Metoda de încălzire prin inducție. Incalzire cu echipament de inductie

Acasă

fosă septică

7.1.3. ÎNCĂLZIRE prin INDUCȚIE

Perioada inițială.Încălzirea prin inducție a conductorilor se bazează pe fenomen fizic inductie electromagnetica, descoperit de M. Faraday în 1831. Teoria încălzirii prin inducție a început să fie dezvoltată de O. Heaviside (Anglia, 1884), S. Ferranti, S. Thompson, Ewing. Munca lor a stat la baza creării tehnologiei de încălzire prin inducție. Deoarece în timpul încălzirii prin inducție, căldura este eliberată într-un corp conductor - un strat egal cu adâncimea de penetrare câmp electromagnetic, atunci există oportunități pentru un control precis al temperaturii pentru a asigura o încălzire de înaltă calitate la performanta ridicata. Un alt avantaj este incalzirea fara contact.

Cuptoare cu canal de inducție cu canal deschis. Unul dintre primele modele cunoscute ale unui cuptor cu canal de inducție (ICF) a fost propus de S. Ferranti (Italia) în 1887. Cuptorul avea un canal ceramic, iar bobinele inductoare plate au fost plasate deasupra și dedesubtul acestui canal. În 1890 E.A. Colby (SUA) a propus un design de cuptor în care inductorul acoperă canalul circular din exterior.

Primul cuptor industrial cu miez de oțel și inductor plasat în interiorul canalului (Fig. 7.7) a fost creat în 1900 de Kjellin (Suedia). Putere cuptor 170 kW, capacitate pana la 1800 kg, frecventa 15 Hz. Alimentat de un generator special de subfrecvență, care este necesar datorită factorului de putere scăzut. Până în 1907, 14 astfel de cuptoare erau în funcțiune.

Orez. 7.7. Schiță a unui cuptor cu inducție cu canal deschis proiectat de Kjelly 1 - canal; 2 - inductor; 3 - miez magnetic

În 1905, Röcheling-Rodenhauser (Germania) a proiectat cuptoare cu canal multifazic (cu două și trei inductori), în care canalele sunt conectate la o baie, alimentată de o rețea de 50 Hz. În proiectele ulterioare ale cuptoarelor, canalele închise au fost folosite și pentru topirea metalelor neferoase. În 1918, W. Ron (Germania) a construit un ICP cu vid similar cuptorului Kjellin (presiune 2–5 mm Hg), care a făcut posibilă obținerea unui metal cu proprietăți mecanice mai bune.

Datorită unui număr de avantaje ale cuptoarelor cu canal închis, dezvoltarea cuptoarelor cu canal deschis a stagnat. Cu toate acestea, au fost făcute încercări de a utiliza astfel de cuptoare pentru topirea oțelului.

În anii 30 în SUA pentru retopirea deșeurilor din oțel inoxidabil s-a folosit un ICP monofazat cu o capacitate de 6 tone cu canal deschis și alimentat de un generator cu o putere de 800 kW și o frecvență de 8,57 Hz. Cuptorul a fost operat într-un proces duplex cu un cuptor cu arc. În anii 1940 și 1950, ICP-urile cu canal deschis au fost folosite în Italia pentru topirea oțelului cu o capacitate de 4-12 tone, fabricat de Tagliaferri. În viitor, utilizarea unor astfel de cuptoare a fost abandonată, deoarece acestea erau inferioare ca caracteristici față de cuptoarele de topire a oțelului cu creuzet cu arc și inducție.

Cuptoare cu canal de inducție cu canal închis. Din 1916, au început să fie dezvoltate ICP-uri experimentale și apoi industriale cu canal închis. O serie de ICP-uri cu un canal închis a fost dezvoltată de Ajax-Watt (SUA). Acestea sunt cuptoare monofazate cu arbore cu canal vertical pentru topirea aliajelor de cupru-zinc cu o capacitate de 75 și 170 kVA și o capacitate de 300 și 600 kg. Ele au stat la baza dezvoltării unui număr de firme.

În aceiași ani, în Franța au fost fabricate cuptoare cu arbore cu o unitate de inducție trifazată orizontală (capacitate 150, 225 și 320 kW). În Anglia, compania General Electric Limited a propus o modificare a cuptorului cu două canale per inductor, cu dispunerea lor asimetrică, care face ca topitura să circule și să reducă supraîncălzirea.

Cuptoarele de la E. Russ (Germania) au fost produse cu două și trei canale per inductor (versiuni verticale și orizontale). E. Russ a propus, de asemenea, proiectarea unei unități de inducție dublă (IE) conectată la două faze.

În URSS, în anii 1930, ICP-uri similare cu cuptoarele Ajax-Watt au început să fie produse la Uzina Electrică din Moscova. În anii 1950, OKB „Elektropech” a dezvoltat cuptoare pentru topirea cuprului și a aliajelor sale cu o capacitate de 0,4–6,0 tone, apoi 16 tone. În 1955, un ICP pentru topirea aluminiului cu o capacitate de 6 t.

În anii 1950 în SUA şi Europa de Vest ICP-urile au devenit utilizate pe scară largă ca mixere în topirea fontei în procesul duplex cu o cupolă sau un cuptor cu arc electric. Pentru a crește puterea și a reduce supraîncălzirea metalului în canal, au fost dezvoltate modele IE cu mișcare unidirecțională a topiturii (Norvegia). În același timp, au fost dezvoltate IE-uri detașabile. În anii 1970, Ajax Magnetermic a dezvoltat IE gemene, care ating în prezent 2000 kW. Dezvoltari similare au fost realizate in VNIIETO in aceiasi ani. În dezvoltarea ICP tipuri variate a participat activ N.V. Veselovsky, E.P. Leonova, M.Ya. Stolov și alții.

În anii 1980, dezvoltarea ICP în țara noastră și în străinătate a avut ca scop extinderea domeniilor de aplicare și extinderea capacităților tehnologice, de exemplu, utilizarea ICP pentru producerea țevilor din metale neferoase prin tragere din topitură.

Cuptoare cu creuzet cu inducție. Deoarece cuptoarele cu creuzet cu inducție de capacitate redusă (ITF) pot funcționa eficient doar la frecvențe de peste 50 Hz, crearea lor a fost oprită din cauza lipsei surselor de alimentare adecvate - convertoare de frecvență. Cu toate acestea, în 1905-1906. un număr de firme și inventatori au propus și brevetat ITP, acestea includ firma „Schneider - Creso” (Franța), O. Zander (Suedia), Gerden (Anglia). Totodată, designul ITP-ului a fost elaborat de A.N. Lodygin (Rusia).

Primul ITP industrial cu un generator de scânteie de înaltă frecvență a fost dezvoltat în 1916 de E.F. Northrup (SUA). Din 1920, aceste cuptoare sunt fabricate de Ajax Electrothermia. În același timp, ITP alimentat de un eclator rotativ a fost dezvoltat de J. Ribot (Franța). Firma „Metropolitan - Vickers” a creat ITP de înaltă frecvență industrială. În locul generatoarelor de scântei s-au folosit convertoare de mașini cu o frecvență de până la 3000 Hz și o putere de 150 kVA.

V.P. Vologdin în 1930–1932 a creat ITP industrial cu o capacitate de 10 și 200 kg, alimentat de un convertor de frecvență al mașinii. În 1937, a construit și un ITP alimentat de un generator de lampă. În 1936 A.V. Donskoy a dezvoltat un cuptor cu inducție universal cu un generator de lampă cu o putere de 60 kVA.

În 1938, pentru alimentarea ITP (putere 300 kW, frecvență 1000 Hz), compania Brown-Boveri a folosit un invertor bazat pe o supapă de mercur multianodă. Începând cu anii 60, invertoarele cu tiristoare au fost folosite pentru alimentarea instalațiilor cu inducție. Odată cu creșterea capacității ITP, a devenit posibil aplicare eficientă curent de alimentare cu frecvență industrială.

În anii 1940 și 1960, OKB „Elektropech” a dezvoltat mai multe tipuri de IHF: frecvență crescută pentru topirea aluminiului cu o capacitate de 6 tone (1959), fontă cu o capacitate de 1 tonă (1966). În 1980, la o fabrică din Baku a fost fabricat un cuptor cu o capacitate de 60 de tone pentru topirea fontei (proiectat de VNIIETO sub o licență de la Brown-Boveri). E.P. Leonova, V.I. Kryzental, A.A. Prostyakov și alții.

