgi utf?rdes ocks? vid VNIIETO (P.M. Chaikin, S.A. Yaitskov, A.E. Erman).

I slutet av 1980-talet i Sovjetunionen anv?ndes induktionsv?rme i cirka 60 smedsbutiker (fr?mst i biltraktorer och f?rsvarsindustrianl?ggningar) med en total kapacitet av induktionsv?rmare upp till 1 miljon kW.

L?gtemperaturuppv?rmning vid industriell frekvens.?ren 1927–1930 vid en av Urals f?rsvarsanl?ggningar p?b?rjades arbetet med induktionsv?rme vid industriell frekvens (N.M. Rodigin). ?r 1939 fungerade ganska kraftfulla induktionsv?rmeinstallationer f?r v?rmebehandling av legerade st?lprodukter framg?ngsrikt d?r.

TsNIITmash (V.V. Alexandrov) utf?rde ocks? arbete med anv?ndning av industriell frekvens f?r v?rmebehandling, uppv?rmning f?r plantering, etc. Ett antal arbeten med l?gtemperaturuppv?rmning utf?rdes under ledning av A.V. Donskoy. I Forskningsinstitutet f?r armerad betong (NIIZhB), Frunze Polytechnic Institute och andra organisationer, arbetade man med v?rmebehandling p? 60–70-talet armerade betongprodukter anv?nder induktionsv?rme vid en frekvens p? 50 Hz. VNIIETO har ?ven utvecklat ett antal industriella l?gtemperaturv?rmeinstallationer f?r liknande ?ndam?l. Utvecklingen av MPEI (A.B. Kuvaldin) inom omr?det induktionsuppv?rmning av ferromagnetiskt st?l anv?ndes i installationer f?r uppv?rmning av delar f?r ytbel?ggning, v?rmebehandling av st?l och armerad betong, uppv?rmning av kemiska reaktorer, formar, etc. (70–80-tal).

H?gfrekvent zonsm?ltning av halvledare. Zonsm?ltningsmetoden f?reslogs 1952 (W.G. Pfann, USA). Arbetet med h?gfrekvent degelfri zonsm?ltning b?rjade i v?rt land 1956, och en kiselenkristall 18 mm i diameter erh?lls vid VNIITVCH. Olika modifieringar av installationer av typen "Crystal" med en induktor inuti vakuumkammaren skapades (Yu.E. Nedzvetsky). P? 1950-talet tillverkades installationer f?r vertikal degell?s zonsm?ltning av kisel med en induktor utanf?r vakuumkammaren (kvartsr?ret) vid Platinopribor-fabriken (Moskva) tillsammans med Statens institut s?llsynta metaller (Giredmet). Starten av serieproduktion av Kristall-installationer f?r odling av kiselenkristaller g?r tillbaka till 1962 (vid Taganrog ZETO). Diametern p? de erh?llna enkristallerna n?dde 45 mm (1971) och senare mer ?n 100 mm (1985)

H?gfrekvent sm?ltning av oxider. I b?rjan av 60-talet b?rjade F.K. Monfort (USA) utf?rde sm?ltningen av oxider i en induktionsugn (odling av enkristaller av ferriter med hj?lp av h?gfrekventa str?mmar - radiofrekvenser). Samtidigt har A.T. Chapman och G.V. Clark (USA) f?reslog en teknik f?r omsm?ltning av ett polykristallint oxidblock i en kall degel. 1965 erh?ll J. Ribot (Frankrike) sm?ltor av uran-, torium- och zirkoniumoxider med hj?lp av radiofrekvenser. Sm?ltningen av dessa oxider sker vid h?ga temperaturer (1700–3250°C), och d?rf?r kr?vs en stor kraftk?lla.

I Sovjetunionen utvecklades tekniken f?r h?gfrekvent sm?ltning av oxider vid Physical Institute of the USSR Academy of Sciences (A.M. Prokhorov, V.V. Osiko). Utrustningen utvecklades av VNIITVCH och Leningrad Electrotechnical Institute (LETI) (Yu.B. Petrov, A.S. Vasiliev, V.I. Dobrovolskaya). Kristall-fabrikerna som de skapade 1990 hade en total kapacitet p? ?ver 10 000 kW och producerade hundratals ton oxider med h?g renhet per ?r.

