إيدي التدفئة الحالية. سخانات التعريفي SAV
تسمى أجهزة التسخين ، التي يعتمد مبدأها على التسخين بالحث ، سخانات الحث. يتم استخدامها في كل من الصناعة والحياة اليومية ، وفي الصناعة لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية استخدامها.
دعنا نلقي نظرة فاحصة على هذه الأجهزة.
الجهاز ومبدأ تشغيل السخان التعريفي
بشكل مبسط ، يتكون السخان الحثي من ثلاثة مكونات:
يتم وضع قضيب موصل (معدن ، جرافيت) في ملف يتكون من عدد معين من اللفات لموصل في منطقة مقطع عرضي معينة دون اتصال مباشر به ، وبعد ذلك يتم تطبيق الجهد على ملامسات الملف من مولد التيار المتردد. يتشكل مجال كهرومغناطيسي حول لفات الملف ، تحت تأثير تيارات فوكو الدوامة التي تنشأ في القضيب ، مما يؤدي إلى تسخين القلب. وبالتالي ، لا يوجد انتقال للحرارة إلى القلب ، حيث يتم توليد الحرارة من خلاله بشكل مستقل تحت تأثير التيارات المتجولة فيه ، ويمكن نقلها باستخدام المبرد. لا ترتفع درجة حرارة القضيب بشكل متزامن في جميع أنحاء الكتلة ، ولكن من الطبقات السطحية إلى المركز ، اعتمادًا على التوصيل الحراري للمادة الأساسية. في الوقت نفسه ، فإن زيادة وتيرة التيار المتردد تقلل من عمق التسخين الحثي ، ولكنها تزيد من شدتها. انتباه خاصيستحق الظرف الذي يظل فيه الملف حول القلب أثناء التشغيل باردًا تقريبًا.
تبدو هذه العملية بصريًا كما يلي:
مجالات الاستخدام
في الصناعة ، يتم استخدام سخانات الحث لأداء العمليات المعقدة التالية:
في الحياة اليومية ، تنتشر أجهزة التسخين التعريفي أيضًا على نطاق واسع. مجالات التطبيق الخاصة بهم:
- أُسرَة أنظمة الحكم الذاتيالتدفئة (للبيوت الصيفية والشقق والمنازل الخاصة) ؛
- مواقد الحث وبلاط المطبخ ؛
- أفران بوتقة صغيرة الحجم لصهر المعادن المحلي ؛
- حرفة المجوهرات.
نظرًا لأن الموضوع الرئيسي للمقال هو سخان التعريفي ، فسوف نتناول بالتفصيل غلاية التدفئة ، والتي يتمثل أساسها في فكرة التسخين الاستقرائي للمبرد.
سخان الحث - غلاية التدفئة
منذ أن بدأ أصحاب المنازل في تثبيت أنظمة التدفئة المستقلة في منازلهم ، تظل مسألة كفاءة مراجل التدفئة من أهم الأمور بالنسبة لهم. وفقًا لهذا المؤشر ، على الأقل، من بين الأجهزة التي تولد حرارة من الكهرباء ، مراجل التدفئة التعريفي في المقدمة. في الوقت نفسه ، تسمح قوتهم ، التي لا يمكن مقارنتها بالمعلمة المتطابقة لجهاز مثل سخان القاعدة ، باستخدام الوحدات كطريقة تسخين رئيسية في مناطق واسعة.
تتكون غلايات التسخين بالحث من دائرتين - أولية (كهرومغناطيسية) وثانوية (أنابيب التبادل الحراري). الدائرة الأولى تتكون من محول جهد ومولد حراري بسخان نوع الحث، يخلق مجال كهرومغناطيسي ، تيارات إيدي ويولد حرارة. الدائرة الثانية ، التي تشتمل على مبادل حراري مع نظام أنابيب ، تنقل هذه الحرارة من خلال دوران المبرد إلى مشعات نظام التدفئة. يتم استخدام الماء النقي أو مع المواد المضافة كحامل حرارة.
بالإضافة إلى هاتين الدائرتين ، يشتمل نظام التدفئة على أتمتة مسؤولة عن تشغيل الوحدات الفردية للوحدة.
يتم تثبيت غلايات التدفئة التعريفي الحديثة فقط في دائرة التبادل الحراري نوع مغلق، الذي في التصميم خزان التمددنوع الغشاء ومضخة الدوران القسري. يعد استخدام مضخة الدوران مقياسًا قسريًا ويرجع ذلك إلى الحجم الصغير لسائل التبريد عند كثافة تسخين عالية للمبادل الحراري. إمكانية الدورة الدموية الطبيعيةفي مثل هذا النظام مستبعد - بدون مضخة ، سيغلي الماء قبل البدءحركتها عبر الأنابيب.
الأهمية!يجب تأريض غلاية الحث. بالإضافة إلى ذلك ، عند تركيب نظام التدفئة ، لأسباب تتعلق بالسلامة ، يجب تركيب دائرة توزيع حامل الحرارة من أنابيب بلاستيكية ، أو يجب عزل وحدة التسخين عن الدائرة الفولاذية عن طريق إدخال تركيبات البولي بروبلين.
تصنف غلايات التدفئة التعريفي بشكل مماثل لوحدات التدفئة الكهربائية الأخرى - من حيث الطاقة والتصميم ومعلمات الكهرباء المستهلكة. لكن هذه الأجهزة لها أيضًا تصنيف وفقًا لحل تصميم الجزء الكهربائي.
أنواع المراجل التعريفي
هناك الأنواع التالية من غلايات التدفئة من النوع التعريفي ، والتي تم تحديدها وفقًا لمبدأ التشغيل والعلامة التجارية للشركة المصنعة:
- SAV - متنوعة وفي نفس الوقت علامة تجاريةغلايات من جيل جديد بسعة 2.5 إلى 100 كيلوواط ، تم إنتاجها منذ عام 2007 شركة روسية CJSC NPK INERA ؛
- VIN - الاختصار ليس فقط اختصارًا لاسم نوع أجهزة الحث (سخانات الحث الدوامة) ، ولكن أيضًا الاسم الحاصل على براءة اختراع للمراجل التي تنتجها شركة إيجيفسك للطاقة البديلة.
سخانات التعريفي SAV
لا يتطلب تشغيل وحدات SAV استخدام العاكس ، حيث يتم توفير تيار بتردد 50 هرتز للمحث. يتسبب المجال الكهرومغناطيسي الناجم عن الملف الأولي في تكوين تدفقات دوامة في اللف الثانوي ، يتم تنفيذ دوره في الغلايات من هذا النوع بواسطة جزء من حلقة مغلقة من الأنابيب مع سائل تبريد. هذا الموقعالأنابيب - يتم تسخين الملف الثانوي بشكل مكثف تحت تأثير تيارات فوكو وينقل الحرارة إلى المبرد ، والذي يتم تدويره بالقوة في نظام التسخين باستخدام مضخة الدوران.
يتم تنفيذ جهاز نظام التسخين باستخدام مشعات أو بطريقة متاهة ، تذكرنا بتسخين اللوح ، من أجل زيادة المساحة الإجمالية للسطح الخارجي (نقل الحرارة) للأنابيب - دائرة التسخين ، على الأقل ، لا ينبغي أن يكون الحد الأدنى من حيث الطول.
يتم إنتاج غلايات SAV لجهود 220V و 380V. يستخدمون الماء كمبرد (في شكل نقي أو مع إضافات مضادة للتجمد) ، وكذلك مضاد للتجمد. إخراج الوحدة إلى القوة الكاملةيستغرق العمل حوالي 5-20 دقيقة (حسب حجم المبرد) ، وكفاءة سخانات هذه الأجهزة لا تقل عن 98 ٪. للتدفئة الفعالة للغرف التي تصل مساحتها إلى 30 مترًا مربعًا. يكفي جهاز الحث 2.5 كيلو واط ، والذي سيكلف شرائه ، الكامل مع أنظمة التشغيل الآلي والتحكم ، حوالي 30 ألف روبل.
وحدات تسخين VIN
تعتبر الغلايات من هذا النوع أكثر كمالًا من حيث مبدأ التشغيل والتصميم ، والتي تنعكس بالطبع في تكلفتها. لتشغيل أجهزة VIN ، يلزم وجود عاكس - جهاز لزيادة تردد التيار الوارد. تيار تردد عالييسبب تكوين الكهرباء حقل مغناطيسيالتوتر الشديد ، والذي بدوره يتسبب في حدوث تيارات دوامة أكثر قوة في اللف الثانوي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المبادل الحراري وجسم الغلاية مصنوعان من السبائك المغناطيسية التي لها مجال مغناطيسي خاص بها. نتيجة كل هذه العمليات هي كثافة تسخين عالية للمبادل الحراري ، وبالطبع المبرد.