În 1973, Ajax Magnetermic, împreună cu laboratorul de cercetare al General Motors, a dezvoltat și pus în funcțiune un cuptor continuu orizontal cu creuzet pentru topirea fontei cu o capacitate de 12 tone și o putere de 11 MW.

Începând cu anii 50, au început să se dezvolte tipuri speciale de topire prin inducție a metalelor:

vid într-un creuzet ceramic;

vid în pervaz;

vid într-un creuzet rece;

într-un creuzet electromagnetic;

în stare suspendată;

folosind încălzirea combinată.

Cuptoarele cu inducție în vid (VIP) până în 1940 au fost folosite doar în condiții de laborator. În anii 1950, unele firme, în special Hereus, au început să dezvolte VIP industrial, a cărei capacitate unitară a început să crească rapid: 1958 - 1–3 tone, 1961–5 tone, 1964–15–27 tone, 1970–60 În 1947, MosZETO a fabricat primul cuptor cu vid cu o capacitate de 50 kg, iar în 1949 a început producția de masă de VIP cu o capacitate de 100 kg. La mijlocul anilor 80, asociația de producție Sibelektroterm, bazată pe evoluțiile VNIIETO, producea VIP-uri modernizate cu o capacitate de 160, 600 și 2500 kg pentru topirea oțelurilor speciale.

Topirea prin inducție a aliajelor reactive în cuptoare cu craniu și cuptoare cu un creuzet de cupru răcit cu apă (rece) a început să fie utilizată în anii 50. Un cuptor cu un craniu sub formă de pulbere a fost dezvoltat de N.P. Glukhanov, R.P. Zhezherin și alții în 1954 și un cuptor cu un craniu monolit - M.G. Kogan în 1967. Ideea topirii prin inducție într-un creuzet rece a fost propusă încă din 1926 în Germania de către Siemens-Halske, dar nu și-a găsit aplicație. În 1958, în IMET, împreună cu Institutul de Cercetare All-Rusian al Curenților de Înaltă Frecvență. V.P. Vologdin (VNI-ITVCH) sub conducerea A.A. Vogel a efectuat experimente privind topirea prin inducție a titanului într-un creuzet rece.

Dorința de a reduce contaminarea cu metale și pierdere de căldurăîntr-un creuzet rece a dus la utilizarea forțelor electromagnetice pentru a împinge metalul departe de pereți, adică la crearea unui „creuset electromagnetic” (L.L. Tir, VNIIETO, 1962)

Topirea metalelor în stare suspendată pentru a obține metale foarte pure a fost propusă în Germania (O. Muck) încă din 1923, dar nu s-a răspândit din cauza lipsei surselor de energie. În anii 1950, această metodă a început să se dezvolte în multe țări. În URSS, angajații VNIITVCH au lucrat mult în această direcție sub conducerea A.A. Vogel.

Topirea ICP și ICP a încălzirii combinate a început să fie utilizată din anii 50, la început utilizând arzătoare cu petrol și gaz, de exemplu, ICP pentru topit așchii de aluminiu (Italia) și ICP pentru fontă (Japonia). Ulterior, cuptoarele cu creuzet cu inducție cu plasmă s-au răspândit, de exemplu, o serie de cuptoare pilot dezvoltate de VNIIETO în 1985, cu o capacitate de 0,16–1,0 tone.

Instalaţii pentru călirea suprafeţei prin inducţie. Primele experimente privind întărirea suprafeței prin inducție au fost efectuate în 1925 de V.P. Vologdin la inițiativa inginerului uzinei Putilov N.M. Belyaev, care au fost considerate nereușite, deoarece la acea vreme se străduiau prin întărire. În anii 30 V.P. Vologdin și B.Ya. Romanovii au reluat această lucrare și în 1935 au primit brevete pentru călire folosind curenți de înaltă frecvență. În 1936 V.P. Vologdin și A.A. Vogel a primit un brevet pentru un inductor pentru întărirea angrenajelor. V.P. Vologdin și personalul său au dezvoltat toate elementele instalației de călire: un convertor de frecvență rotativ, inductori și transformatoare (Fig. 7.8).

Orez. 7.8. Instalație de călire pentru călire progresivă

1 - produs intarit; 2 - inductor; 3 - transformator de călire; 4 - convertor de frecvență; 5 - condensator

Din 1936, G.I. Babat și M.G. Lozinsky de la uzina „Svetlana” (Leningrad) a investigat procesul de întărire prin inducție folosind frecvențe înalte atunci când este alimentat de un generator de lampă. Din 1932, întărirea cu curent de frecvență medie a început să fie introdusă de către TOKKO (SUA).

În Germania în 1939 G.V. Zeulen a efectuat călirea suprafeței arborilor cotit la fabricile AEG. În 1943, K. Kegel a propus formă specială sârmă inductivă pentru călirea angrenajului.

Utilizarea pe scară largă a călirii suprafețelor a început la sfârșitul anilor 1940. În cei 25 de ani din 1947, VNIITVCH a dezvoltat peste 300 de dispozitive de călire, inclusiv o linie automată pentru călirea arborilor cotit și o instalație de călire șinele de cale ferată pe toată lungimea (1965). În 1961, prima instalație pentru călirea angrenajelor din oțel cu întărire redusă a fost lansată la uzina de automobile care poartă numele. Likhachev (ZIL) (tehnologie dezvoltată de K.Z. Shepelyakovsky).

Una dintre direcțiile de dezvoltare a tratamentului termic prin inducție în anul trecut tehnologii de călire și revenire a oțelului pentru mărfuri tubulare și conducte de gaze pentru țări petroliere diametru mare(820–1220 mm), construirea de bare de armare, precum și consolidarea șinelor de cale ferată.

Prin instalatii de incalzire. Utilizarea încălzirii prin inducție a metalelor în diverse scopuri, cu excepția topirii, în prima etapă a fost de natură exploratorie. În 1918 M.A. Bonch-Bruevich, iar apoi V.P. Vologdin a folosit curenți de înaltă frecvență pentru a încălzi anozii tuburilor electronice în timpul evacuării (degazării). La sfârșitul anilor 30, au fost efectuate experimente în laboratorul fabricii Svetlana privind utilizarea încălzirii prin inducție la o temperatură de 800–900 ° C la prelucrarea unui arbore de oțel cu un diametru de 170 și o lungime de 800 mm pentru strung. A fost folosit un generator cu tuburi cu o putere de 300 kW și o frecvență de 100–200 kHz.

Din 1946, în URSS au început lucrările privind utilizarea încălzirii prin inducție în tratamentul sub presiune. În 1949, la ZIL (ZIS) a fost dat în funcțiune primul încălzitor de forjare. Funcționarea primei forje cu inducție a fost începută la uzina de mașini mici din Moscova (MZMA, mai târziu AZLK) în 1952. O instalație interesantă cu două frecvențe (60 și 540 Hz) pentru încălzirea țaglelor de oțel (secțiune - pătrat 160x160 mm) pentru presiune tratamentul a fost lansat în Canada în 1956 O configurație similară a fost dezvoltată la VNIITVCH (1959). Frecvența industrială este folosită pentru încălzire până la punctul Curie.

În 1963, VNIITVCH a fabricat un încălzitor de plăci (dimensiuni 2,5x0,38x1,2 m) cu o putere de 2000 kW la o frecvență de 50 Hz pentru producția de rulare.

În 1969, la uzina metalurgică a corporației siderurgice Maclaut. (SUA) a folosit încălzirea prin inducție a plăcilor de oțel cu o greutate de aproximativ 30 de tone (dimensiuni 7,9x0,3x1,5 m) folosind șase linii de producție (18 bobine de frecvență industriale cu o capacitate totală de 210 MW).

Inductoarele aveau o formă specială care asigura încălzirea uniformă a plăcii. Lucrări privind utilizarea încălzirii prin inducție în metalurgie au fost efectuate și la VNIIETO (P.M. Chaikin, S.A. Yaitskov, A.E. Erman).

