Индукционная установка для нагреваферромагнитных деталей

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ849558(51) М, Кл,э Н 05 В 6/06 Государственный комитет по делам изобретений и еткрмтий(54) ИНДУКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДЕТАЛЕ ачества 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 кнагрева 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 1частоты, 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 источ ника питания промышленной частоты. Входпреобразователя 1 подключен к выводу 7 источника питания промышленной частоты.Нагреваемая деталь 8 выполнена из ферромагнитного материала. Через нее замыкаются магнитосиловые линии потоков самоиндукции 9 и 10 и взаимоиндукции 11 секций 2 и 3.При индукционном нагреве детали 8, закрепленной в металлической оправке 12 (фиг. 3), ввод электромагнитной энергии в деталь осуществляется с помощью концентраторов 13 и 4 электромагнитной энергии, выполненных в виде П-образных сердечников, на которых размещены секции 2 и 3 индуктора. 51 О Устройство работает следующим образом.При включении - отключении секций 2и 3 ток повышенной частоты, обтекая обмотки, создает вокруг них переменный магнитный поток. Части магнитного потока 9 и 10замыкаются в зонах примыкания обмотокк нагреваемой детали. Эта часть потоков,сцепленных с токами повышенной частоты,имеет повышенную частоту и индуцирует наповерхности детали вихревые токи,интенсив- Оно 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 потоквзаимной индукции сцеплен с суммарнымтоком, протекающим через секции 2 и 3,Непрерывность суммарного тока обеспечивается тем, что в момент переключения, от- ЗОключающего, например, секцию 2 от вывода7 и подключающего к нему секцию 3, ток всекции 2 начинает уменьшаться до нуля, аток в секции 3 за тот же промежуток времени начинает возрастать практически дотого значения, которое он имел в секции 2к моменту переключения преобразователя 1,В межкоммутационные промежутки времени к источнику питания промышленнойчастоты подключена одна из секций индуктора. При этом ток также изменяется по гармоническому закону,Однако, частота потока взаимной индукции остается равной промышленной частотетолько в том случае, когда секции 2 и 3 подключены к выходам преобразователя частоты одноименными зажимами. При этом магнитный поток взаимной индукции не меняетсвоего направления в детали в соответствующие полупериоды действия тока промышленной частоты. Деталь 8 в зазоре междусекциями 2 и 3 обтекается вихревыми токами, преимущественно промышленной частоты, поэтому в зоне зазора между секциями2 и 3 деталь 8 прогревается менее интенсивно, чем в зонах, примыкающих к обмоткам2 и 3,Зоны примыкания детали 8 к секциям2 и 3 обтекаются вихревыми токами как55промышленной, так и повышенной частоты. 4Это 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 охлаждаются зоны детали, примыкающие к обмот. кам, 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 изобретенияИндукционная 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮо 309475, кл. Н 05 В 5/00, 1968.2, Справочник по преобразовательнойтехнике. Под ред. И, М. Чиженко, Киев,Техника, 1978, с. 162.