تكفي وحدة VIN بسعة 3 كيلو وات لتدفئة غرفة بمساحة 35-40 متر مربع. (يعتمد على الظروف المناخيةوجودة العزل الحراري لهياكل المباني الخارجية).
يمكن استخدام وحدات VIN ، نظرًا لارتفاع إنتاجيتها ، ليس فقط في أنظمة التدفئة السكنية ، ولكن أيضًا لإمداد الماء الساخن. للقيام بذلك ، يتم إدخال صهاريج تخزين إضافية في دائرة المبرد ، مزودة بأتمتة وقائية ، يتم حساب سعتها اعتمادًا على عدد نقاط امتصاص الماء الساخن. ماء ساخنيتم توفير هذه الحاويات من خلال تدويرها في نظام مع تسخين مباشر التدفق بواسطة سخان حثي.
تقييم بيانات الخصائص التسويقية
تُعزى العديد من المزايا إلى غلايات التدفئة التعريفي ، غالبًا بدون حجج. ندرج هذه الخصائص ونقدم تقييمًا لدرجة توافق البيانات مع الحقيقة:
اقتصاد
إفادة
استهلاك الكهرباء غلايات التعريفي 20-30٪ أقل من السخانات الكهربائية الأخرى.
حقيقة
جميع أجهزة التدفئة الكهربائية التي لا تقوم بعمل ميكانيكي تحول 100٪ من طاقة التيار الكهربائي إلى حرارة ، وكفاءتها دائمًا أقل من 100٪ ، ولكنها تختلف في الحجم. أجهزة مختلفةفي ظروف مختلفة. لتوليد 1 كيلوواط من الطاقة الحرارية ، من الضروري إنفاق أكثر من 1 كيلو واط من الكهرباء ، ولكن يعتمد مقدار ذلك على معلمات وسيط التشتت. داخل المرجل ، بالطبع ، هناك أيضًا خسائر - على سبيل المثال ، لتسخين الملف ، نظرًا لأن أي مادة موصلة لها مقاومة ، لكن كل هذه الخسائر تبقى في الداخل
الأهمية!ستسجل عدادات النمط القديم (الباكليت) استهلاكًا للكهرباء أقل (1.6 - 1.8 مرة) من العدادات الإلكترونية الحديثة ، نظرًا لأنها غير مصممة لمراعاة القدرة التفاعلية لمراجل الحث.
ربما تحدد هذه الحقيقة البيان حول كفاءة غلايات الحث.
متانة
إفادة
موثوقية عالية وعمر خدمة طويل للمعدات - أكثر من 25 عامًا.
حقيقة
وبالفعل ، فإن عدم وجود أجزاء متحركة يزيل التآكل الميكانيكي لمراجل الحث. لكن نظام التسخين بوحدة VIN يشتمل على مضخة دائرية ، موردها أكثر تواضعًا. بالإضافة إلى ذلك ، يشتمل نظام التحكم والأتمتة على آليات تتكون أيضًا من العديد من المكونات المعرضة للتآكل.
يعمل قلب السخان الحثي في ظل ظروف التسخين والتبريد الدوري المستمر ، وتشوهات درجة الحرارة ، والتي تعد أيضًا عاملاً سلبياً. لذلك ، فإن استدعاء مورد غلايات الحث غير محدود تقريبًا هو مبالغة. ومع ذلك ، فهو في الواقع أعلى بعدة مرات من سخانات عنصر التسخين.
اتساق الخصائص طوال فترة التشغيل
إفادة
يحدد عدم وجود مقياس على السطح الداخلي للأنابيب الكفاءة المستمرة للسخان والمبادل الحراري.
حقيقة
المقياس هو رواسب الأملاح الموجودة في الماء (المبرد). كمية هذه الشوائب في حجم محدود من المبرد محدودة وصغيرة أيضًا ، وبالتالي فإن تأثير المقياس على كفاءة السخان ضئيل. وفي غلاية الحث ، يكون الملف الثانوي تحت اهتزاز ثابت تقريبًا ، ولا يحدث تشكيل المقياس على الإطلاق. إذن البيان صحيح ، فقط معناه مبالغ فيه.
الصمت
إفادة
تشغيل غلايات التسخين بالحث صامت مما يميزها عن السخانات الكهربائية الأخرى.
حقيقة
البيان صحيح ، ولكن - لا تصدر جميع الغلايات الكهربائية ضوضاء أثناء التشغيل ، حيث لا يتم تضمين الموجات الصوتية في نطاق تذبذباتها. يمكن لمضخة الدوران فقط أن تصدر ضوضاء ، ولكن إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك اختيار نموذج للعمل الصامت.
الاكتناز
إفادة
غلايات الحث مضغوطة ، وهي ملائمة عند اختيار مكان لتركيبها.
حقيقة
هذا صحيح إذا كنت لا تستخدم سلسلة من غلايات الحث ولا تركب خزانات وسيطة إذا كانت هناك عدة نقاط لسحب الماء الساخن في نظام إمداد الماء الساخن ، لأن السخان الحثي ، إلى حد كبير ، هو قطعة صغيرة من الأنابيب مع لف.
حماية
إفادة
سلامة الجهاز مطلقة.
حقيقة
لا توجد سخانات كهربائية آمنة تمامًا. أثناء تشغيل أجهزة الحث ، لا يتم استبعاد احتمال تسرب سائل التبريد من النظام ، وسيستمر مولد المجال الكهرومغناطيسي في العمل ، وسوف يسخن نظام الأنابيب الفارغة. لمنع حدوث مثل هذا الموقف ، يوفر تصميم المرجل جهاز إيقاف التشغيل التلقائي ، ولكنه قد يفشل أيضًا.
لذلك ، فإن السخانات الحثية ، على الرغم من تفوقها على المنافسين في بعض معايير السلامة ، ليست آمنة تمامًا.
مساوئ السخانات التعريفي
- ارتفاع تكلفة الأجهزة.
- وزن كبير مع الاكتناز.
- وجود عامل في تأثير المجال الكهرومغناطيسي على الجسم والأجهزة.
دعنا نلقي نظرة فاحصة على النقطة الأخيرة.
يؤثر المجال الكهرومغناطيسي على الكائنات الحية بنفس الطريقة التي تؤثر بها المنتجات الموجودة في فرن المايكرويف- يسخنهم إلى عمق معين ، وقد يكون لذلك عواقب. يتم تحديد شدة تأثير المجال ، بما في ذلك على الشخص ، بمؤشر مثل كثافة تدفق الطاقة (PEF) ، والتي تنمو مع زيادة وتيرة التيار الموفر للملف الأولي. عند استخدام سخانات الحث ، من الضروري مراعاة ذلك المعيار الصحيتعتمد القيمة الحدية لـ PES ، التي تم تعيينها في SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96 ، على مدة التعرض الميداني وهي ، على سبيل المثال ، للتعرض لمدة 8 ساعات - 25 ميكرون / سم مربع ، واحد -ساعة - 200 ميكرو وات / سم مربع.
بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر إشعاع المحرِّض سلبًا على الأجهزة الإلكترونية والراديو المجاورة ، مما يؤدي إلى حدوث تداخل أثناء التشغيل.
الأهمية!لحماية نفسك من تأثيرات المجال الكهرومغناطيسي ، يمكنك إحاطة المرجل بشبكة معدنية دقيقة (1 × 1 ، 2 × 2 مم) (قفص فاراداي) ، والتي لا تلامس جسم الغلاية ويتم تأريضها.
قواعد التشغيل
التشغيل الآمن لمراجل التسخين التعريفي ، مثل أي غلايات أخرى الأجهزة التقنية، يتم ضمانه من خلال تنفيذ عدد من القواعد المتعلقة بكل من التثبيت والاستخدام بعد التثبيت:
- يجب تأريض المرجل.
- يجب ألا تقل المسافة من الجهاز إلى الجدران على الجانبين عن 30 سم ، من النقطة السفلية للغلاية إلى الأرضية - 80 سم ، من أعلى نقطة إلى السقف - 80 سم.