La sfârșitul anilor 80 în URSS, încălzirea prin inducție a fost folosită în aproximativ 60 de ateliere de forjare (în primul rând în autotractor și industria de apărare) cu o capacitate totală de încălzitoare cu inducție de până la 1 milion kW.

Incalzire la temperatura joasa la frecventa industriala.În 1927–1930 la una dintre uzinele de apărare Ural au început lucrările de încălzire prin inducție la o frecvență industrială (N.M. Rodigin). În 1939, acolo funcționau cu succes instalații de încălzire prin inducție destul de puternice pentru tratarea termică a produselor din oțel aliat.

TsNIITmash (V.V. Alexandrov) a efectuat, de asemenea, lucrări privind utilizarea frecvenței industriale pentru tratarea termică, încălzirea pentru plantare etc. Sub conducerea A.V. Donskoy. În Institutul de Cercetare a Betonului Armat (NIIZhB), Institutul Politehnic Frunze și alte organizații în anii 60-70, s-a lucrat la tratarea termică a produselor din beton armat folosind încălzirea prin inducție la o frecvență de 50 Hz. VNIIETO a dezvoltat, de asemenea, o serie de instalații industriale de încălzire la temperatură joasă în scopuri similare. Evoluțiile MPEI (A.B. Kuvaldin) în domeniul încălzirii prin inducție a oțelului feromagnetic au fost utilizate în instalații de încălzire a pieselor de suprafață, tratarea termică a oțelului și betonului armat, încălzirea reactoarelor chimice, matrițe etc. (anii 70–80).

Topirea zonei de înaltă frecvență a semiconductorilor. Metoda de topire a zonei a fost propusă în 1952 (W.G. Pfann, SUA). Lucrările la topirea zonei fără creuzet de înaltă frecvență au început în țara noastră în 1956, iar la VNIITVCH s-a obținut un monocristal de siliciu cu diametrul de 18 mm. Au fost create diverse modificări ale instalațiilor de tip „Crystal” cu inductor în interiorul camerei de vid (Yu.E. Nedzvetsky). În anii 1950, la uzina Platinopribor (Moscova), împreună cu Institutul de Stat al Metalelor Rare (Giredmet), au fost fabricate instalații pentru topirea în zonă verticală fără creuzet a siliciului cu un inductor în afara camerei de vid (tub de cuarț). Începutul producției în serie a instalațiilor Kristall pentru creșterea monocristalelor de siliciu datează din 1962 (la Taganrog ZETO). Diametrul monocristalelor obținute a ajuns la 45 mm (1971), iar mai târziu la peste 100 mm (1985)

Topirea de înaltă frecvență a oxizilor. La începutul anilor 60, F.K. Monfort (SUA) a efectuat topirea oxizilor într-un cuptor cu inducție (creșterea monocristalelor de ferite folosind curenți de înaltă frecvență - frecvențe radio). În același timp, A.T.Chapman și G.V. Clark (SUA) a propus o tehnologie pentru topirea unui bloc de oxid policristalin într-un creuzet rece. În 1965, J. Ribot (Franţa) a obţinut topituri de oxizi de uraniu, toriu şi zirconiu folosind frecvenţe radio. Topirea acestor oxizi are loc la temperaturi ridicate (1700–3250°C) și, prin urmare, este necesară o sursă mare de energie.

În URSS, tehnologia topirii de înaltă frecvență a oxizilor a fost dezvoltată la Institutul de Fizică al Academiei de Științe a URSS (A.M. Prokhorov, V.V. Osiko). Echipamentul a fost dezvoltat de VNIITVCH și Institutul Electrotehnic din Leningrad (LETI) (Yu.B. Petrov, A.S. Vasiliev, V.I. Dobrovolskaya). Uzinele Kristall pe care le-au creat în 1990 aveau o capacitate totală de peste 10.000 kW și produceau sute de tone de oxizi de înaltă puritate pe an.

Încălzire cu plasmă de înaltă frecvență. Fenomenul unei descărcări de înaltă frecvență într-un gaz este cunoscut încă din anii 1980. În 1926–1927 J.J. Thomson (Anglia) a arătat că o descărcare fără electrod într-un gaz este creată de curenți induși, iar J. Townsend (Anglia, 1928) a explicat descărcarea într-un gaz prin acțiune câmp electric. Toate aceste studii au fost efectuate la presiuni reduse.

În 1940–1941 G.I. Babat de la uzina Svetlana a observat o descărcare de plasmă în timpul degazării tuburilor de electroni folosind încălzirea de înaltă frecvență și apoi a primit pentru prima dată o descărcare la presiunea atmosferică.

În anii 1950, în diferite țări s-au efectuat lucrări asupra plasmelor de înaltă frecvență (T. B. Reid, J. Ribot, G. Barkhoff și alții). În URSS, acestea s-au desfășurat de la sfârșitul anilor 50 la Institutul Politehnic din Leningrad (A.V. Donskoy, S.V. Dresvin), MPEI (M.Ya. Smelyansky, S.V. Kononov), VNITVCh (I.P. Dashkevich ) și altele. Deversări în diferite gaze , au fost studiate proiectele plasmatronilor și tehnologiile cu utilizarea lor. Au fost create torțe cu plasmă de înaltă frecvență cu camere de cuarț și metal (pentru putere de până la 100 kW) răcite cu apă (create în 1963).

În anii 1980, torțe cu plasmă de înaltă frecvență cu o putere de până la 1000 kW la frecvențe de 60 kHz - 60 MHz au fost folosite pentru a produce sticlă de cuarț ultrapură, dioxid de titan pigmentat, materiale noi (de exemplu, nitruri și carburi), pulberi ultrafine ultrapure și descompunerea substanțelor toxice.

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.1.1. ÎNCĂLZIRE REZISTIVĂ Perioada inițială. Primele experimente asupra conductoarelor de încălzire cu curent electric datează din secolul al XVIII-lea. În 1749, B. Franklin (SUA), în timp ce studia descărcarea unui borcan din Leyden, a descoperit încălzirea și topirea sârmelor metalice, iar mai târziu, conform lui

Din cartea autorului

7.1.2. ÎNCĂLZIREA ARC ELECTRIC Perioada inițială. În 1878–1880 W. Siemens (Anglia) a efectuat o serie de lucrări care au stat la baza creării cuptoarelor cu arc de încălzire directă și indirectă, inclusiv un cuptor cu arc monofazat cu o capacitate de 10 kg. Li s-a cerut să folosească un câmp magnetic pentru

Din cartea autorului

7.7.5. ÎNCĂLZIREA PLASMĂ Perioada inițială. Începutul lucrărilor la încălzirea cu plasmă datează din anii 1920. Termenul „plasmă” în sine a fost introdus de I. Langmuir (SUA), iar conceptul de „cvasi-neutru” – de W. Schottky (Germania). În 1922, X. Gerdien și A. Lotz (Germania) au efectuat experimente cu plasmă obținută de

Din cartea autorului

7.1.6. ÎNCĂLZIRE ELECTRONICĂ Perioada inițială. Tehnologia de încălzire cu fascicul de electroni (topirea și rafinarea metalelor, prelucrarea dimensională, sudarea, tratamentul termic, acoperirea prin evaporare, tratarea suprafețelor decorative) se bazează pe realizările fizicii,

Din cartea autorului

7.1.7. ÎNCĂLZIRE LASER Perioada inițială. Laserul (abrevierea engleză Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) a fost creat în a doua jumătate a secolului XX. și a găsit unele aplicații în tehnologia electrică.Ideea procesului de emisie stimulată a fost exprimată de A. Einstein în 1916. În anii 40, V.A.

Cazanele de incalzire prin inductie sunt aparate care au un randament foarte ridicat. Acestea pot reduce semnificativ costurile cu energia în comparație cu aparatele tradiționale echipate cu elemente de încălzire.

Modele productie industriala nu ieftin. Cu toate acestea, orice meșter acasă care deține set simplu unelte. Ne oferim să-l ajutăm descriere detaliata principiul funcționării și asamblarii unui încălzitor eficient.

Încălzirea prin inducție nu este posibilă fără utilizarea a trei elemente principale:

inductor;
generator;
element de încălzire.

Un inductor este o bobină, de obicei făcută din sârmă de cupru, care generează un câmp magnetic. Generator curent alternativ folosit pentru a obține un flux de înaltă frecvență dintr-un flux standard de energie de uz casnic de 50 Hz.