H?gfrekvent plasmauppv?rmning. Fenomenet med h?gfrekvent urladdning i en gas har varit k?nt sedan 1980-talet. ?ren 1926–1927 J.J. Thomson (England) visade att en elektrodl?s urladdning i en gas skapas av inducerade str?mmar, och J. Townsend (England, 1928) f?rklarade urladdningen i en gas genom inverkan av ett elektriskt f?lt. Alla dessa studier utf?rdes vid reducerat tryck.

?ren 1940–1941 G.I. Babat vid Svetlana-anl?ggningen observerade en plasmaurladdning under avgasning av elektronr?r med h?gfrekvent uppv?rmning och fick sedan f?r f?rsta g?ngen en urladdning vid atmosf?rstryck.

P? 50-talet in olika l?nder arbete utf?rdes p? h?gfrekvent plasma (T.B. Reid, J. Ribot, G. Barkhoff och andra). I Sovjetunionen genomf?rdes de fr?n slutet av 50-talet vid Leningrad Polytechnic Institute (A.V. Donskoy, S.V. Dresvin), MPEI (M.Ya. Smelyansky, S.V. Kononov), VNITVCh (I.P. Dashkevich ) och andra. Utsl?pp i olika gaser , konstruktioner av plasmatroner och teknologier med deras anv?ndning studerades. H?gfrekventa plasmafacklar med kvarts och metall (f?r effekt upp till 100 kW) vattenkylda (skapade 1963) kammare skapades.

P? 80-talet anv?ndes h?gfrekventa plasmabr?nnare med en effekt p? upp till 1000 kW vid frekvenser p? 60 kHz - 60 MHz f?r att producera ultrarent kvartsglas, pigment titandioxid, nya material (till exempel nitrider och karbider), ultrarena ultrafina pulver och nedbrytning av giftiga ?mnen.

f?rfattare Team av f?rfattare

7.1.1. RESISTIV V?RME Inledande period. De f?rsta experimenten p? v?rmeledare med elektrisk str?m g?r tillbaka till 1700-talet. ?r 1749 uppt?ckte B. Franklin (USA), medan han studerade t?mningen av en Leyden-burk, uppv?rmning och sm?ltning av metalltr?dar, och senare, enligt hans

Fr?n f?rfattarens bok

7.1.2. ELEKTRISK BJUDV?RME Inledande period. ?ren 1878–1880 W. Siemens (England) utf?rde ett antal arbeten som l?g till grund f?r skapandet av ljusb?gsugnar f?r direkt och indirekt uppv?rmning, inklusive en enfas ljusb?gsugn med en kapacitet p? 10 kg. De ombads att anv?nda ett magnetf?lt f?r att

Fr?n f?rfattarens bok

Fr?n f?rfattarens bok

7.7.5. PLASMAV?RME Inledande period. B?rjan av arbetet med plasmauppv?rmning g?r tillbaka till 1920-talet. Sj?lva termen "plasma" introducerades av I. Langmuir (USA), och begreppet "kvasi-neutral" - av W. Schottky (Tyskland). 1922 genomf?rde X. Gerdien och A. Lotz (Tyskland) experiment med plasma erh?llen av

Fr?n f?rfattarens bok

7.1.6. ELEKTRONBALKUPPV?RMNING Inledande period. Elektronstr?leuppv?rmningsteknik (sm?ltning och raffinering av metaller, dimensionell bearbetning, svetsning, v?rmebehandling, f?r?ngningsbel?ggning, dekorativ ytbehandling) ?r baserad p? fysiks prestationer,

Fr?n f?rfattarens bok

7.1.7. LASERV?RMNING Inledande period. Lasern (f?rkortning av engelska Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) skapades under andra h?lften av 1900-talet. och hittade n?gon till?mpning inom elektrisk teknik. Id?n om processen f?r stimulerad emission uttrycktes av A. Einstein 1916. P? 40-talet, V.A.