- يتم تركيب غلايات الحث فقط في دائرة مغلقة بخزان تمدد من نوع الغشاء.
- يجب أن يشتمل النظام على مجموعة من أجهزة الأمان (مقياس الضغط ، صمام الهواء ، صمام التنفيس الضغط الزائد، نظام الاغلاق التلقائي عند ارتفاع درجة الحرارة).
نظرة عامة على الشركات المصنعة المعروفة
خاتمة
يمثل السوق الحديث للمراجل لتركيب أنظمة التدفئة المستقلة مئات النماذج من أنواع مختلفة من الوحدات. تختلف موضوعية معيار السعر / الجودة لكل صنف. الاختيار لصالح أجهزة التسخين التعريفي من حيث مخاطر خيبة الأمل اللاحقة في الشراء هو الخيار الأكثر منطقية.
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
هناك مراجع خارجية أو مراجع خارجية في هذه المقالة أو القسم ، لكن مصادر البيانات الفردية تظل غير واضحة بسبب عدم وجود الحواشي السفلية.
تاريخ التسخين التعريفييعود اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي في عام 1831 إلى فاراداي. عندما يتحرك موصل في مجال المغناطيس ، يتم إحداث EMF فيه ، تمامًا كما يحدث عندما يتحرك المغناطيس ، حيث تتقاطع خطوط القوة مع الدائرة الموصلة. يسمى التيار في الدائرة المستحث. تعتمد اختراعات العديد من الأجهزة على قانون الحث الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك المحددات - المولدات والمحولات التي تولد وتوزع الطاقة الكهربائية ، والتي تعد الأساس الأساسي للصناعة الكهربائية بأكملها. في عام 1841 ، صاغ جيمس جول (وبصرف النظر عنه ، إميل لينز) تقديرًا كميًا للتأثير الحراري للتيار الكهربائي: "إن قوة الحرارة المنبعثة لكل وحدة حجم للوسط أثناء تدفق التيار الكهربائي تتناسب مع ناتج كثافة التيار الكهربائي وحجم شدته الحقل الكهربائي"(قانون جول لينز). أدى التأثير الحراري للتيار المستحث إلى البحث عن أجهزة تسخين غير ملامس للمعادن. تم إجراء التجارب الأولى على تسخين الفولاذ باستخدام التيار الحثي بواسطة E. Colby في الولايات المتحدة الأمريكية. أول تشغيل بنجاح ما يسمى ب. تم بناء الفرن الحثي للقناة لصهر الفولاذ في عام 1900 بواسطة Benedicks Bultfabrik في Gysing ، السويد. في المجلة المحترمة في ذلك الوقت "المهندس" في 8 يوليو 1904 ، ظهر الشهير ، حيث تحدث المخترع السويدي المهندس ف. أ. كيلين عن تطوره. تم تشغيل الفرن بواسطة محول أحادي الطور. تم الصهر في بوتقة على شكل حلقة ، وكان المعدن الموجود فيها عبارة عن ملف ثانوي لمحول يعمل بتيار 50-60 هرتز. تم تشغيل أول فرن بقدرة 78 كيلو وات في 18 مارس 1900 وثبت أنه غير اقتصادي للغاية ، حيث كانت سعة الصهر 270 كجم فقط من الفولاذ يوميًا. تم تصنيع الفرن التالي في نوفمبر من نفس العام بسعة 58 كيلوواط وسعة 100 كجم للصلب. أظهر الفرن ربحية عالية ، وكانت قدرة الصهر من 600 إلى 700 كجم من الفولاذ يوميًا. ومع ذلك ، فقد تبين أن تآكل البطانة بسبب التقلبات الحرارية كان عند مستوى غير مقبول ، كما أن التغييرات المتكررة في البطانة قللت من الكفاءة الناتجة. توصل المخترع إلى استنتاج مفاده أنه لتحقيق أقصى أداء للذوبان ، من الضروري ترك جزء كبير من الذوبان أثناء التفريغ ، مما يجنب العديد من المشكلات ، بما في ذلك تآكل البطانة. ظلت هذه الطريقة لصهر الفولاذ بالبقايا ، والتي بدأت تسمى "المستنقع" ، قائمة حتى يومنا هذا في بعض الصناعات التي تستخدم فيها أفران كبيرة السعة. في مايو 1902 ، تم تشغيل فرن محسن بشكل كبير بسعة 1800 كجم ، وكان الصرف 1000-1100 كجم ، وكان التوازن 700-800 كجم ، وكانت الطاقة 165 كيلو وات ، وقد تصل قدرة صهر الفولاذ إلى 4100 كجم في اليوم! إن نتيجة استهلاك الطاقة هذه التي تبلغ 970 كيلووات ساعة / طن تثير الإعجاب بكفاءتها ، والتي لا تقل كثيرًا عن الإنتاجية الحديثة التي تبلغ حوالي 650 كيلو واط ساعة / طن. وفقًا لحسابات المخترع ، من بين استهلاك الطاقة البالغ 165 كيلو واط ، فقد 87.5 كيلو واط ، وكانت الطاقة الحرارية المفيدة 77.5 كيلو واط ، وتم الحصول على كفاءة إجمالية عالية جدًا بنسبة 47 ٪. يتم تفسير الربحية من خلال التصميم الدائري للبوتقة ، مما جعل من الممكن صنع محث متعدد الأدوار بتيار منخفض وبجهد مرتفع - 3000 فولت. الأفران الحديثة ذات البوتقة الأسطوانية أكثر إحكاما ، وتتطلب استثمارات رأسمالية أقل ، وهي أسهل للتشغيل ، ومجهزة بالعديد من التحسينات على مدى مائة عام من تطويرها ، ولكن الكفاءة تزداد بشكل ضئيل. صحيح أن المخترع تجاهل في كتابه حقيقة أن الكهرباء لا تُدفع مقابل الطاقة النشطة ، ولكن مقابل الطاقة الكاملة ، والتي تكون بتردد 50-60 هرتز تقريبًا ضعف الطاقة النشطة. وفي الأفران الحديثة ، يتم تعويض الطاقة التفاعلية بواسطة بنك مكثف. من خلال اختراعه ، وضع المهندس F. A. Kjellin الأساس لتطوير أفران القناة الصناعية لصهر المعادن غير الحديدية والصلب في البلدان الصناعية في أوروبا وأمريكا. استمر الانتقال من أفران قناة 50-60 هرتز إلى أفران بوتقة حديثة عالية التردد من عام 1900 إلى عام 1940. مبدأ التشغيلالتسخين التعريفي هو تسخين المواد التيارات الكهربائية، التي يسببها مجال مغناطيسي متناوب. لذلك ، هذا هو تسخين المنتجات المصنوعة من المواد الموصلة (الموصلات) بواسطة المجال المغناطيسي للمحثات (مصادر المجال المغناطيسي المتناوب). يتم تنفيذ التسخين التعريفي على النحو التالي. يتم وضع قطعة عمل موصلة للكهرباء (معدن ، جرافيت) في ما يسمى بالمحث ، وهو واحد أو أكثر من لفات الأسلاك (غالبًا نحاسية). يتم تحفيز التيارات القوية ذات الترددات المختلفة (من عشرات هرتز إلى عدة ميغا هرتز) في المحرِّض باستخدام مولد خاص ، ونتيجة لذلك ينشأ مجال كهرومغناطيسي حول المحث. يستحث المجال الكهرومغناطيسي التيارات الدوامة في قطعة العمل. تقوم تيارات إيدي بتسخين قطعة العمل تحت تأثير حرارة الجول. النظام الفارغ للمحث هو محول لا قلب له ، حيث يكون المحث هو الملف الأساسي. قطعة العمل ، كما كانت ، عبارة عن لف ثانوي قصير الدائرة. يتم إغلاق التدفق المغناطيسي بين اللفات في الهواء. عند التردد العالي ، يتم إزاحة التيارات الدوامة بواسطة المجال المغناطيسي الذي تشكله إلى طبقات سطح رقيقة من قطعة العمل Δ (تأثير الجلد) ، ونتيجة لذلك تزداد كثافتها بشكل حاد ، ويتم تسخين قطعة العمل. يتم تسخين الطبقات الأساسية للمعدن بسبب التوصيل الحراري. ليس التيار هو المهم ، ولكن كثافة التيار العالية. في طبقة الجلد Δ ، تزداد كثافة التيار مرات بالنسبة للكثافة الحالية في قطعة العمل ، بينما يتم إطلاق 86.4٪ من الحرارة من إجمالي إطلاق الحرارة في طبقة الجلد. يعتمد عمق طبقة الجلد على تردد الإشعاع: فكلما زاد التردد ، كانت طبقة الجلد أرق. يعتمد