Un obiect metalic este folosit ca element de încălzire, capabil să absoarbă energie termală sub influența unui câmp magnetic. Dacă conectați corect aceste elemente, puteți obține un dispozitiv de înaltă performanță, care este perfect pentru încălzirea lichidului de răcire și.

Cu ajutorul unui generator se alimentează inductorului un curent electric cu caracteristicile necesare, adică. pe o bobină de cupru. Când trece prin el, fluxul de particule încărcate formează un câmp magnetic.

Principiul de funcționare al încălzitoarelor cu inducție se bazează pe apariția curenților electrici în interiorul conductorilor care apar sub influența câmpurilor magnetice.

Particularitatea câmpului este că are capacitatea de a schimba direcția undelor electromagnetice la frecvențe înalte. Dacă orice obiect metalic este plasat în acest câmp, acesta va începe să se încălzească fără contact direct cu inductorul sub influența curenților turbionari creați.

Curentul electric de înaltă frecvență care curge de la invertor către bobina de inducție creează un câmp magnetic cu un vector de unde magnetice în continuă schimbare. Metalul plasat în acest câmp se încălzește rapid

Lipsa contactului face posibilă ca pierderile de energie în timpul trecerii de la un tip la altul să fie neglijabile, ceea ce explică randamentul crescut al cazanelor cu inducție.

Pentru a încălzi apa pentru circuitul de încălzire, este suficient să asigurați contactul acesteia cu un încălzitor metalic. Adesea, o țeavă metalică este folosită ca element de încălzire, prin care trece pur și simplu un curent de apă. Apa răcește simultan încălzitorul, ceea ce îi crește semnificativ durata de viață.

Electromagnetul unui dispozitiv de inducție este obținut prin înfășurarea unui fir în jurul unui miez al unui feromagnet. Bobina de inducție rezultată se încălzește și transferă căldură către corpul încălzit sau către lichidul de răcire care curge în apropiere prin schimbătorul de căldură

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

„Plusurile” încălzitorului cu inducție vortex sunt numeroase. Acesta este un circuit simplu pentru auto-fabricare, fiabilitate crescută, eficiență ridicată, costuri de energie relativ scăzute, termen lung funcționare, probabilitate scăzută de avarii etc.

Performanța dispozitivului poate fi semnificativă; unitățile de acest tip sunt utilizate cu succes industria metalurgică. În ceea ce privește viteza de încălzire a lichidului de răcire, dispozitivele de acest tip concurează cu încredere cu cele tradiționale. cazane electrice, temperatura apei din sistem atinge rapid nivelul necesar.

În timpul funcționării cazanului cu inducție, încălzitorul vibrează ușor. Această vibrație se scutură de pe pereți teava metalica calcar și alți posibili contaminanți, prin urmare, un astfel de dispozitiv rareori trebuie curățat. Desigur, sistemul de încălzire trebuie protejat de acești contaminanți cu un filtru mecanic.

Bobina de inducție încălzește metalul (țeavă sau bucăți de sârmă) plasate în interiorul acesteia folosind curenți turbionari de înaltă frecvență, contactul nu este necesar

Contactul constant cu apa minimizează, de asemenea, probabilitatea de ardere a încălzitorului, care este o problemă destul de comună pentru cazanele tradiționale cu elemente de încălzire. În ciuda vibrațiilor, centrala este extrem de silențioasă, izolare fonică suplimentară la locul de instalare a dispozitivului nu este necesar.

Mai mult cazane cu inductie sunt bune prin faptul că nu se scurg aproape niciodată, decât dacă instalarea sistemului este făcută corect. Aceasta este o calitate foarte valoroasă pentru, deoarece elimină sau reduce semnificativ probabilitatea unor situații periculoase.

Absența scurgerilor se datorează metodei fără contact de transfer a energiei termice către încălzitor. Lichidul de răcire folosind tehnologia descrisă mai sus poate fi încălzit aproape până la o stare de vapori.

Aceasta asigură o convecție termică suficientă pentru a stimula mișcarea eficientă a lichidului de răcire prin țevi. În cele mai multe cazuri, sistemul de încălzire nu va trebui să fie echipat cu o pompă de circulație, deși totul depinde de caracteristicile și aspectul unui anumit sistem de încălzire.

Concluzii și video util pe această temă

Rola #1. O prezentare generală a principiilor încălzirii prin inducție:

Rola #2. O varianta interesanta fabricarea încălzitorului cu inducție:

Pentru a instala un încălzitor cu inducție, nu trebuie să obțineți permisiunea autorităților de reglementare, modelele industriale ale unor astfel de dispozitive sunt destul de sigure, sunt potrivite atât pentru o casă privată, cât și pentru apartament obișnuit. Dar proprietarii de unități de casă nu ar trebui să uite de siguranță.

Încălzirea prin inducție este incalzire electrica folosind inducția electromagnetică. Dacă în interiorul unei bobine este plasat un obiect din material conductiv electric, prin înfășurarea căreia trece un curent alternativ, curenți turbionari sunt induși în obiectul introdus în cavitatea bobinei printr-un câmp magnetic alternativ. De fapt, vorbim despre un transformator în care înfășurarea secundară este o piesă de prelucrat (înfășurare în scurtcircuit) iar înfășurarea primară este o bobină, care în încălzitoarele cu inducție se numește inductor. Curenții turbionari încălzesc obiectul încorporat (piesa de prelucrat). Căldura este furnizată piesei de prelucrat printr-un câmp magnetic alternativ, și nu printr-un gradient de temperatură, ca în cazul încălzirii indirecte, și are loc direct în piesa de prelucrat. Orice altceva în jur poate fi rece. Acesta este un avantaj semnificativ al încălzirii prin inducție.

Căldura din piesa de prelucrat nu este generată uniform pe întreaga secțiune transversală. De exemplu: la încălzirea unei piese de prelucrat cilindrice, cea mai mare densitate de curent va fi la suprafață, iar spre mijloc scade aproximativ exponențial. Acest fenomen se numește efect de piele.

Adâncimea la care densitatea de curent scade la valoarea lui J o /e, adică cu 0,368 din densitatea la suprafață, se numește adâncimea de penetrare δ

ω = 2πf frecvență unghiulară, f - frecvență
ρ rezistivitate materialul piesei de prelucrat
µ o permeabilitate la vid (4π x 10-7Hm-1)
µ r este permeabilitatea specifică a materialului piesei de prelucrat.

În practică, este recomandabil să corectați acest raport:

Într-un strat de suprafață cu grosimea unei adâncimi de penetrare, se generează 86,5% din toată căldura, într-un strat de două adâncimi de penetrare δ 98%, într-un strat de 3δ 99,8% (se referă la un cilindru cu un diametru mai mare de 8 δ). ).

Evident, adâncimea de penetrare depinde de frecvența curentului inductor și de rezistivitatea și permeabilitatea relativă a materialului piesei de prelucrat la Temperatura de Operare spatii libere.

Pentru claritate, oferim adâncimea de penetrare a cuprului și a oțelului carbon (mm):

frecvență	50	500	1000	2000	4000	8000	10000	20000	50000
cupru 40°C	10	3,2	2,3	1,6	1,1	0,8	0,7	0,5	0,3
otel 1200°C	78	25	17,5	12,3	8,6	6,2	5,5	3,9	2,5

Din punct de vedere al costurilor operaționale, eficiența încălzirii este de interes. Aproximativ, randamentul η poate fi estimat folosind relatia

D diametrul interior al bobinei inductorului
d diametrul piesei de prelucrat
δ adâncimea de penetrare
ρ 1 rezistența specifică a materialului inductor
ρ 2 rezistivitatea materialului piesei de prelucrat
µ r este permeabilitatea relativă a materialului piesei de prelucrat.

Eficiența scade pe măsură ce raportul D/d crește, deoarece cuplarea câmpului magnetic inductor la piesa de prelucrat scade. Prin urmare, nu este avantajos să folosiți un singur inductor pentru o gamă largă de diametre ale piesei de prelucrat. De asemenea, eficiența scade pe măsură ce raportul δ/d crește. O valoare scăzută a δ/d este utilizată, de exemplu, pentru întărirea suprafeței, în care are loc un proces rapid de încălzire și apoi se răcește un strat subțire de suprafață.