Induktionsuppv?rmning ?r en process som anv?nds f?r att h?rda, svetsa eller sm?lta metaller eller andra ledande material. I moderna tillverkningsprocesser erbjuder induktionsv?rme en attraktiv kombination av hastighet, konsistens, kontroll och energieffektivitet.

Grundprinciperna f?r induktionsv?rme har anv?nts i tillverkningen sedan 1920-talet. Under andra v?rldskriget utvecklades tekniken snabbt f?r att m?ta de akuta kraven fr?n krigstida p? tillf?rlitliga och snabba processer f?r att st?rka metallmotordelar.

Under de senaste ?ren har fokus p? att hitta effektiva teknologier i produktionen ("Lean Manufacturing") och p? ?kad kvalitetskontroll lett till ett ?terupplivande av induktionstekniken parallellt med utvecklingen av ett exakt effektstyrningssystem f?r solid state-induktion.

Hur fungerar induktionsv?rme?

N?r v?xelstr?m verkar p? en transformators prim?rlindning skapas ett elektromagnetiskt f?lt. Enligt Faradays lag, om sekund?rlindningen av en transformator placeras inuti ett magnetf?lt, genereras en elektrisk str?m.

I en standardinduktionsuppv?rmningskonfiguration genererar str?mf?rs?rjningen en v?xelstr?m genom en induktor (vanligtvis en kopparspole) och den del som ska v?rmas upp placeras inuti induktorn. Induktorn fungerar som transformatorns prim?ra krets och delen fungerar som sekund?rkrets. N?r genom metalldel ett magnetf?lt passerar genom det, Foucault-str?mmar induceras i det.

Som visas i figuren ovan riktas Foucault-str?mmarna mot metallens elektriska motst?nd, vilket skapar lokal v?rme utan direkt kontakt mellan arbetsstycket och induktorn. Denna uppv?rmning sker i magnetiska och icke-magnetiska delar och ?r k?nd som "Joule-effekten", med h?nvisning till Joules f?rsta lag (en vetenskaplig formel som uttrycker f?rh?llandet mellan den producerade v?rmen och den elektriska str?mmen som passerar genom en ledare).

F?rdelar med induktionsv?rme

Vilka f?rdelar har induktionsv?rme j?mf?rt med andra metoder som konvektion, str?lning eller flamma?

F?ljande ?r de viktigaste f?rdelarna med induktionsv?rme vid tillverkning:

Maximal prestanda

Produktivitetsniv?n kan ?ka eftersom induktion ?r en mycket snabb process: v?rme genereras omedelbart precis i delen (till exempel i vissa fall ?ver 1000?C p? mindre ?n en sekund). Uppv?rmning sker n?stan omedelbart, utan behov av f?rv?rmning och kylning. Induktionsuppv?rmningsprocessen utf?rs i produktionen, i n?ra anslutning till varm- eller kallformningsmaskinen, ist?llet f?r att skicka partier av delar till en separat.

Energieffektivitet

FR?N energipunkt denna process ?r den enda verkligt effektiva. Den omvandlar den f?rbrukade energin till nyttig v?rme upp till 90 %; i ugnar uppn?s vanligtvis endast 45 %. Dessutom, eftersom det inte finns n?got behov av f?rv?rmning och kylning under arbetscykler, minimeras standbyv?rmef?rlusten.

Processkontroll och automatisering

Induktionsuppv?rmning eliminerar brister och produktkvalitetsproblem, gasbr?nnare eller andra metoder. Efter kalibrering och start av systemet kommer det inte att finnas n?gra avvikelser: uppv?rmningsparametrarna ?r stabila och p?litliga.

Med hj?lp av GH-h?gfrekventa givare n?s temperaturen med h?g precision, vilket s?kerst?ller ett enhetligt resultat; omvandlaren kan sl?s p? och av direkt. Tack vare den slutna temperaturkontrollslingan kan avancerade induktionsv?rmesystem m?ta temperaturen f?r varje del individuellt. Hastigheten f?r h?jning, underh?ll och minskning av temperaturen kan st?llas in separat f?r varje specifikt fall, och data f?r varje arbetsstycke lagras i minnet.