أيضًا على النفاذية المغناطيسية النسبية μ لمادة قطعة العمل. بالنسبة للحديد والكوبالت والنيكل والسبائك المغناطيسية عند درجات حرارة أقل من نقطة كوري ، فإن قيمة μ تتراوح من عدة مئات إلى عشرات الآلاف. بالنسبة للمواد الأخرى (المواد المنصهرة ، المعادن غير الحديدية ، مواد الانصهار منخفضة الانصهار السائلة ، الجرافيت ، الخزف الموصّل كهربائيًا ، إلخ) ، فإن μ تساوي واحدًا تقريبًا. معادلة حساب عمق الجلد بالملليمتر: , أين μ 0 = 4π⋅10 −7 - ثابت مغناطيسي H / م ، ρ - محدد المقاومة الكهربائيةمادة قطعة العمل في درجة حرارة المعالجة ، أوم * م ، F- تردد المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن المحرِّض ، هرتز. على سبيل المثال ، عند تردد 2 ميجاهرتز ، يبلغ عمق قشرة النحاس حوالي 0.25 مم ، للحديد 0.001 مم. يصبح المحرِّض ساخنًا جدًا أثناء التشغيل ، حيث يمتص إشعاعه الخاص. بالإضافة إلى ذلك ، تمتص الإشعاع الحراري من قطعة العمل الساخنة. يصنعون محاثات من أنابيب نحاسية مبردة بالماء. يتم توفير المياه عن طريق الشفط - وهذا يضمن السلامة في حالة حدوث حرق أو إزالة ضغط أخرى للمحث. تطبيق
مزايا
سلبيات
التسخين بالارتفاعاتأجهزة التدفئة التعريفيمولدات التيار التعريفيمحث التسخين عبارة عن مغو يمثل جزءًا من دائرة التذبذب العاملة مع بنك مكثف تعويضي. يتم تنفيذ تراكم الدائرة إما بمساعدة الأنابيب الإلكترونية ، أو بمساعدة المفاتيح الإلكترونية من أشباه الموصلات. في التركيبات التي يصل تردد تشغيلها إلى 300 كيلو هرتز ، يتم استخدام العواكس في تجميعات IGBT أو ترانزستورات MOSFET. هذه التركيبات مصممة لتسخين الأجزاء الكبيرة. لتسخين الأجزاء الصغيرة ، يتم استخدام ترددات عالية (تصل إلى 5 ميجا هرتز ، نطاق الموجات المتوسطة والقصيرة) ، وتركيبات عالية التردد مبنية على أنابيب إلكترونية. أيضًا ، لتسخين الأجزاء الصغيرة ، تم بناء التركيبات عالية التردد على ترانزستورات MOSFET لتشغيل ترددات تصل إلى 1.7 ميجا هرتز. يمثل التحكم في الترانزستورات وحمايتها عند الترددات العالية بعض الصعوبات ، لذا لا تزال إعدادات التردد الأعلى باهظة الثمن. يكون محث تسخين الأجزاء الصغيرة صغيرًا وله محاثة صغيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض عامل جودة الدائرة التذبذبية العاملة عند الترددات المنخفضة وانخفاض الكفاءة ، كما يشكل خطرًا على المذبذب الرئيسي (عند الترددات المنخفضة ، المقاومة الاستقرائية للمحث (ملف الدائرة التذبذبية) صغيرة ، ودائرة كهربائية قصيرة في الملف (محث). يتناسب عامل جودة الدائرة التذبذبية مع L / C ، والدائرة التذبذبية ذات عامل الجودة المنخفض هي يتم "ضخ" الطاقة بشكل سيئ للغاية. لزيادة عامل الجودة للدائرة التذبذبية ، يتم استخدام طريقتين:
نظرًا لأن المحرِّض يعمل بكفاءة عالية عند الترددات العالية ، فقد تلقى التسخين التعريفي تطبيقًا صناعيًا بعد تطوير وبدء إنتاج مصابيح المولد القوية. قبل الحرب العالمية الأولى ، كان التسخين التعريفي محدود الاستخدام. في ذلك الوقت ، تم استخدام مولدات الآلات عالية التردد (يعمل بواسطة V.P. Vologdin) أو تركيبات تفريغ الشرارة كمولدات. يمكن أن تكون دائرة المولد من حيث المبدأ أي (هزاز متعدد ، مولد RC ، مولد متحمس بشكل مستقل ، مولدات استرخاء مختلفة) تعمل على حمل في شكل ملف مغو ولديها طاقة كافية. من الضروري أيضًا أن يكون تردد التذبذب مرتفعًا بدرجة كافية. على سبيل المثال ، من أجل "قطع" سلك فولاذي بقطر 4 مم في بضع ثوانٍ ، يلزم وجود طاقة تذبذبية لا تقل عن 2 كيلو وات عند تردد لا يقل عن 300 كيلو هرتز. يتم اختيار المخطط وفقًا للمعايير التالية: الموثوقية ؛ استقرار التقلبات استقرار الطاقة المنبعثة في الشغل ؛ سهولة التصنيع سهولة الإعداد الحد الأدنى لعدد الأجزاء لتقليل التكلفة ؛ استخدام الأجزاء التي تؤدي إجمالاً إلى تقليل الوزن والأبعاد ، إلخ. لعقود عديدة ، تم استخدام مولد حثي من ثلاث نقاط كمولد للتذبذبات عالية التردد (مولد هارتلي ، مولد مع ردود فعل المحول الذاتي ، دائرة تعتمد على مقسم جهد الحلقة الاستقرائي). هذه دائرة إمداد طاقة متوازية ذاتية الإثارة للأنود ودائرة انتقائية للتردد مصنوعة على دائرة متذبذبة. تم استخدامه بنجاح ولا يزال يستخدم في المختبرات وورش المجوهرات ، المؤسسات الصناعية، وكذلك في ممارسة الهواة. على سبيل المثال ، خلال الحرب العالمية الثانية ، تم إجراء تصلب أسطح لبكرات دبابة T-34 في مثل هذه المنشآت. ثلاث نقاط عيوب:
تحت قيادة بابات ولوزينسكي وعلماء آخرين ، تم تطوير دوائر المولدات ثنائية وثلاثية الحلقات ، ولديها المزيد كفاءة عالية(حتى 70٪) ، بالإضافة إلى احتفاظ أفضل تردد التشغيل. مبدأ عملهم على النحو التالي. نظرًا لاستخدام الدوائر المقترنة وإضعاف الاتصال فيما بينها ، فإن التغيير في محاثة دائرة العمل لا يستلزم تغييرًا قويًا في تردد دائرة ضبط التردد. يتم إنشاء أجهزة الإرسال اللاسلكية وفقًا لنفس المبدأ. المولدات الحديثة عالية التردد هي محولات تعتمد على تجميعات IGBT أو ترانزستورات MOSFET قوية ، وعادة ما يتم تصنيعها وفقًا لنظام الجسر أو نصف الجسر. تعمل بترددات تصل إلى 500 كيلو هرتز. يتم فتح بوابات الترانزستورات باستخدام نظام تحكم متحكم. يسمح لك نظام التحكم ، بناءً على المهمة ، بالاحتفاظ تلقائيًا بما يلي:
على سبيل المثال ، عندما يتم تسخين مادة مغناطيسية فوق نقطة كوري ، يزداد سمك طبقة الجلد بشكل حاد ، وتنخفض كثافة التيار ، وتبدأ قطعة العمل في التسخين بشكل أسوأ. تختفي الخصائص المغناطيسية للمادة أيضًا وتتوقف عملية انعكاس المغنطة - تبدأ قطعة العمل في التسخين بشكل أسوأ. مشكلة التسخين التعريفي لقطع الشغل من مواد مغناطيسية:إذا لم يكن عاكس التسخين بالحث مذبذبًا ذاتيًا ، ولا يحتوي على دائرة ضبط تلقائي ويعمل من مذبذب رئيسي خارجي (بتردد قريب من تردد الرنين لدائرة التذبذب "المحرِّض - بنك المكثف التعويضي"). في الوقت الحالي ، يتم إدخال قطعة عمل مصنوعة من مادة مغناطيسية في المحرِّض (إذا كانت أبعاد قطعة العمل كبيرة بما يكفي وتتناسب مع أبعاد المحرِّض) ، يزداد تحريض المحرِّض بشكل حاد ، مما يؤدي إلى انخفاض مفاجئ في الرنين الطبيعي تردد الدائرة التذبذبية وانحرافها عن تردد المذبذب الرئيسي. تخرج الدائرة عن الرنين مع المذبذب الرئيسي ، مما يؤدي إلى زيادة مقاومتها وانخفاض مفاجئ في الطاقة المنقولة إلى قطعة العمل. إذا تم تنظيم طاقة الوحدة بواسطة مصدر طاقة خارجي ، فإن رد الفعل الطبيعي للمشغل هو زيادة جهد إمداد الوحدة. عندما يتم تسخين قطعة العمل إلى نقطة كوري ، تختفي خصائصها المغناطيسية ، ويعود التردد