Индукционе инсталације за грејање и каљење

У индукционим инсталацијама, топлота у електрично проводљивом загрејаном телу ослобађа се струјама индукованим у њему наизменичним електромагнетним пољем.

Предности индукционог грејања у поређењу са грејањем у отпорним пећима:

1) Преношење електричне енергије директно у загрејано тело омогућава директно загревање проводних материјала. Истовремено, брзина загревања се повећава у поређењу са инсталацијама са индиректним дејством, где се производ загрева само са површине.

2) Пренос електричне енергије директно у загрејано тело не захтева контактне уређаје. Погодно је у условима аутоматизоване производње, када се користе вакуум и заштитна средства.

3) Због феномена површинског ефекта, максимална снага се ослобађа у површинском слоју загрејаног производа. Стога, индукционо загревање током хлађења обезбеђује брзо загревање површинског слоја производа.Ово омогућава да се добије висока површинска тврдоћа дела са релативно вискозним медијумом. Индукционо површинско очвршћавање је брже и економичније од других метода површинског очвршћавања.

4) Индукционо грејање у већини случајева побољшава продуктивност и побољшава услове рада.

Индукционо грејање се широко користи за:

1) Топљење метала

2) Термичка обрада делова

3) Загревањем делова или празних делова пре пластичне деформације (ковање, штанцање, пресовање)

4) Лемљење и наношење слојева

5) Метал за заваривање

6) Хемијска и термичка обрада производа

У инсталацијама индукционог грејања, индуктор ствара електромагнетно поље, води до металног дела вртложне струје, чија највећа густина пада на површински слој обратка, где се ослобађа највећа количина топлоте. Ова топлота је пропорционална снази која се доводи до индуктора и зависи од времена загревања и фреквенције струје индуктора. Одговарајућим избором снаге, фреквенције и времена деловања, загревање се може вршити у површинском слоју различите дебљине или по целом пресеку обратка.

Инсталације за индукционо грејање, у зависности од начина пуњења и природе рада, имају повремени и континуирани рад. Потоњи се могу уградити у производне линије и аутоматске процесне линије.

Површинско индукционо очвршћавање, посебно, замењује тако скупе операције површинског очвршћавања као што су карбуризација, нитрирање итд.

Индукционе инсталације за каљење

Сврха индукционог површинског каљења: постизање високе тврдоће површинског слоја уз одржавање вискозног окружења дела. Да би се постигло такво очвршћавање, радни предмет се брзо загрева до унапред одређене дубине струјом изазваном површинским слојем метала, након чега следи хлађење.

Дубина продирања струје у метал зависи од фреквенције, тада су за површинско очвршћавање потребне различите дебљине очврслог слоја.

Постоје следеће врсте индукционог површинског очвршћавања:

1) Истовремено

2) Истовремена ротација

3) Континуирано-секвенцијално

Истовремено индукционо каљење — састоји се у истовременом загревању целе површине која се очвршћава, након чега следи хлађење површине.Погодно је комбиновати индуктор и хладњак. Апликација је ограничена снагом генератора струје. Загрејана површина не прелази 200-300 цм2.

Симултано-секвенцијално индукционо очвршћавање — одликује се чињеницом да се појединачни делови загрејаног дела загревају истовремено и узастопно.

Континуирано секвенцијално индукционо каљење - користи се у случају велике дужине очврсне површине и састоји се у загревању дела дела током непрекидног кретања дела у односу на индуктор или обрнуто. После загревања следи хлађење површине. Могуће је користити одвојене хладњаке или их комбиновати са индуктором.

У пракси се идеја индукционог површинског каљења примењује у машинама за индукционо очвршћавање.

Постоје специјалне машине за индукционо очвршћавање дизајниране за обраду одређеног дела или групе делова, незнатно различитих величина, и универзалне машине за индукционо очвршћивање за обраду било ког дела.

Машине за сушење укључују следеће ставке:

1) Степ-довн трансформатор

2) Индуктор

3) Кондензатори за батерије

4) Систем воденог хлађења

5) Елемент контроле и управљања машином

Универзалне машине за индукционо каљење опремљене су уређајима за причвршћивање делова, њихово кретање, ротацију, могућност замене индуктора. Дизајн индуктора за очвршћавање зависи од врсте површинског очвршћавања и облика површине која се очвршћава.

У зависности од врсте површинског очвршћавања и конфигурације делова, користе се различити дизајни индуктора за очвршћавање.

Уређај за сушење индуктора

Индуктор се састоји од индуктивне жице која ствара наизменично магнетно поље, сабирница, терминалних блокова за повезивање индуктора на извор напајања, цеви за довод и одвод воде. За очвршћавање равних површина користе се индуктори са једним и више обртаја.

Постоји индуктор за каљење спољашњих површина цилиндричних делова, унутрашњих равних површина итд. Постоје цилиндрични, петљасти, спирално-цилиндрични и спирални равни. На ниским фреквенцијама, индуктор може садржати магнетно коло (у неким случајевима).

Напајања за очвршћавање индуктора

Електрични машински и тиристорски претварачи, који обезбеђују радне фреквенције до 8 кХз, служе као извори напајања за индукторе за гашење средње фреквенције.За добијање фреквенције у опсегу од 150 до 8000 Хз користе се машински генератори. Могу се користити вентилски контролисани претварачи. За веће фреквенције користе се цевни генератори. У области повећане фреквенције користе се машински генератори. Структурно, генератор је комбинован са погонским мотором у једном уређају за конверзију.

За фреквенције од 150 до 500 Хз користе се конвенционални вишеполни генератори. Раде при великим брзинама. Побудни калем који се налази на ротору се напаја кроз прстенасти контакт.

За фреквенције од 100 до 8000 Хз користе се индукторски генератори чији ротор нема намотај.

У конвенционалном синхроном генератору, побудни намотај који ротира са ротором ствара наизменични флукс у намотају статора, затим у индукционом генератору ротација ротора изазива пулсирање магнетног флукса повезаног са магнетним намотајем. Употреба индукционог генератора са повећаном фреквенцијом је због потешкоћа у пројектовању генератора који раде на фреквенцији > 500 Хз. У таквим генераторима је тешко поставити вишеполне намотаје статора и ротора; погон обављају асинхрони мотори. Са снагом до 100 кВ, две машине се обично комбинују у једном кућишту. Велика снага - два случаја Индукциони грејачи и уређаји за хлађење могу се напајати машинским генераторима помоћу индукционог или централног напајања.

Индукциона снага је корисна када је генератор потпуно напуњен од стране једне јединице која непрекидно ради у металним грејним елементима.

Централно напајање — у присуству великог броја грејних елемената који раде циклично.У овом случају могуће је уштедети инсталирану снагу генератора због истовременог рада одвојених грејних јединица.

Генератори се обично користе са самоузбудом, који могу обезбедити снагу до 200 кВ. Такве лампе раде на анодном напону од 10-15 кВ; водено хлађење се користи за хлађење анодних сијалица са дисипираном снагом већом од 10 кВ.

За добијање високог напона обично се користе исправљачи снаге. Снага коју испоручује инсталација. Често се ове корекције врше подешавањем излазног напона исправљача и коришћењем поуздане заштите коаксијалних каблова за пренос снаге високе фреквенције. У присуству незаштићених грејних регала, треба користити даљинско управљање као и механички аутоматски рад како би се искључило присуство особља у опасном подручју.