12.3. Методика расчета индукционной нагревательной установки.
В содержание расчета входит определение основных параметров установки:
- частоты тока;
- времени нагрева;
- размеров и числа витков спирали индуктора;
- размер и сечение медной трубки для изготовления спирали индуктора;
- мощности, необходимой для обеспечения заданной производительности нагревательного устройства;
- мощности и числа банок конденсаторной батареи.
Ток генератора
(139)
Реактивная мощность конденсаторной батареи
(140)
Пример 16. Расчет индукционной нагревательной установки.
Материал заготовки сталь 45.
Размеры заготовки
,
.
Масса заготовки 3 кг.
Удельная теплоемкость
Производительность
штамповочного агрегата
Температура нагрева
,
.
Допустимый перепад
температур по сечению
.
1. Выбор частоты
тока по таблице :
.
2. Глубина проникновения тока в медь индуктора и в заготовку
;
.
3. Время нагрева
заготовки при перепаде температур в
нагреваемой заготовке
.
.
4. Определение основных размеров индуктора
а) число одновременно нагреваемых заготовок
.
б) внутренний диаметр индуктора
.
в) длина индуктора
.
5. Средняя мощность, необходимая для нагрева заготовки
.
6. Определение электрических параметров индуктора и заготовки.
а) активное сопротивление индуктора
.
б) активное сопротивление заготовки
;
тогда А=0.31 из таблицы
в) реактивное сопротивление индуктора
,
из таблицы
.
г) реактивное сопротивление индуктора
.
д) эквивалентные составляющие полного сопротивления индуктора и заготовки
.
.
е) полное сопротивление индуктора
.
7.Электрический КПД индуктора
8. Термический КПД
;
(141)
.
9. Полный КПД индуктора
.
10. Мощность, подводимая к индуктору
(142).
11. Выбираем по каталогу генератор
ОПЧ-320-1.0
Частота тока 1 кГц
N генератора 320 кВт
Напряжение номинальное 800 В.
Сила тока 400 А.
12. Число витков индуктора
.
13. Ток индуктора
.
14. Определение размеров трубки индуктора
а) ширина трубки по сечению индуктора
.
б) толщина стенки трубки индуктор
.
в) площадь сечения трубки
.
г) высота трубки
.
если взять три ветви охлаждения, то
.
15. Плотность тока в индукторе
- меньше допустимой,
.
16. Коэффициент мощности индуктора
17. Ток генератора
18. Реактивная мощность конденсаторной батареи
,
где
- ЭСВ-0.8-1 – реактивная мощность одной
банки.
12.4. Техника безопасности при обслуживании электрических нагревательных устройств.
Электрические нагревательные установки являются устройствами, работа на которых имеет в себе опасность как теплового воздействия, присущего всем нагревательным устройствам, так и опасность поражения электрическим током. Поэтому правила техники безопасности, изложенные в разделе 5.6, действуют и при обслуживании электрических установок. Они также дополняются правилами безопасности работы с электрическими установками.
Поэтому в цехах, содержащих электронагревательные устройства, должны быть разработаны меры электробезопасности, системы организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного воздействия электрического тока, электромагнитного поля и статического электричества.
Особое внимание следует обратить на защиту от прикосновения к токоведущим частям, на защитное заземление, зануление и защитное отключение (защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током).
Особо опасным с точки зрения охраны труда являются масляные и соляные ванны. Перегрев масла нагретым металлом может привести к его самовозгоранию. Попадание влаги в расплавленную соль сопровождается выбросом соли и поражением обслуживающего персонала.