الطبيعي للدائرة التذبذبية إلى تردد المذبذب الرئيسي. تنخفض مقاومة الدائرة بشكل حاد ، ويزداد الاستهلاك الحالي بشكل حاد. إذا لم يكن لدى المشغل الوقت لإزالة جهد الإمداد الزائد ، فإن الوحدة ترتفع درجة حرارتها وتفشل. إذا كانت الوحدة مجهزة نظام آليالتحكم ، يجب أن يراقب نظام التحكم الانتقال من خلال نقطة كوري ويقلل تلقائيًا تردد المذبذب الرئيسي ، ويعدله على الرنين مع الدائرة التذبذبية (أو يقلل الطاقة الموردة إذا كان تغيير التردد غير مقبول). إذا تم تسخين المواد غير المغناطيسية ، فلا يهم ما سبق. لا يؤدي إدخال قطعة عمل مصنوعة من مادة غير مغناطيسية في المحث عمليًا إلى تغيير محاثة المحرِّض ولا يغير تردد الرنين لدائرة التذبذب العاملة ، ولا توجد حاجة لنظام تحكم. إذا كانت أبعاد قطعة العمل أصغر بكثير من أبعاد المحرِّض ، فإنها أيضًا لا تغير رنين دائرة العمل بشكل كبير. طباخات التعريفيطباخ التعريفي- موقد المطبخ الكهربائي ، الذي يقوم بتسخين الأواني المعدنية بتيارات دوامة مستحثة ناتجة عن مجال مغناطيسي عالي التردد ، بتردد 20-100 كيلو هرتز. يتمتع هذا الموقد بكفاءة أعلى مقارنة بعناصر تسخين المواقد الكهربائية ، منذ ذلك الحين حرارة أقليذهب لتسخين العلبة ، وإلى جانب ذلك ، لا توجد فترة تسارع وتبريد (عندما تضيع الطاقة المتولدة ، ولكن لا تمتصها الأطباق). أفران الصهر التعريفيأفران الصهر التعريفي (غير المتلامسة) - أفران كهربائية لصهر المعادن ، حيث يحدث التسخين بسبب التيارات الدوامية التي تحدث في بوتقة معدنية (ومعدنية) ، أو فقط في المعدن (إذا لم تكن البوتقة مصنوعة من المعدن ؛ هذا التسخين تكون الطريقة أكثر كفاءة إذا كانت البوتقة ضعيفة العزل). ملاحظات
أنظر أيضااكتب مراجعة عن مقال "التسخين التعريفي"الروابطالمؤلفات
مقتطف يميز التسخين التعريفي- حسنا ، كونتيسة! يا له من مقلي [مقلي في ماديرا] من الطعن ، أماه! حاولت؛ لقد أعطيت ألف روبل لتاراسكا ليس من أجل لا شيء. التكاليف!جلس بجانب زوجته ، متكئًا ببسالة على يديه على ركبتيه وينتشر شعره الرمادي. - ماذا تريدين يا كونتيسة؟ - هذا ما يا صديقي - ماذا لديك قذرة هنا؟ قالت مشيرة إلى السترة. وأضافت مبتسمة: "هذا مقلي ، صحيح". - هذا هو الشيء ، كونت: أنا بحاجة إلى المال. أصبح وجهها حزينا. - أوه ، الكونتيسة! ... وبدأ العد في إثارة الجلبة ، وسحب محفظته. - أحتاج إلى الكثير ، عد ، أحتاج إلى خمسمائة روبل. وأخذت منديلًا مخمليًا وفركت به صدرية زوجها. - الآن. مهلا ، من هناك؟ صرخ بصوت أن الناس فقط يصرخون ، واثقًا من أن أولئك الذين يسمونهم سوف يندفعون بتهور إلى مكالمتهم. - أرسل Mitenka لي! Mitenka ، ذلك الابن النبيل ، الذي نشأ على الكونت ، والذي كان الآن مسؤولاً عن جميع شؤونه ، دخل الغرفة بخطوات هادئة. "هذا ما يا عزيزي ،" قال العد إلى الشاب المحترم الذي دخل. قال "أحضر لي ...". - نعم 700 روبل ، نعم. نعم ، انظروا ، لا تحضروا تلك الممزقة والقذرة مثل تلك المرة ، ولكن جيدة ، للكونتيسة. "نعم ، ميتنكا ، من فضلك ، نظيفة" ، قالت الكونتيسة وهي تتنهد بحزن. "صاحب السعادة ، متى تريد مني أن أوصلها؟" قال ميتنكا. وأضاف: "إذا سمحت ، لا تقلق ، لا تقلق" ، مشيرًا إلى أن العد قد بدأ بالفعل يتنفس بقوة وبسرعة ، وهو ما كان دائمًا علامة على الغضب. - كنت ونسيت .. هل تأمر بتسليم هذه الدقيقة؟ - نعم ، نعم ، ثم أحضره. أعطها للكونتيسة. "ما الذهب الذي لدي هذا Mitenka" ، أضاف العد ، مبتسما ، عندما غادر الشاب. - لا يوجد شيء مثل المستحيل. لا أستطيع تحمله. كل شيء ممكن. "آه ، المال ، عد ، المال ، ما مقدار الحزن الذي يسببونه في العالم!" قال الكونتيسة. "أنا حقًا أحتاج هذا المال. قال الكونت: "أنت ، كونتيسة ، مشهور اللفاف" ، وقبل يد زوجته ، عاد إلى الدراسة. عندما عادت آنا ميخائيلوفنا من Bezukhoy مرة أخرى ، كان لدى الكونتيسة بالفعل أموال ، كلها في ورق جديد تمامًا ، تحت منديل على الطاولة ، ولاحظت آنا ميخائيلوفنا أن الكونتيسة كانت مضطربة بطريقة ما. - حسنا يا صديقي؟ سأل الكونتيسة. أوه ، يا لها من حالة مروعة هو فيها! لا يمكنك التعرف عليه ، إنه سيء للغاية ، وسيء للغاية ؛ مكثت دقيقة ولم أقل كلمتين ... قالت الكونتيسة فجأة: "آنيت ، بالله ، لا ترفضوني" ، وقد خجلت ، الأمر الذي كان غريبًا للغاية مع وجهها النحيف والمهم في منتصف العمر ، وهي تأخذ نقودًا من تحت منديلها. أدركت آنا ميخائيلوفنا على الفور ما كان الأمر ، وانحنيت بالفعل لاحتضان الكونتيسة ببراعة في الوقت المناسب. - ها هو بوريس مني لخياطة زي موحد ... كانت آنا ميخائيلوفنا بالفعل تحتضنها وتبكي. كانت الكونتيسة تبكي أيضًا. وبكوا أنهم ودودون. وأنهم طيبون. وأنهن ، صديقات الشباب ، منشغلات بموضوع منخفض - المال ؛ وأن شبابهم قد مضى ... ولكن دموعهم كانت لطيفة ... كانت الكونتيسة روستوفا تجلس مع بناتها وبالفعل مع عدد كبير من الضيوف في غرفة الرسم. قاد الكونت الضيوف الذكور إلى مكتبه ، وقدم لهم مجموعة الغليون التركية التي صممها صياده. من حين لآخر يخرج ويسأل: هل جاءت؟ كانوا ينتظرون ماريا دميترييفنا أخروسيموفا ، الملقبة في المجتمع بالتنين الرهيب ، [تنين رهيب ،] سيدة مشهورة ليس بالثروة ، وليس بالشرف ، ولكن بصراحة العقل وبساطة الخطاب الصريح. كانت ماريا ديميترييفنا معروفة من قبل العائلة المالكة ، وكل من موسكو وكل من سانت بطرسبرغ كانوا يعرفون ، وكلتا المدينتين ، فوجئت بها ، ضحكت سرًا على وقاحتها ، وأخبرتا النكات عنها ؛ لكن الجميع بلا استثناء احترمها وخافوها. كان هناك ذلك الوقت قبل حفل العشاء عندما لا يبدأ الضيوف المجتمعون محادثة طويلة تحسبا لدعوة للمقبلات ، ولكن في نفس الوقت يجدون أنه من الضروري التحريك وعدم الصمت لإظهار أنهم ليسوا في كل الصبر على الجلوس على الطاولة. ينظر المالكون إلى الباب ويتبادلون النظرات أحيانًا مع بعضهم البعض. من هذه النظرات ، يحاول الضيوف تخمين من أو ماذا ينتظرون: قريب مهم أو طعام لم ينضج بعد. عند الطرف الذكوري للطاولة أصبحت المحادثة أكثر فأكثر حيوية. قال الكولونيل إن البيان الذي يعلن الحرب قد صدر بالفعل في بطرسبورغ ، وأن النسخة ، التي شاهدها هو نفسه ، تم تسليمها الآن عن طريق البريد إلى القائد العام. تم فصل طاولات بوسطن عن بعضها البعض ، وتم إقامة الحفلات ، وتم إيواء ضيوف الكونت في غرفتي معيشة ، وغرفة أريكة ومكتبة. |
يعتبر السخان الحثي في قلب طريقة جديدة لتدفئة المباني السكنية. تستخدم الوحدة الطاقة الكهرومغناطيسية للتدفئة. يستخدم الماء كحامل حرارة في الجهاز. يمكن شراء غلاية الحث جاهزة من المصنع أو يمكنك صنعها بنفسك. سأخبرك عن ميزات الجهاز وتجميعه.
