Основные компоненты и функции среднечастотной печи

Это подробное введение в основные компоненты и функции среднечастотного преобразователя. (Млн) Индукционная печь.

Среднечастотная индукционная печь — это тип электрической печи, в которой используется принцип электромагнитной индукции.. Он преобразует частоту сети (50/60Гц) переменный ток (переменного тока) на среднюю частоту (обычно от 150 Гц до 10 кГц) переменного тока. Затем этот ток создает переменное магнитное поле в индукционной катушке., который индуцирует вихревые токи в металлической шихте внутри печи, заставляя его нагреваться и плавиться.

Его основные компоненты в основном включают следующие четыре системы, которые работают согласованно и все незаменимы.

1. Средняя частота питания – The “Сердце” Системы

Источник питания MF является наиболее ответственным компонентом печи.. Его функция заключается в том, чтобы конвертировать трехфазная мощность частота (50Гц) переменного тока в однофазныйсредняя частота (например, 1кГц, 2.5кГц, 8кГц) переменного тока подать напряжение на индукционную катушку. Без этого, индукционный нагрев невозможен.

Рабочий процесс современного блока питания СЧ (часто называемый “Источник питания SCR” или “БТИЗ источник питания”) заключается в следующем:

• Исправление:
  • Компонент: Выпрямительный мост (обычно состоит из тиристоров/тиристоров).
  • Функция: Преобразует входящий трехфазный переменный ток частотой 50 Гц в пульсирующий постоянный ток. (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).
• Фильтрация:
  • Компоненты: Фильтр-реактор (большой индуктор) и конденсаторы.
  • Функция: Сглаживает пульсирующий постоянный ток до относительно стабильного постоянного тока., обеспечение стабильной “сырье” для последующей схемы инвертора.
• Инверсия:
  • Компонент: Инверторный мост (состоит из тиристоров/тиристоров или модулей IGBT). Это основа технологии.
  • Функция: “Отбивные” или “переворачивает” стабильный постоянный ток в однофазный переменный ток определенной частоты (например, 1000Гц). Эту частоту можно регулировать в зависимости от требований к плавке..
• Система управления:
  • Компоненты: Плата управления, ПЛК, и т. д..
  • Функция: Это “мозг” источника питания. Он управляет тиристорами’ угол обстрела, регулирует частоту инвертора, и контролирует систему (для перенапряжения, сверхток, водяное давление, температура воды), обеспечивает точную регулировку мощности и обеспечивает безопасность всей системы.

2. Индукционная катушка – The “Исполнитель” энергетики

Индукционная катушка является ключевым компонентом преобразования энергии.. Его функция заключается в том, чтобы конвертировать средняя частота преобразование электрической энергии, выдаваемой источником питания, в энергию переменного магнитного поля.

• Структура:
  • Обычно это прецизионная намотка из полого отверстия., прямоугольная медная трубка (Т2 медь) с одинаковой толщиной стенок.
  • Почему полый? Сама катушка генерирует огромное джоулево тепло. ($Р = Я^2R$) при прохождении большого тока и должны принудительно охлаждаться оборотной водой.
• Рабочий принцип:
  • Через индукционную катушку протекает большой ток средней частоты..
  • По закону электромагнитной индукции, внутри катушки создается мощное и высокочастотное переменное магнитное поле..
  • Это магнитное поле проникает в металлический заряд (материал) расположен в центре катушки.
  • Линии переменного магнитного потока индуцируют замкнутые круговые токи внутри металлической шихты., известный как вихревые токи.
  • Вихревые токи, течет против электрического сопротивления металла, генерировать чрезвычайно высокое Джоулево тепло, заставляя металл быстро нагреваться и плавиться.
• Дополнительная функция (Электромагнитное перемешивание):
  • Взаимодействие между магнитным полем, создаваемым током МП, и вихревыми токами создает перемешивающую силу. (электромагнитный эффект перемешивания) на расплавленном металле.
  • Преимущества: Это перемешивающее действие делает температуру и химический состав расплавленного металла более однородным., что облегчает дегазацию и удаление примесей, тем самым улучшая качество металла.