Pentru turnare (forjare) este necesar ca materialul să fie încălzit cât mai uniform posibil. Prin urmare, este selectată o încălzire mai lentă, astfel încât căldura să se poată dispersa în mijlocul piesei de prelucrat. O creștere a adâncimii de penetrare contribuie, de asemenea, la uniformitatea încălzirii. Se alege un compromis de frecvență pentru a obține încălzirea necesară cu o eficiență bună a transferului de energie de la inductor la piesa de prelucrat.

Practica a arătat că pentru încălzirea oțelului carbon până la 1200°C, următoarea gamă de dimensiuni de piese de prelucrat este economică:

frecvență	diametrul piesei de prelucrat [mm]	latura dreptunghiulara [mm]
50	200-600	180-550
250	90-250	80-225
500	65-180	60-160
1000	50-140	45-125
2000	35-100	30-80
4000	22-65	20-60
8000	16-50	15-45
10000	15-40	14-35
20000	10-30	9-25

Pentru o piesă de prelucrat plată, grosimea anvelopei ar trebui să fie mai mare de 2,5 ori adâncimea de penetrare. Cu o grosime mică, apare așa-numita permeabilitate și efectul de încălzire este redus, lucru care trebuie luat în considerare la alegerea echipamentului.

Pentru a alimenta inductorul la o frecvență mai mare decât în rețeaua de distribuție (50 Hz), se folosesc convertoare statice de frecvență - tiristor sau tranzistor.

G. Hoteborg produce convertoare de frecventa cu tiristoare de la 25 la 1200 kW cu o frecventa de pana la 8 kHz si cu tranzistoare de pana la 200 kW cu o frecventa de pana la 25 kHz.

Încălzirea prin inducție vă permite să stabilizați bine temperatura obiectelor încălzite. Automatele programabile liber sunt utilizate în principal pentru a controla procesul. Temperatura în majoritatea cazurilor este măsurată printr-o metodă fără contact - pirometre. La încălzirea aluminiului și aliajelor sale, se folosesc și termocupluri.

Unul dintre avantajele încălzirii prin inducție este posibilitatea de mecanizare a acesteia și, în unele cazuri, de automatizare. Acesta din urmă reduce nevoia de muncă umană și este pur și simplu necesar pentru echipamente foarte puternice.

În practică, încălzirea prin inducție este utilizată în următoarele domenii:

pentru turnare - posibil cea mai largă gamă de aplicații, chiar și încălzirea piesei de prelucrat este importantă
pentru topirea fierului şi metale de fier, cu frecvență joasă și medie
pentru călirea suprafeței - , Choteboř cooperează și cu tehnologii invitați în producția de echipamente pentru călire
pentru lipire – între lipite Părți metalice se introduce lipirea, piesele sunt plasate în inductor și lipirea este topită
pentru presare la cald - folosit dilatare termică metale
tehnologii speciale - sudare, plasmă, topire în vid, menținerea temperaturii sticlei topite. Orașul Choteborz nu s-a ocupat încă de aceste tehnologii.

Relevanţă

PF 2019

14.12.2018 Vă mulțumim pentru cooperarea dumneavoastră în 2018 și vă doresc mult succes în viața profesională și personală în Noul 2019. La mulți ani 2019 și urări de Crăciun fericit ROBOTERM Chotěboř!

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Există sau referințe externe în acest articol sau secțiune, dar sursele declarațiilor individuale rămân neclare din cauza lipsei notelor de subsol.

Istoricul încălzirii prin inducție

Descoperirea inducției electromagnetice în 1831 îi aparține lui Faraday. Când un conductor se mișcă în câmpul unui magnet, în el este indus un EMF, la fel ca atunci când se mișcă un magnet, ale cărui linii de forță intersectează circuitul conductor. Curentul din circuit se numește indus. Invențiile multor dispozitive se bazează pe legea inducției electromagnetice, inclusiv pe cele determinante - generatoare și transformatoare care generează și distribuie energie electrica, care este baza fundamentală a întregii industrii electrice.

În 1841, James Joule (și independent Emil Lenz) a formulat o estimare cantitativă a efectului termic al curentului electric: „Puterea căldurii degajată pe unitatea de volum a mediului în timpul fluxului de curent electric este proporțională cu produsul densității curentul electric și mărimea intensității câmpului electric” (legea lui Joule – Lenz). Efectul termic al curentului indus a dat naștere la căutarea unor dispozitive de încălzire fără contact a metalelor. Primele experimente privind încălzirea oțelului folosind curent inductiv au fost făcute de E. Colby în SUA.

Primul care funcționează cu succes așa-numitul. Cuptorul cu inducție cu canal pentru topirea oțelului a fost construit în 1900 de Benedicks Bultfabrik din Gysing, Suedia. În revista respectabilă de atunci „INGINERUL” din 8 iulie 1904 a apărut celebrul, unde inventatorul suedez inginerul F. A. Kjellin vorbește despre dezvoltarea sa. Cuptorul era alimentat de un transformator monofazat. Topirea a fost efectuată într-un creuzet sub formă de inel, metalul din acesta era înfășurarea secundară a unui transformator alimentat de un curent de 50-60 Hz.

Primul cuptor de 78 kW a fost pus în funcțiune pe 18 martie 1900 și s-a dovedit a fi foarte neeconomic, deoarece capacitatea de topire era de numai 270 kg de oțel pe zi. Următorul cuptor a fost fabricat în noiembrie același an cu o capacitate de 58 kW și o capacitate de 100 kg pentru oțel. Cuptorul a arătat o rentabilitate ridicată, capacitatea de topire a fost de la 600 la 700 kg de oțel pe zi. Cu toate acestea, uzura căptușelii din cauza fluctuațiilor termice s-a dovedit a fi la un nivel inacceptabil, iar schimbările frecvente ale căptușelii au redus eficiența rezultată.

Inventatorul a ajuns la concluzia că pentru performanța maximă de topire este necesar să se lase o parte semnificativă a topiturii în timpul descărcării, ceea ce evită multe probleme, inclusiv uzura căptușelii. Această metodă de topire a oțelului cu un reziduu, care a început să fie numită „mlaștină”, a supraviețuit până în zilele noastre în unele industrii în care se folosesc cuptoare de mare capacitate.

În mai 1902, a fost pus în funcțiune un cuptor îmbunătățit semnificativ, cu o capacitate de 1800 kg, scurgerea era de 1000–1100 kg, soldul era de 700–800 kg, puterea era de 165 kW, capacitatea de topire a oțelului putea ajunge până la 4100. kg pe zi! Acest rezultat de consum de energie de 970 kWh/t impresionează prin eficiența sa, care nu este cu mult inferioară productivității moderne de aproximativ 650 kWh/t. Conform calculelor inventatorului, dintr-un consum de putere de 165 kW, 87,5 kW au intrat în pierderi, utile putere termala a fost de 77,5 kW, sa obținut o eficiență totală foarte mare de 47%. Rentabilitatea este explicată de designul inelului creuzetului, care a făcut posibilă realizarea unui inductor multi-turn cu curent scăzut și tensiune înaltă - 3000 V. Cuptoarele moderne cu creuzet cilindric sunt mult mai compacte, necesită mai puține investiții de capital, sunt mai ușor să funcționeze, echipat cu multe îmbunătățiri peste o sută de ani de dezvoltare a acestora, dar eficiența este crescută nesemnificativ. Adevărat, inventatorul în publicația sa a ignorat faptul că electricitatea este plătită nu pentru puterea activă, ci pentru puterea maximă, care la o frecvență de 50-60 Hz este de aproximativ de două ori mai mare decât puterea activă. Și în cuptoarele moderne putere reactiva compensat de o bancă de condensatoare.

Cu invenția sa, inginerul F. A. Kjellin a pus bazele dezvoltării cuptoarelor industriale cu canale pentru topirea metalelor neferoase și a oțelului în țările industriale din Europa și America. Tranziția de la cuptoarele cu canal de 50-60 Hz la cuptoarele moderne cu creuzet de înaltă frecvență a durat între 1900 și 1940.