ما هو التسخين التعريفي
يعمل جهاز الحث على الطاقة المتولدة من المجال الكهرومغناطيسي. يمتصه الناقل الحراري ، ثم يعطيه إلى المبنى:
- ينشئ مغو مجالًا كهرومغناطيسيًا في سخان المياه هذا. هذا ملف سلك أسطواني متعدد الأدوار.
- يتدفق من خلاله تيار كهربائي متناوب حول الملف يولد مجالًا مغناطيسيًا.
- يتم وضع خطوطها بشكل عمودي على ناقل التدفق الكهرومغناطيسي. عند نقلهم ، يعيدون إنشاء دائرة مغلقة.
- تعمل التيارات الدوامة الناتجة عن التيار المتردد على تحويل طاقة الكهرباء إلى حرارة.
الطاقة الحرارية في التدفئة التعريفيينفق باعتدال وبنسبة تسخين منخفضة. بفضل هذا ، يقوم جهاز الحث بإحضار الماء لنظام التدفئة إلى درجة حرارة عالية في فترة زمنية قصيرة.
ميزات الجهاز
يتم إجراء التسخين التعريفي باستخدام محول. يتكون من زوج من اللفات:
- خارجي (أساسي) ؛
- داخلي قصير الدائرة (ثانوي).
تحدث تيارات إيدي في الجزء العميق من المحولات. يعيدون توجيه المجال الكهرومغناطيسي الناشئ إلى الدائرة الثانوية. يؤدي في نفس الوقت وظيفة الجسم ويعمل كعنصر تسخين للماء.
مع زيادة كثافة التدفقات الدوامة الموجهة إلى اللب ، فإنها تسخن نفسها أولاً ، ثم العنصر الحراري بأكمله.
لتزويد الماء البارد وإزالة المبرد المحضر إلى نظام التدفئةالسخان الحثي مجهز بزوج من الأنابيب:
- يتم تثبيت الجزء السفلي على مدخل مصدر المياه.
- أنبوب الفرع العلوي - إلى قسم الإمداد بنظام التدفئة.
ما العناصر التي يتكون منها الجهاز وكيف يعمل
يتكون سخان المياه التعريفي من العناصر الهيكلية التالية:
صورة | عقدة هيكلية |
اداة الحث.
يتكون من العديد من لفائف الأسلاك النحاسية. يولدون مجالًا كهرومغناطيسيًا. |
|
عنصر تسخين.
هذا أنبوب مصنوع من المعدن أو الأسلاك الفولاذية الزركشة الموضوعة داخل المحرِّض. |
|
مولد كهرباء.
يحول الكهرباء المنزلية إلى تيار كهربائي عالي التردد. يمكن لعب دور المولد بواسطة عاكس من آلة اللحام. |
عندما تتفاعل جميع مكونات الجهاز ، يتم توليد الطاقة الحرارية وتحويلها إلى الماء.مخطط تشغيل الوحدة كالتالي:
- ينتج المولد تيارًا كهربائيًا عالي التردد. ثم يمررها إلى ملف التعريفي.
- بعد أن أدركت التيار ، قامت بتحويله إلى مجال مغناطيسي كهربائي.
- يتم تسخين السخان ، الموجود داخل الملف ، بفعل تدفقات الدوامة التي تظهر بسبب تغير في متجه المجال المغناطيسي.
- يتم تسخين الماء المتداول داخل العنصر بواسطته. ثم يدخل في نظام التدفئة.
مزايا وعيوب طريقة التسخين التعريفي
تتمتع سخانات الحث بهذه المزايا:
- مستوى عال من الكفاءة
- لا تحتاج إلى صيانة متكررة ؛
- يشغلون مساحة صغيرة ؛
- بسبب اهتزازات المجال المغناطيسي ، لا يستقر المقياس بداخلها ؛
- الأجهزة صامتة
- أنها آمنة؛
- بسبب ضيق السكن ، لا توجد تسربات ؛
- تشغيل السخان آلي بالكامل ؛
- الوحدة صديقة للبيئة ، لا ينبعث منها السخام أو السخام أو أول أكسيد الكربون ، إلخ.
العيب الرئيسي للجهاز هو التكلفة العالية لموديلات المصنع..
لكن هذا النقصيمكن تسويتها إذا قمت بتجميع سخان حثي بيديك. تم تركيب الوحدة من عناصر يسهل الوصول إليها ، وسعرها منخفض.
تجميع الوحدة
السخان الحثي محلي الصنع مصنوع من عاكس اللحام. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تحتاج إلى بعض المواد والأدوات.
ما هي المواد والأدوات المطلوبة
لتجميع غلاية الحث بنفسك ، أنت بحاجة إلى:
- العاكس من آلة اللحام. هذا الجهاز سوف يبسط إلى حد كبير تجميع سخان الماء.
- أنابيب بلاستيكية سميكة الجدران. سوف تلعب دور جسم الوحدة.
- أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ. سوف تعمل عنصر التسخينفي مجال مغناطيسي.
- شبكة معدنية. سوف تحتوي على شرائح من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ.
- مضخة مياه لتدوير السوائل.
- سلك نحاسي لتركيب المحرِّض.
- منظم حراري.
- التركيبات والصمامات الكروية لتوصيل سخان المياه بنظام التدفئة.
- كماشة للعمل بالأسلاك.
مراحل العمل
عند تجميع السخان ، اتبع التسلسل الدقيق للعمل:
- أولاً ، ثبت شبكة معدنية على جانب واحد من الأنبوب البلاستيكي. لن تسمح لسقوط قطاعات الأسلاك لعنصر التسخين.
- في نفس نهاية الغلاف ، قم بإصلاح الأنبوب للتوصيل بنظام التدفئة.
- استخدم الزردية لقطع قطع الأسلاك الفولاذية المقاومة للصدأ. يجب أن يكون طولها 1-5 سم ، ضع القطع بإحكام في علبة بلاستيكية. يجب ألا يكون هناك مساحة خالية في الأنبوب.
- أغلق الطرف الآخر من الأنبوب بشبكة معدنية. ثم قم بتركيب أنبوب فرعي ثان لشبكة التدفئة فيه.
- بعد ذلك ، ابدأ في صنع ملف التعريفي. للقيام بذلك ، لف الأنبوب بسلك نحاسي. تحذر التعليمات من أنه يجب أن يكون هناك ما لا يقل عن 80-90 لفة في اللف.