3. Корпус печи – The “Судно” для плавления

Корпус печи представляет собой механическую конструкцию, содержащую расплавленный металл., поддерживает индукционную катушку, и облегчает заливку и отливку. В основном он состоит из следующих частей:

• Рефрактерная подкладка / тигель:
  • Функция: Это “тигель” который непосредственно удерживает высокотемпературный расплавленный металл. Изготовлен из огнеупорных материалов. (например, кварцевый песок, глинозем, или магнезия) которые либо протаранены (сформированный) на месте внутри печи или сборный.
  • Требования: Он должен выдерживать очень высокие температуры. (>1600°C), противостоять химической эрозии и тепловому удару расплавленного металла, и обладают превосходными изоляционными свойствами для предотвращения коротких замыканий между катушкой и металлом..
• Иго:
  • Структура: Состоит из ламинированных листов кремнистой стали с высокой проницаемостью., имеет форму, обеспечивающую плотное прилегание к внешней стороне индукционной катушки..
  • Функции (Критически важно):
    • Ограничьте магнитное поле: Обеспечивает путь с низким сопротивлением для линий магнитного потока, генерируемых катушкой., заставляя магнитное поле быть высококонцентрированным внутри камеры печи и уменьшая утечку магнитного поля наружу.
    • Повышение эффективности: Уменьшение магнитной утечки эквивалентно увеличению эффективности электротермического преобразования., экономия энергии.
    • Защитите корпус печи: Предотвращает нагрев корпуса печи паразитным магнитным потоком. (особенно в печах со стальным корпусом), тем самым избегая перегрева, деформация, и обеспечение безопасности.
• Оболочка печи:
  • Функция: Внешний каркас печи, используется для фиксации индукционной катушки и ярма, и выдерживать весь вес корпуса печи.
  • Типы:
    • Печь с алюминиевым корпусом: Относительно простая структура, более низкая стоимость, и испытывает большую магнитную утечку.
    • Печь со стальным корпусом: Прочная конструкция, хорошо защищенный ярмами, Более высокая эффективность, и более длительный срок службы. Это основной выбор для современных MF-печей среднего и большого размера..
• Наклонный механизм:
  • Функция: Используется для наклона всего корпуса печи после завершения плавки., позволяя расплавленному металлу переливаться в ковш или форму.
  • Форма: Обычно приводится в движение гидравлической станцией и гидроцилиндрами. (или редуктор) для достижения плавного и контролируемого наклона.

4. Система охлаждения – The “Гарантия безопасности” для эксплуатации

Печь MF представляет собой устройство преобразования высокой энергии, генерирующее огромное количество тепла.. Система охлаждения представляет собой спасательный круг, обеспечивающий безопасную и непрерывную работу оборудования. Если охлаждение не работает, оборудование будет немедленно уничтожено.

• Компоненты, подлежащие охлаждению:
  • СЧ источник питания: Силовые устройства внутри, такие как тиристоры (Скрипт) и БТИЗ, выделяют сильное тепло во время работы.
  • Индукционная катушка: Генерирует тепло за счет собственного тока (I²R потеря) а также поглощает лучистое тепло от высокотемпературной футеровки.
  • Кабели: Кабели с водяным охлаждением, подключающие источник питания к печи..
• Состав системы:
  • Водяной насос: Обеспечивает силу кровообращения.
  • Охлаждающая башня / Теплообменник: Основной компонент рассеивания тепла. Он отдает тепло из воды в атмосферу..
  • Резервуар для воды: Для хранения и буферизации воды.
  • Трубы, Клапаны, и датчики: Сформируйте циркуляционный контур и обеспечьте мониторинг температуры воды в режиме реального времени., давление, и скорость потока.
• Ключевое требование (Замкнутая циркуляция):
  • Поскольку компоненты с водяным охлаждением внутри индукционной катушки и силового шкафа имеют высокий электрический потенциал., чистая или деионизированная вода (внутренний цикл) необходимо использовать. Это предотвращает образование накипи. (который может заблокировать трубы) и утечка тока высокого напряжения.
  • Эту чистую воду обычно охлаждают с помощью тарелка теплообменник, который, в свою очередь, охлаждается внешней промышленной оборотной водой. (внешний цикл, часто использую градирню). Это известно как “замкнутая система охлаждения.”

Краткое содержание

Четыре основных компонента среднечастотная печь у каждого своя роль:

• The Источник питания создает “электрическая энергия средней частоты.”
• The Индукционная катушка преобразует “электрическая энергия” в “энергия магнитного поля,” что затем вызывает “вихретоковая тепловая энергия.”
• The Корпус печи обеспечивает “плавильный сосуд” и “структурная поддержка.”
• The Система охлаждения удаляет все отходящее тепло, выделяемое компонентами, обеспечение “безопасная и стабильная работа” всей системы.