Principiul de funcționare

Încălzirea prin inducție este încălzirea materialelor prin curenți electrici care sunt induși de un câmp magnetic alternativ. Prin urmare, aceasta este încălzirea produselor din materiale conductoare (conductoare) de către câmpul magnetic al inductorilor (surse ale unui câmp magnetic alternant).

Încălzirea prin inducție se realizează după cum urmează. O piesă de prelucrat conductoare electric (metal, grafit) este plasată în așa-numitul inductor, care este una sau mai multe spire de sârmă (cel mai adesea cupru). Curenți puternici sunt induși în inductor folosind un generator special frecventa diferita(de la zeci de Hz la câțiva MHz), în urma căruia apare un câmp electromagnetic în jurul inductorului. Câmpul electromagnetic induce curenți turbionari în piesa de prelucrat. Curenții turbionari încălzesc piesa de prelucrat sub acțiunea căldurii Joule.

Sistemul inductor-blank este un transformator fără miez, în care inductorul este înfășurarea primară. Piesa de prelucrat este, parcă, o înfășurare secundară, scurtcircuitată. Fluxul magnetic dintre înfășurări se închide în aer.

La o frecvență înaltă, curenții turbionari sunt deplasați de câmpul magnetic format de aceștia în straturi subțiri ale suprafeței piesei de prelucrat Δ (efectul pielii), în urma căruia densitatea lor crește brusc, iar piesa de prelucrat este încălzită. Straturile subiacente ale metalului sunt încălzite datorită conductivității termice. Nu curentul este important, ci densitatea mare de curent. În stratul de piele Δ, densitatea de curent crește în de ori față de densitatea de curent din piesa de prelucrat, în timp ce 86,4% din căldura de la eliberarea totală de căldură este eliberată în stratul de piele. Adâncimea stratului de piele depinde de frecvența radiațiilor: cu cât frecvența este mai mare, cu atât stratul de piele este mai subțire. De asemenea, depinde de permeabilitatea magnetică relativă μ a materialului piesei de prelucrat.

Pentru fier, cobalt, nichel și aliaje magnetice la temperaturi sub punctul Curie, μ are o valoare de la câteva sute la zeci de mii. Pentru alte materiale (topite, metale neferoase, eutectice lichide cu punct de topire scăzut, grafit, ceramică conductoare de electricitate etc.), μ este aproximativ egal cu unu.

Formula pentru calcularea adâncimii pielii în mm:

$\Delta=10^3 \sqrt(\frac(\rho)(\mu\mu_0\pi f))$ ,

Unde μ 0 = 4π⋅10 −7 - constantă magnetică H/m, ρ - specifice rezistență electrică materialul piesei de prelucrat la temperatura de prelucrare, Ohm * m, f- frecvența câmpului electromagnetic generat de inductor, Hz.

De exemplu, la o frecvență de 2 MHz, adâncimea pielii pentru cupru este de aproximativ 0,25 mm, pentru fier ≈ 0,001 mm.

Inductorul devine foarte fierbinte în timpul funcționării, deoarece își absoarbe propria radiație. În plus, absoarbe radiația termică de la o piesă fierbinte. Faceți inductori din tuburi de cupru răcit cu apă. Apa este furnizată prin aspirație - aceasta asigură siguranța în cazul unei arsuri sau a unei alte depresuriri a inductorului.

Aplicație

Topirea, lipirea și sudarea metalelor fără contact ultra-curate.
Obținerea de prototipuri de aliaje.
Îndoirea și tratarea termică a pieselor mașinii.
Afaceri cu bijuterii.
Prelucrarea pieselor mici care pot fi deteriorate de încălzirea cu flacără sau arc.
Întărirea suprafeței.
Întărirea și tratarea termică a pieselor de formă complexă.
Dezinfectarea instrumentelor medicale.
Pulverizare și încălzire în continuare ( activare și antrenament) catod în timpul producției de dispozitive electronice cu vid.

Avantaje

Încălzirea de mare viteză sau topirea oricărui material conductiv electric.
Încălzirea este posibilă în atmosferă de gaz protectoare, într-un mediu oxidant (sau reducător), în lichid, în vid.
Încălzirea prin pereții unei camere de protecție din sticlă, ciment, materiale plastice, lemn - aceste materiale absorb radiațiile electromagnetice foarte slab și rămân reci în timpul funcționării instalației. Se încălzește numai materialul electric conductor - metal (inclusiv topit), carbon, ceramică conductoare, electroliți, metale lichide etc. De exemplu, interiorul unui tub radio poate fi încălzit pentru degazare direct printr-un balon de sticlă.
Datorită forțelor MHD emergente, metalul lichid este amestecat intens, până la menținerea în suspensie în aer sau gaz protector - așa se obțin aliaje ultrapure în cantități mici (topirea prin levitare, topirea în creuzet electromagnetic).
Deoarece încălzirea se realizează prin intermediul radiatie electromagnetica, nu există nicio poluare a piesei de prelucrat de către produsele de ardere ai pistolului în cazul încălzirii cu flacără cu gaz, sau de materialul electrodului în cazul încălzirii cu arc. Plasarea probelor într-o atmosferă de gaz inert și de mare vitezăîncălzirea va elimina formarea de calcar.
Fără poluare a aerului, deoarece nu există produse de ardere. Instalațiile mici de încălzire prin inducție pot fi operate într-o încăpere închisă și slab ventilată, nedotată cu prin mijloace speciale ventilatie si hote (garaje, mici ateliere casnice, pivnite).
Ușurință în utilizare datorită dimensiunii reduse a inductorului.
Inductorul poate fi realizat într-o formă specială - acest lucru va face posibilă încălzirea uniformă a părților unei configurații complexe pe întreaga suprafață, fără a duce la deformarea sau neîncălzirea locală a acestora.
Este ușor de realizat încălzire locală și selectivă.
Deoarece încălzirea este cea mai intensă în straturile superioare subțiri ale piesei de prelucrat, iar straturile de dedesubt sunt încălzite mai lent datorită conductivității termice, metoda este ideală pentru întărirea suprafeței pieselor (miezul piesei rămâne vâscos).
Automatizare ușoară a echipamentelor și a liniilor de producție a transportoarelor. Ușor de gestionat ciclurile de încălzire și răcire. Reglarea simplă și menținerea temperaturii, stabilizarea puterii, alimentarea și îndepărtarea pieselor de prelucrat.

Defecte

Complexitatea sporită a echipamentelor, necesită personal calificat pentru proiectarea instalațiilor, montarea și repararea acestora.
În cazul unei coordonări slabe a inductorului cu piesa de prelucrat, este necesară o putere de încălzire mai mare decât în cazul utilizării elementelor de încălzire pentru aceeași sarcină, arcuri electrice si bobine de incalzire electrica.
Este necesară o sursă puternică de energie electrică pentru alimentarea instalației de încălzire prin inducție, precum și o pompă și un rezervor de lichid de răcire pentru a răci inductorul (răcitorul de lichid), care este posibil să nu fie disponibile pe teren. În acest caz, utilizarea, de exemplu, a arzătoarelor pe gaz este mai justificată.
In ciuda faptului ca mărime mică inductor, unitatea de încălzire prin inducție în ansamblu este destul de voluminoasă și cu mobilitate redusă și este mai potrivită pentru instalarea staționară în interior decât pentru lucrul pe teren.

Încălzire prin levitare

Dispozitive de încălzire prin inducție

Generatoare de curent cu inducție

Inductorul de încălzire este un inductor care face parte din circuitul oscilator de lucru cu o bancă de condensatoare compensatoare. Construirea circuitului se realizează fie cu ajutorul tuburilor electronice, fie cu ajutorul cheilor electronice semiconductoare. La instalațiile cu o frecvență de funcționare de până la 300 kHz se folosesc invertoare pe ansambluri IGBT sau tranzistoare MOSFET. Astfel de instalații sunt proiectate pentru încălzirea pieselor mari. Pentru încălzirea pieselor mici se folosesc frecvențe înalte (până la 5 MHz, gama undelor medii și scurte), se construiesc instalații de înaltă frecvență pe tuburi electronice.

De asemenea, pentru încălzirea pieselor mici, instalațiile de înaltă frecvență sunt construite pe tranzistoare MOSFET pentru frecvențe de funcționare de până la 1,7 MHz. Controlul și protejarea tranzistorilor la frecvențe mai mari prezintă anumite dificultăți, așa că setările de frecvență mai înaltă sunt încă destul de costisitoare.