- بعد ذلك ، قم بتوصيل أطراف الملف النحاسي بأعمدة العاكس لآلة اللحام. ألصق جميع نقاط التوصيل بالشريط اللاصق.
- قم بتوصيل سخان المياه بشبكة التدفئة.
- اذا كان نظام التدفئةلم يتم تجهيزه بعد بمضخة دوران ، قم بتوصيله.
- قم بتوصيل وحدة تحكم حرارية بالعاكس. سيجعل من الممكن أتمتة عمل سخان المياه.
- أخيرًا ، تحقق من أداء الجهاز المجمع.
بعد تشغيل العاكس ، يقوم ملف الحث بإعادة إنشاء المجال الكهرومغناطيسي. يولد تدفقات دوامة. هؤلاء يقومون بتسخين قطع الأسلاك بسرعة. ينقلون الحرارة إلى الماء المنتشر.
خاتمة
السخان المعدني التعريفي من عاكس اللحام هو جهاز تسخين فعال. في الوقت نفسه ، يتميز بتصميم بسيط ، لذلك من السهل تجميعه بنفسك.
تحقق من الفيديو في هذه المقالة ل تعليمات إضافية. إذا كان لديك أي أسئلة ، فاطرحها في التعليقات.
في أفران وأجهزة الحث ، يتم إطلاق الحرارة في جسم مسخن موصل كهربيًا بواسطة التيارات المستحثة فيه بواسطة مجال كهرومغناطيسي متناوب. وبالتالي ، يتم إجراء التسخين المباشر هنا.
يعتمد التسخين التعريفي للمعادن على قانونين فيزيائيين: وقانون جول لينز. يتم وضع الأجسام المعدنية (الفراغات والأجزاء وما إلى ذلك) ، مما يثير دوامة فيها. يتم تحديد emf التعريفي من خلال معدل تغير التدفق المغناطيسي. تحت تأثير الحث الكهرومغناطيسي ، تتدفق التيارات الدوامة (المغلقة داخل الأجسام) في الأجسام ، وتطلق الحرارة. هذا emf يخلق في المعدن ، طاقة حرارية، التي تطلقها هذه التيارات ، هو سبب تسخين المعدن. التسخين التعريفي مباشر وغير ملامس. يسمح لك بالوصول إلى درجة حرارة كافية لإذابة المعادن والسبائك الأكثر مقاومة للصهر.
التسخين بالحث المكثف ممكن فقط في مجال كهرومغناطيسي التوتر الشديدوالترددات التي يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة خاصة - المحاثات. يتم تشغيل المحاثات من شبكة 50 هرتز (تركيبات تردد الطاقة) أو من مصادر الطاقة الفردية - المولدات والمحولات ذات التردد المتوسط والعالي.
إن أبسط محث لأجهزة التسخين بالحث غير المباشر منخفضة التردد هو موصل معزول (ممتد أو ملفوف) يوضع داخل أنبوب معدني أو متراكب على سطحه. عندما يتدفق التيار عبر محث الموصل ، يتم تحفيز أنابيب التسخين في الأنبوب. يتم نقل الحرارة من الأنبوب (يمكن أن يكون أيضًا بوتقة أو وعاء) إلى الوسط الساخن (الماء يتدفق عبر الأنبوب ، الهواء ، إلخ).
التسخين بالحث المباشر الأكثر استخدامًا للمعادن بترددات متوسطة وعالية. لهذا الغرض ، يتم استخدام محاثات خاصة. ينبعث المحرِّض ، الذي يسقط على الجسم الساخن ويتحلل فيه. يتم تحويل طاقة الموجة الممتصة في الجسم إلى حرارة. كلما زادت كفاءة التسخين ، كلما اقترب نوع الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة (مسطحة ، أسطوانية ، إلخ) من شكل الجسم. لذلك ، يتم استخدام المحاثات المسطحة لتسخين الأجسام المسطحة ، والكتل الأسطوانية - المحاثات الأسطوانية (الملف اللولبي). في الحالة العامة ، يمكن أن يكون لها شكل معقد ، بسبب الحاجة إلى تركيز الطاقة الكهرومغناطيسية في الاتجاه الصحيح.
ميزة مدخلات الطاقة الحثية هي القدرة على التحكم في الترتيب المكاني لمنطقة تدفق التيار الدوامة. أولاً ، تتدفق التيارات الدوامة داخل المنطقة التي يغطيها المحرِّض. يتم تسخين فقط ذلك الجزء من الجسم المتصل بالمغناطيس ، بغض النظر عن الأبعاد الكلية للجسم. ثانيًا ، يعتمد عمق منطقة دوران تيار الدوامة ، وبالتالي منطقة إطلاق الطاقة ، من بين عوامل أخرى ، على تواتر تيار المحرِّض (يزداد عند الترددات المنخفضة ويتناقص مع زيادة التردد). تعتمد كفاءة نقل الطاقة من المحرِّض إلى التيار الساخن على حجم الفجوة بينهما وتزداد مع تناقصها.
يستخدم التسخين التعريفي لتصلب سطح منتجات الصلب ، من خلال التسخين لتشوه البلاستيك (تزوير ، ختم ، ضغط ، إلخ) ، صهر المعادن ، المعالجة الحرارية (التلدين ، التقسية ، التطبيع ، التصلب) ، اللحام ، التسطيح ، لحام المعادن .
يتم استخدام التسخين بالحث غير المباشر لمعدات عملية التسخين (خطوط الأنابيب ، الخزانات ، إلخ) ، تسخين الوسائط السائلة ، تجفيف الطلاءات ، المواد (على سبيل المثال ، الخشب). أهم معلمةتركيبات التدفئة التعريفي - التردد. لكل عملية (تصلب السطح ، من خلال التسخين) يوجد نطاق تردد مثالي يوفر أفضل أداء تقني واقتصادي. للتسخين التعريفي ، يتم استخدام الترددات من 50 هرتز إلى 5 ميجا هرتز.
مزايا التسخين التعريفي
1) التحويل طاقة كهربائيةمباشرة في الجسم الساخن يسمح بالتسخين المباشر للمواد الموصلة. يؤدي هذا إلى زيادة معدل التسخين مقارنة بالتركيبات غير المباشرة ، حيث يتم تسخين المنتج من السطح فقط.
2) لا يتطلب نقل الطاقة الكهربائية مباشرة إلى الجسم الساخن أجهزة تلامس. هذا مناسب في ظروف الإنتاج الآلي على الخط ، عند استخدام معدات الحماية والفراغ.
3) بسبب ظاهرة تأثير السطح ، يتم تحرير الطاقة القصوى في الطبقة السطحية للمنتج المسخن. لذلك ، فإن التسخين بالحث أثناء التصلب يوفر تسخينًا سريعًا للطبقة السطحية للمنتج. هذا يجعل من الممكن الحصول على صلابة سطحية عالية للجزء ذي الوسط اللزج نسبيًا. تعتبر عملية تصلب السطح بالحث أسرع وأكثر اقتصادا من الطرق الأخرى لتصلب سطح المنتج.
4) يمكن للتدفئة التعريفي في معظم الحالات زيادة الإنتاجية وتحسين ظروف العمل.
أفران الصهر التعريفي
يمكن النظر إلى الفرن أو الجهاز الحثي على أنه نوع من المحولات التي يتم فيها توصيل الملف الأولي (المحرِّض) بمصدر تيار متناوب ، ويعمل الجسم المُسخَّن نفسه كملف ثانوي.
تتميز عملية عمل أفران الصهر بالحث بالحركة الكهروديناميكية والحرارية للمعدن السائل في الحمام أو البوتقة ، مما يساهم في إنتاج معدن متجانس في التكوين ودرجة حرارته الموحدة في جميع أنحاء الحجم ، وكذلك انخفاض نفايات المعادن (عدة مرات أقل من أفران القوس).
تستخدم أفران الصهر التعريفي في إنتاج المسبوكات ، بما في ذلك المصبوبات المصنوعة من الفولاذ والحديد الزهر والمعادن غير الحديدية والسبائك.
يمكن تقسيم أفران الصهر بالحث إلى أفران قناة تردد صناعية وأفران بوتقة صناعية ومتوسطة وعالية التردد.