Produktkvalit?

Med induktionsv?rme kommer arbetsstycket aldrig i direkt kontakt med en l?ga eller annat v?rmeelement; v?rme uppst?r direkt inuti delen under inverkan av v?xelstr?m. Som ett resultat reduceras deformationer, f?rvr?ngningar och defekter hos en produkt till ett minimum. F?r maximal produktkvalitet kan delen isoleras i en kontrollerad kammare med sluten atmosf?r - vakuum, inert eller f?rs?llad atmosf?r - f?r att eliminera oxidation.

"Gr?n energi

Induktionsv?rmesystem brinner inte som traditionella fossila br?nslen. Induktion ?r en ren, icke-f?rorenande process som hj?lper till att skydda milj?n. Induktionssystemet hj?lper till att f?rb?ttra arbetsf?rh?llandena f?r arbetare eftersom det inte producerar r?k, ?verdriven v?rme, giftiga utsl?pp eller buller. Uppv?rmning ?r s?ker eftersom den inte utg?r n?gon fara f?r operat?ren och eftersom ingen ?ppen eld anv?nds, r?ker den inte processen. Icke-ledande material p?verkas inte p? n?got s?tt, s? de kan placeras i n?rheten av v?rmezonen. Genom att anv?nda de l?sningar som erbjuds av GH Group kan du f?rb?ttra drift och underh?ll induktionssystem eftersom de minimerar produktionsavbrott, minskar energif?rbrukningen och ?kar detaljkvalitetskontrollen.

Induktionsv?rmare fungerar enligt principen att "f? str?m fr?n magnetism". I en speciell spole genereras ett h?geffekts v?xelmagnetf?lt som genererar elektriska virvelstr?mmar i en sluten ledare.

En sluten ledare i induktionsspisar ?r metallredskap, som v?rms upp av elektriska virvelstr?mmar. I allm?nhet ?r principen f?r driften av s?dana enheter inte komplicerad, och med lite kunskap inom fysik och elektroteknik kommer det inte att vara sv?rt att montera en induktionsv?rmare med dina egna h?nder.

F?ljande enheter kan tillverkas oberoende:

1. Enheter f?r uppv?rmning i v?rmepanna.
2. Miniugnar f?r sm?ltning av metaller.
3. Tallrikar f?r att laga mat.

G?r-det-sj?lv induktionsspis m?ste g?ras i enlighet med alla normer och regler f?r driften av dessa enheter. Om elektromagnetisk str?lning som ?r farlig f?r m?nniskor avges utanf?r h?ljet i sidled, ?r det str?ngt f?rbjudet att anv?nda en s?dan anordning.

Dessutom ligger en stor sv?righet i utformningen av kaminen i valet av material f?r h?llens bas, som m?ste uppfylla f?ljande krav:

1. Idealisk f?r att leda elektromagnetisk str?lning.
2. Inte ledande.
3. T?l h?ga temperaturer.

I hush?llsh?llar induktionsytor dyr keramik anv?nds n?r den g?rs hemma induktionsspis, att hitta ett v?rdigt alternativ till s?dant material ?r ganska sv?rt. D?rf?r b?r du till att b?rja med designa n?got enklare, till exempel en induktionsugn f?r h?rdning av metaller.

Tillverkningsinstruktioner

Ritningar

Figur 1. Elschema ?ver induktionsv?rmaren
Figur 2. Enhet. Figur 3. Schema f?r en enkel induktionsv?rmare

F?r tillverkning av ugnen beh?ver du f?ljande material och verktyg:

• l?da;
• textolitbr?da.
• mini borr.
• radioelement.
• kylpasta.
• kemiska reagenser f?r kartongetsning.