Inductorul pentru încălzirea pieselor mici este mic și are o inductanță mică, ceea ce duce la o scădere a factorului de calitate al circuitului oscilator de lucru la frecvențe joase și o scădere a eficienței și, de asemenea, prezintă un pericol pentru oscilatorul principal (la frecvențe joase). , rezistența inductivă a inductorului (bobina circuitului oscilator) este mică și scurtcircuitul în bobină (inductor). Factorul de calitate al circuitului oscilator este proporțional cu L / C, circuitul oscilator cu un factor de calitate scăzut este foarte slab „pompat” cu energie. Pentru a crește factorul de calitate al circuitului oscilator, se folosesc două moduri:

Creșterea frecvenței de funcționare, ceea ce duce la complexitatea și costul instalației;
Utilizarea inserțiilor feromagnetice în inductor; lipirea inductorului cu panouri din material feromagnetic.

Deoarece inductorul funcționează cel mai eficient la frecvențe înalte, încălzirea prin inducție a primit aplicație industrială după dezvoltarea și începerea producției de lămpi puternice generatoare. Înainte de Primul Război Mondial, încălzirea prin inducție era de utilizare limitată. Pe atunci se foloseau ca generatoare mașini de înaltă frecvență (lucrări V.P. Vologdin) sau instalații de descărcare prin scânteie.

Circuitul generator poate fi, în principiu, orice (multivibrator, generator RC, generator cu excitație independentă, diverse generatoare de relaxare) care funcționează la o sarcină sub formă de bobină inductor și având suficientă putere. De asemenea, este necesar ca frecvența de oscilație să fie suficient de mare.

De exemplu, pentru a „taia” un fir de oțel cu diametrul de 4 mm în câteva secunde, este necesară o putere oscilativă de cel puțin 2 kW la o frecvență de cel puțin 300 kHz.

Schema este selectată după următoarele criterii: fiabilitate; stabilitatea fluctuațiilor; stabilitatea puterii eliberate în piesa de prelucrat; ușurință de fabricație; ușurință de configurare; număr minim de piese pentru a reduce costurile; utilizarea unor piese care în total dau o reducere a greutății și dimensiunilor etc.

Timp de multe decenii, un generator inductiv în trei puncte a fost folosit ca generator de oscilații de înaltă frecvență (generator Hartley, un generator cu feedback autotransformator, un circuit bazat pe un divizor de tensiune în buclă inductivă). Acesta este un circuit de alimentare paralel cu autoexcitare pentru anod și un circuit selectiv de frecvență realizat pe un circuit oscilant. A fost folosit cu succes și continuă să fie folosit în laboratoare, ateliere de bijuterii, întreprinderile industriale, precum și în practica amatorilor. De exemplu, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, pe astfel de instalații a fost efectuată întărirea suprafeței rolelor tancului T-34.

Trei puncte dezavantaje:

Eficiență scăzută (mai puțin de 40% atunci când utilizați o lampă).
O abatere puternică de frecvență în momentul încălzirii pieselor de prelucrat din materiale magnetice deasupra punctului Curie (≈700 °C) (modificări μ), care modifică adâncimea stratului de piele și schimbă în mod imprevizibil modul de tratament termic. Atunci când se tratează termic părți critice, acest lucru poate fi inacceptabil. De asemenea, instalațiile RF puternice trebuie să funcționeze într-o gamă îngustă de frecvențe permise de Rossvyazokhrankultura, deoarece cu ecranare slabă sunt de fapt transmițătoare radio și pot interfera cu transmisiile de televiziune și radio, serviciile de coastă și de salvare.
Când semifabricatele sunt schimbate (de exemplu, de la mai mici la cele mai mari), inductanța sistemului inductor-blank se schimbă, ceea ce duce și la o modificare a frecvenței și adâncimii stratului de piele.
La schimbarea inductoarelor cu o singură tură cu cele cu mai multe ture, cu altele mai mari sau mai mici, se modifică și frecvența.

Sub conducerea lui Babat, Lozinsky și alți oameni de știință, au fost dezvoltate circuite generatoare cu două și trei bucle cu o eficiență mai mare (până la 70%), precum și o reținere mai bună. frecventa de operare. Principiul acțiunii lor este următorul. Datorită utilizării circuitelor cuplate și slăbirii conexiunii dintre ele, o modificare a inductanței circuitului de lucru nu implică o schimbare puternică a frecvenței circuitului de setare a frecvenței. Emițătoarele radio sunt construite după același principiu.

Generatoarele moderne de înaltă frecvență sunt invertoare bazate pe ansambluri IGBT sau tranzistoare MOSFET de mare putere, realizate de obicei conform schemei punte sau semi punte. Funcționează la frecvențe de până la 500 kHz. Porțile tranzistoarelor sunt deschise folosind un sistem de control cu microcontroler. Sistemul de control, în funcție de sarcină, vă permite să mențineți automat:

frecvență constantă;
putere constantă eliberată în piesa de prelucrat;
eficienta maxima.

De exemplu, atunci când un material magnetic este încălzit deasupra punctului Curie, grosimea stratului de piele crește brusc, densitatea curentului scade și piesa de prelucrat începe să se încălzească mai rău. dispar de asemenea proprietăți magnetice materialul și procesul de inversare a magnetizării se oprește - piesa de prelucrat începe să se încălzească mai rău.

Problema încălzirii prin inducție a pieselor de prelucrat din materiale magnetice: Dacă invertorul pentru încălzire prin inducție nu este un auto-oscilator, nu are un circuit de auto-tuning și funcționează de la un oscilator master extern (la o frecvență apropiată de frecvența de rezonanță a circuitului oscilator „inductor - banca de condensatoare compensatoare”). În momentul în care o piesă de prelucrat din material magnetic este introdusă în inductor (dacă dimensiunile piesei de prelucrat sunt suficient de mari și proporționale cu dimensiunile inductorului), inductanța inductorului crește brusc, ceea ce duce la o scădere bruscă a rezonanței naturale. frecvența circuitului oscilator și abaterea acestuia de la frecvența oscilatorului principal. Circuitul iese din rezonanță cu oscilatorul principal, ceea ce duce la o creștere a rezistenței sale și la o scădere bruscă a puterii transmise piesei de prelucrat. Dacă puterea unității este controlată de o sursă de alimentare externă, atunci reacția naturală a operatorului este de a crește tensiunea de alimentare a unității. Când piesa de prelucrat este încălzită până la punctul Curie, proprietățile sale magnetice dispar, frecvența naturală a circuitului oscilator revine la frecvența oscilatorului principal. Rezistența circuitului scade brusc, consumul de curent crește brusc. Dacă operatorul nu are timp să elimine tensiunea de alimentare crescută, unitatea se supraîncălzește și se defectează. Dacă unitatea este echipată sistem automat control, atunci sistemul de control trebuie să monitorizeze trecerea prin punctul Curie și să reducă automat frecvența oscilatorului principal, ajustând-o la rezonanță cu circuitul oscilator (sau să reducă puterea furnizată dacă modificarea frecvenței este inacceptabilă).

Dacă materialele nemagnetice sunt încălzite, atunci cele de mai sus nu contează. Introducerea unei piese de prelucrat dintr-un material nemagnetic în inductor practic nu schimbă inductanța inductorului și nu schimbă frecvența de rezonanță a circuitului oscilator de lucru și nu este nevoie de un sistem de control.

Dacă dimensiunile piesei de prelucrat sunt mult mai mici decât dimensiunile inductorului, atunci nu modifică prea mult rezonanța circuitului de lucru.

plite cu inducție

Plita cu inductie- aragaz electric de bucatarie, care incalzeste ustensilele metalice cu curenti turbionari indusi creati de un camp magnetic de inalta frecventa, cu o frecventa de 20-100 kHz.

O astfel de sobă are o eficiență mai mare în comparație cu elementele de încălzire ale sobelor electrice, de vreme ce mai putina caldura merge sa incalzeasca carcasa si, in plus, nu exista perioada de accelerare si racire (atunci cand energia generata, dar neabsorbita de vase, este irosita).