فرن قناة الحث عبارة عن محول ، وعادة ما يكون التردد الصناعي (50 هرتز). اللف الثانوي للمحول هو ملف من المعدن المنصهر. المعدن محاط بقناة حرارية حلقية. يحفز التدفق المغناطيسي الرئيسي على EMF في معدن القناة ، ويخلق التيار الكهرومغناطيسي تيارًا ، والتيار يسخن المعدن ، وبالتالي ، فإن فرن قناة الحث يشبه المحول الذي يعمل في وضع دائرة كهربائية قصيرة. محاثات أفران القناة مصنوعة من طولية أنبوب نحاسييتم تبريد جزء القناة من حجر الموقد بواسطة مروحة أو بواسطة نظام هواء مركزي.
تم تصميم أفران قناة الحث للتشغيل المستمر مع انتقالات نادرة من درجة معدنية إلى أخرى. تستخدم أفران قناة الحث بشكل أساسي لصهر الألمنيوم وسبائكه ، وكذلك النحاس وبعض سبائكه. سلاسل أخرى من الأفران متخصصة كخلاطات لعقد وتسخين الحديد السائل والمعادن غير الحديدية والسبائك قبل صبها في قوالب.
يعتمد تشغيل فرن البوتقة التعريفي على امتصاص الطاقة الكهرومغناطيسية من شحنة موصلة. يتم وضع القفص داخل ملف أسطواني - مغو. من وجهة نظر كهربائية ، فرن البوتقة التعريفي عبارة عن محول هوائي قصير الدائرة ، يكون الملف الثانوي له عبارة عن شحنة موصلة.
تُستخدم أفران بوتقة الحث بشكل أساسي لصهر المعادن للمسبوكات المشكلة أثناء التشغيل على دفعات ، وأيضًا ، بغض النظر عن وضع التشغيل ، لصهر سبائك معينة ، مثل البرونز ، والتي تؤثر سلبًا على بطانة أفران القناة.
يتكون سخان الحث من مصدر قوي عالي التردد ودائرة تتأرجح تتضمن محثًا (الشكل 1). يتم وضع قطعة العمل المراد تسخينها في المجال المغناطيسي المتناوب للمحث. اعتمادًا على مادة قطعة العمل وحجمها وعمق تسخينها ، يتم استخدام نطاق واسع من ترددات التشغيل ، من 50 هرتز إلى عشرات ميغا هرتز. عند الترددات المنخفضة بترتيب 100-10000 هرتز ، يمكن استخدام محولات الآلات الكهربائية ومحولات الثايرستور في الصناعة. عند الترددات بترتيب MHz ، يمكن استخدام الأنابيب المفرغة. في الترددات المتوسطة بترتيب 10-300 كيلو هرتز ، يُنصح باستخدام ترانزستورات IGBT / MOSFET.
الشكل 1. المخطط العام
الفيزياء
وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي ، إذا كان الموصل في مجال مغناطيسي متغير (متناوب) ، فعندئذ يتم تحفيز (استحثاث) قوة دافعة كهربائية (EMF) فيه ، ويكون اتجاهها عموديًا على خطوط القوةالمجال المغناطيسي الذي يعبر الموصل. في هذه الحالة ، يتناسب اتساع المجال الكهرومغناطيسي مع معدل تغير التدفق المغناطيسي الذي يقع فيه الموصل.
تتحدث لغة بسيطة، إذا تم اعتبار قطعة العمل المصنوعة من مادة موصلة على أنها عدد لا حصر له من الدوائر ذات الدائرة القصيرة ، فعند وضعها في مغو ، تحت تأثير مجال مغناطيسي متناوب ، تيارات (ما يسمى بتيارات إيدي أو فوكو) سيتم إحداثه في هذه الدوائر. بدورها ، ستؤدي هذه التيارات ، وفقًا لقانون جول لينز ، إلى تسخين قطعة العمل ، نظرًا لأن مادتها تتمتع بمقاومة كهربائية.
الشكل 2. كيف يعمل
عند المرور عبر الموصلات المعدنية للتيار المتردد ، وعند تسخين المعادن بتيارات عالية التردد ، يتم ملاحظة تأثير السطح (تأثير الجلد). هذا يرجع إلى حقيقة أن التيارات الدوامة في سمك الموصل تزيح التيار الرئيسي إلى السطح. يكون التسخين التعريفي للمعدن أكثر كثافة بالقرب من السطح منه في المركز. يعتمد عمق طبقة الجلد على مقاومة المادة ونفاذيةها المغناطيسية ويتناسب عكسياً مع تردد المجال. لذلك ، اعتمادًا على التردد ، هذه الطريقةيمكن استخدام التسخين لصهر المعدن وتصلب السطح.
تنسيق
بالنسبة للعاكس الذي هو مصدر جهد شكل مستطيل، دارة LC هي حمولة مقاومة منخفضة. للمطابقة ، يتم استخدام المحولات عالية التردد أو الإختناقات.
يشكل خنق الإنهاء المتضمن في فاصل السلك بين العاكس والدائرة ، جنبًا إلى جنب مع مكثف الرنين ، مرشح LC. وبالتالي ، من خلال إزالة جزء صغير من سعة مكثف الرنين ، يكون للمحث تأثير ضئيل على استجابة التردد للدائرة. عادةً ما يتم إجراء مثل هذا الخانق على قلب من الفريت مع فجوة هوائية ، من خلال تغيير القيمة التي يمكنك التحكم فيها في الطاقة المقدمة للمحث.
يمكن أن يعمل المحول عالي التردد في دائرة متوازية وفي سلسلة. في الحالة الأولى ، سيؤثر المحول بشكل كبير على تردد الرنين في الدائرة. في الحالة الثانية ، ستستهلك الدائرة التسلسلية في وضع الطنين أقصى طاقة مع مغو فارغ (بدون تحميل) ، منذ ذلك الحين عند رنين الجهد ، تميل مفاعلة دائرة LC إلى الصفر ، وتكون المقاومة النشطة في هذه الدوائر ، كقاعدة عامة ، صغيرة جدًا. من الناحية الهيكلية ، يتم إجراء المحول المطابق على حلقة من الفريت (أو يتم تجنيده من عدة) ويتم وضعه على سلك الحث.
في حالة عدم مطابقة الممانعات ، تنخفض كفاءة هذا السخان بشكل كبير ويزداد خطر فشل مصدر الإمداد. في الإعداد الصحيحالمولد ، يجب أن يتطابق تردده مع تردد الرنين لدائرة الإخراج ، أو قد يكون أعلى قليلاً من تردد الطنين. في هذه الحالة ، تعمل مفاتيح محول العرض في الوضع الأكثر ملاءمة. ليس من المرغوب فيه السماح بالحالات التي يكون فيها تردد تبديل العاكس أقل من الرنين ، أي ستكون المقاومة بالسعة.
مع تغير كتلة أو مادة الجسم الساخن ، يتغير تردد الرنين للدائرة التذبذبية. للتعديل ، تنطبق أساليب مختلفة: تحويل قدرة البنك المكثف ، ضبط التردد التلقائي ، تعديل التردد اليدوي ، المذبذبات الذاتية.
عند الوصول إلى درجة حرارة معينة للمادة (نقطة كوري) ، تفقد المادة خصائصها المغناطيسية ، ونتيجة لذلك يتغير تردد الطنين في الدائرة بشكل كبير ، ويزداد أيضًا سمك طبقة الجلد.
عند اختيار عناصر الدائرة ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند الرنين في الدائرة ، يتم تحقيق التيارات والجهود ذات السعة الكبيرة ، والتي يمكن أن تتجاوز جهد الإمداد بعشرات المرات. يجب أن يكون المحرِّض مصنوعًا من سلك نحاسي أو أنبوب ذي مقطع عرضي كافٍ. حتى عند الطاقة المنخفضة (حوالي 200-500 واط) ، يبدأ المحرِّض في التسخين بقوة تحت تأثير مجاله. سيعمل هذا المحث ، لكنه سوف يسخن بشكل كبير في وقت قصير.
عادة ما يتم استخدام تبريد الماء لإزالة الحرارة ، ثم يتم تصنيع المحرِّض من أنبوب نحاسي.
كمكثفات حلقية ، يجب اختيار مكثفات عالية الجهد ذات طاقة تفاعلية كافية ، مع خسائر عازلة منخفضة ، متصلة بقضبان / أسلاك ج أقصر طولوالحث ، بالقرب من المحرِّض. هناك مكثفات خاصة للتشغيل في مثل هذه التركيبات ، ولكن نسبيًا طاقة منخفضةتم بنجاح استخدام (وحدات كيلوواط) بطاريات من مكثفات البولي بروبلين.