Ytterligare material och deras egenskaper:

1. Att g?ra en spole, som kommer att avge ett alternerande magnetf?lt som ?r n?dv?ndigt f?r uppv?rmning, ?r det n?dv?ndigt att f?rbereda en bit kopparr?r med en diameter p? 8 mm och en l?ngd p? 800 mm.
2. Kraftfulla krafttransistorer?r den dyraste delen av en hemmagjord induktionsinstallation. F?r att montera frekvensgeneratorkretsen ?r det n?dv?ndigt att f?rbereda 2 s?dana element. F?r dessa ?ndam?l ?r transistorer av m?rken l?mpliga: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Vid tillverkningen av kretsen anv?nds 2 identiska av de listade f?lteffekttransistorerna.
3. F?r tillverkning av en oscillerande krets du beh?ver keramiska kondensatorer med en kapacitet p? 0,1 mF och en driftsp?nning p? 1600 V. F?r att en h?geffekts v?xelstr?m ska bildas i spolen kr?vs 7 s?dana kondensatorer.
4. Under driften av en s?dan induktionsanordning, f?lteffekttransistorer blir mycket varma och om radiatorer av aluminiumlegering inte ?r f?sta p? dem, efter n?gra sekunders arbete p? maximal kraft, kommer dessa element att misslyckas. Att s?tta transistorer p? kylfl?nsar b?r vara genom ett tunt lager av termisk pasta, annars blir effektiviteten f?r s?dan kylning minimal.
5. Dioder, som anv?nds i en induktionsv?rmare, m?ste ha ultrasnabb verkan. Den mest l?mpliga f?r denna krets, dioder: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Motst?nd som anv?nds i krets 3: 10 kOhm med en effekt p? 0,25 W - 2 st. och 440 ohm effekt - 2 watt. Zenerdioder: 2 st. med en driftsp?nning p? 15 V. Zenerdiodernas effekt m?ste vara minst 2 watt. En choke f?r anslutning till spolens effektutg?ngar anv?nds med induktion.
7. F?r att driva hela enheten beh?ver du en str?mf?rs?rjningsenhet med en kapacitet p? upp till 500. W. och sp?nning 12 - 40 V. Du kan driva den h?r enheten fr?n bil batteri, men det kommer inte att fungera f?r att f? de h?gsta effektavl?sningarna vid denna sp?nning.

Sj?lva tillverkningsprocessen elektronisk generator och spolen tar lite tid och utf?rs i f?ljande sekvens:

1. Fr?n kopparr?r en spiral g?rs med en diameter p? 4 cm F?r att g?ra en spiral b?r man kopparr?r skruva p? en st?ng med en plan yta med en diameter p? 4 cm.Spiralen ska ha 7 varv, som inte ska r?ra. Monteringsringar ?r fastl?dda i de tv? ?ndarna av r?ret f?r anslutning till transistorradiatorerna.
2. Det tryckta kretskortet ?r tillverkat enligt schemat. Om det ?r m?jligt att leverera polypropenkondensatorer, s? p? grund av det faktum att s?dana element har minimala f?rluster och stabil drift vid stora amplituder av sp?nningsfluktuationer, kommer enheten att fungera mycket mer stabilt. Kondensatorerna i kretsen ?r installerade parallellt och bildar en oscillerande krets med en kopparspole.
3. Uppv?rmning av metall intr?ffar inuti spolen, efter att kretsen ?r ansluten till en str?mk?lla eller batteri. Vid uppv?rmning av metallen ?r det n?dv?ndigt att se till att det inte finns n?gon kortslutning av fj?derlindningarna. Om du r?r den uppv?rmda metallen 2 varv p? spolen samtidigt, misslyckas transistorerna omedelbart.

Nyanser

1. N?r man genomf?r experiment p? uppv?rmning och h?rdning av metaller, inuti induktionsspolen kan temperaturen vara betydande och uppg?r till 100 grader Celsius. Denna v?rmeeffekt kan anv?ndas f?r att v?rma hush?llsvatten eller f?r att v?rma ett hus.
2. Schema f?r v?rmaren diskuterad ovan (Figur 3), kl maximal belastning?r kapabel att ge str?lning av magnetisk energi inuti spolen lika med 500 watt. S?dan kraft r?cker inte f?r att v?rma en stor volym vatten, och konstruktionen av en induktionsspole med h?g effekt kommer att kr?va tillverkning av en krets d?r det kommer att vara n?dv?ndigt att anv?nda mycket dyra radioelement.
3. En budgetl?sning f?r att organisera induktionsuppv?rmning av en v?tska, ?r anv?ndningen av flera anordningar som beskrivs ovan, arrangerade i serie. I detta fall m?ste spiralerna vara p? samma linje och inte ha en gemensam metallledare.
4. Somett rostfritt st?lr?r med en diameter p? 20 mm anv?nds. Flera induktionsspiraler ?r "upptr?nade" p? r?ret, s? att v?rmev?xlaren ?r i mitten av spiralen och inte kommer i kontakt med dess varv. Med samtidig inkludering av 4 s?dana enheter kommer v?rmeeffekten att vara cirka 2 kW, vilket redan ?r tillr?ckligt f?r fl?desv?rme v?tskor med en liten cirkulation av vatten, till v?rden som till?ter anv?ndningen av denna design f?r att leverera varmt vatten till ett litet hus.
5. Om vi kopplar ihop s?dana v?rmeelement med v?lisolerad tank, som kommer att placeras ovanf?r v?rmaren, kommer resultatet att bli ett pannsystem d?r uppv?rmningen av v?tskan kommer att utf?ras inuti det rostfria r?ret, det uppv?rmda vattnet kommer att stiga upp och en kallare v?tska kommer att ta sin plats.
6. Om husets yta ?r betydande, antalet induktionsspolar kan ?kas upp till 10 stycken.
7. Effekten hos en s?dan panna kan enkelt justeras genom att st?nga av eller p? spiralerna. Ju fler sektioner som ?r p?kopplade samtidigt, desto st?rre blir kraften hos v?rmeanordningen som arbetar p? detta s?tt.
8. F?r att driva en s?dan modul beh?ver du en kraftfull str?mf?rs?rjning. Om en DC-inverter-svetsmaskin ?r tillg?nglig, kan en sp?nningsomvandlare med den erforderliga effekten g?ras fr?n den.
9. P? grund av det faktum att systemet fungerar p? likstr?m, som inte ?verstiger 40 V, driften av en s?dan anordning ?r relativt s?ker, det viktigaste ?r att tillhandah?lla ett s?kringsblock i generatorns str?mkrets, som, i h?ndelse av en kortslutning, kommer att avaktivera systemet, d?rigenom eliminerar risken f?r brand.
10. Det ?r m?jligt att organisera "gratis" uppv?rmning av huset p? detta s?tt, med f?rbeh?ll f?r installation f?r att driva induktionsenheter batterier, som kommer att laddas av sol- och vindenergi.
11. Batterier b?r kombineras i sektioner om 2, seriekopplade. Som ett resultat kommer matningssp?nningen med en s?dan anslutning att vara minst 24 V., vilket kommer att s?kerst?lla driften av pannan med h?g effekt. F?rutom, seriell anslutning kommer att minska str?mmen i kretsen och ?ka batteriernas livsl?ngd.

1. Drift av hemmagjorda induktionsv?rmare, till?ter inte alltid att utesluta spridning av skadliga f?r m?nniskor elektromagnetisk str?lning, s? induktionspannan b?r installeras i lokaler som inte ?r bost?der och sk?rmad med galvaniserat st?l.
2. Obligatoriskt vid arbete med el s?kerhetsf?reskrifter m?ste f?ljas och speciellt f?r 220 V AC-n?tverk.
3. Som ett experiment kan g?ras kokplatta f?r att laga mat enligt schemat som anges i artikeln, men det rekommenderas inte att st?ndigt anv?nda denna enhet p? grund av ofullkomligheten i egentillverkningen av avsk?rmningen av denna enhet, p? grund av detta kan m?nniskokroppen uts?ttas f?r skadlig elektromagnetisk str?lning som kan p?verkar h?lsan negativt.