Cuptoare de topire cu inducție

Cuptoare de topire cu inducție (fără contact) - cuptoare electrice pentru topirea metalelor, în care încălzirea are loc din cauza curenților turbionari care apar într-un creuzet metalic (și metal), sau numai în metal (dacă creuzetul nu este din metal; această metodă de încălzire este mai eficientă dacă creuzetul este slab izolat).

Remarci

Inductorul trebuie plasat cât mai aproape de piesa de prelucrat, dacă este posibil. Acest lucru nu numai că crește densitatea câmpului electromagnetic în apropierea piesei de prelucrat (proporțional cu pătratul distanței), dar crește și factorul de putere Cos(φ).
Creșterea frecvenței reduce dramatic factorul de putere (proporțional cu cubul frecvenței).
La încălzirea materialelor magnetice căldură suplimentară se eliberează și datorită inversării magnetizării, încălzirea lor este mult mai eficientă (până la punctul Curie).
La calcularea inductorului, este necesar să se țină cont de inductanța anvelopelor care duc la inductor, care poate fi mult mai mare decât inductanța inductorului în sine (dacă inductorul este realizat sub forma unei singure spire de diametru mic sau chiar o parte dintr-o viraj - un arc).
Uneori, transmițătoare radio puternice scoase din funcțiune erau folosite ca generator de înaltă frecvență, unde circuitul antenei a fost înlocuit cu un inductor de încălzire.
Încălzirea prin inducție poate fi efectuată în apă, chiar sărată. Deoarece ionii sărurilor dizolvați în apă sunt grei și au o inerție mare, câmpul electromagnetic de înaltă frecvență nu îi poate „agita”, iar apa poluată nu se încălzește.

Vezi si

Scrieți o recenzie la articolul „Încălzire prin inducție”

Legături

Literatură

Babat G. I., Svenchansky A. D. Cuptoare electrice industriale. - M .: Gosenergoizdat, 1948. - 332 p.
Burak Ya. I., Ogirko I. V.Încălzirea optimă a unei carcase cilindrice cu caracteristici dependente de temperatură ale materialului // Mat. metode si fiz.-mekh. câmpuri. - 1977. - Emisiune. 5 . - S. 26-30.
Vasiliev A.S. Generatoare de lampi pentru incalzire de inalta frecventa. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 p. - (Biblioteca de termist de înaltă frecvență; Numărul 15). - 5300 de exemplare. - ISBN 5-217-00923-3.
Vlasov V. F. Curs de inginerie radio. - M .: Gosenergoizdat, 1962. - 928 p.
Izyumov N. M., Linde D. P. Fundamentele ingineriei radio. - M .: Gosenergoizdat, 1959. - 512 p.
Lozinsky M. G. Aplicație industrialăîncălzire prin inducție. - M .: Editura Academiei de Științe a URSS, 1948. - 471 p.
Utilizarea curenților de înaltă frecvență în electrotermie / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 p.
Slukhotsky A. E. Inductori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 12). - 10.000 de exemplare. - ISBN 5-217-00571-8.
Vogel A. A. Metoda de inducție pentru menținerea metalelor lichide în suspensie / Ed. A. N. Shamova. - Ed. a II-a, corectată. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 11). - 2950 de exemplare. - ISBN 5-217-00572-6.

Un fragment care caracterizează încălzirea prin inducție

- Păi, contesă! Ce va fi saute au madere [sote în Madeira] de cocoș de cocoș, ma chere! Am incercat; Am dat o mie de ruble pentru Taraska nu degeaba. Cheltuieli!
Se aşeză lângă soţia lui, sprijinindu-şi curajos mâinile pe genunchi şi ciufulindu-şi părul cărunt.
- Ce vrei, contesa?
- Uite ce, prietene - ce ai murdar aici? spuse ea, arătând spre vestă. „Asta e sot, corect”, a adăugat ea zâmbind. - Iată chestia, conte: am nevoie de bani.
Fața ei a devenit tristă.
- O, contesă!...
Iar contele începu să se frământe, scoțându-și portofelul.
- Am nevoie de multe, conte, am nevoie de cinci sute de ruble.
Iar ea, scoțând o batistă cambrică, a frecat cu ea vesta soțului ei.
- Acum. Hei, cine e acolo? a strigat cu o voce pe care doar oamenii o strigă, încrezător că cei pe care îi cheamă se vor grăbi cu capul înainte la chemarea lor. - Trimite-mi pe Mitenka!
Mitenka, acel fiu nobil, crescut de conte, care se ocupa acum de toate treburile lui, a intrat în cameră cu pași liniștiți.
— Asta e, draga mea, îi spuse contele tânărului respectuos care a intrat. „Adu-mă…”, gândi el. - Da, 700 de ruble, da. Da, uite, să nu aduci așa rupte și murdare ca atunci, ci bune, pentru contesa.
— Da, Mitenka, vă rog, curate, spuse contesa, oftând tristă.
„Excelența voastră, când doriți să vă livrez?” spuse Mitenka. „Dacă vă rog să știți că... Totuși, nu vă faceți griji”, a adăugat el, observând că contele începuse deja să respire greu și repede, ceea ce era întotdeauna un semn de furie incipientă. - Am fost și am uitat... Vei comanda să livrezi acest minut?
- Da, da, atunci adu-l. Dă-i-o contesei.
„Ce aur am acest Mitenka”, a adăugat contele zâmbind, când tânărul a plecat. - Nu există imposibil. Nu pot suporta. Totul este posibil.
„Ah, bani, numără, bani, câtă durere provoacă în lume!” spuse contesa. „Am mare nevoie de acești bani.
— Dumneavoastră, contesă, sunteți o binecunoscută vânătoare, spuse contele și, sărutându-i mâna soției, se întoarse în birou.
Când Anna Mikhailovna s-a întors din nou de la Bezukhoy, contesa avea deja bani, toți în hârtie nou-nouță, sub o batistă pe masă, iar Anna Mikhailovna a observat că contesa era cumva tulburată.
- Păi, prietene? întrebă contesa.
O, în ce stare groaznică se află! Nu-l poți recunoaște, e atât de rău, atât de rău; Am stat un minut și nu am spus două cuvinte...
„Annette, pentru numele lui Dumnezeu, nu mă refuza”, a spus deodată contesa roșind, ceea ce era atât de ciudat cu chipul ei de vârstă mijlocie, subțire și importantă, scoțând bani de sub batistă.
Anna Mikhaylovna a înțeles imediat care era problema și s-a aplecat deja să o îmbrățișeze cu dibăcie pe contesa la momentul potrivit.
- Iată-l pe Boris de la mine, pentru că a cusut o uniformă...
Anna Mihailovna o îmbrățișa deja și plângea. Contesa plângea și ea. Au plâns că sunt prietenoși; și că sunt amabili; și că ele, iubitele tinereții, sunt ocupate cu un subiect atât de scăzut - banii; și că tinerețea lor trecuse... Dar lacrimile amândurora erau plăcute...

Contesa Rostova stătea cu fiicele ei și deja cu un număr mare de invitați în salon. Contele ia introdus pe oaspeții bărbați în biroul său, oferindu-le colecția de pipe turcești a vânătorului său. Din când în când ieșea și întreba: a venit ea? O așteptau pe Marya Dmitrievna Akhrosimova, supranumită în societate le terrible dragon, [un dragon groaznic], o doamnă renumită nu pentru bogăție, nu pentru onoruri, ci pentru sinceritatea sufletească și simplitatea sinceră a adresei. Maria Dmitrievna era cunoscută de familia regală, toată Moscova și tot Sankt Petersburgul știau, iar ambele orașe, surprinse de ea, râdeau în secret de grosolănia ei, spuneau glume despre ea; totuși toți, fără excepție, o respectau și se temeau de ea.
În birou, plin de fum, s-a vorbit despre războiul care a fost declarat prin manifest, despre recrutare. Nimeni nu a citit încă Manifestul, dar toată lumea știa despre aspectul lui. Contele stătea pe un pouf între doi vecini fumători și vorbitori. Contele însuși nu fuma și nici nu vorbea, dar înclinând capul, acum într-o parte, apoi în cealaltă, privea cu vădită plăcere la fumători și ascultă conversația celor doi vecini ai săi, pe care îi punea unul împotriva celuilalt.
Unul dintre vorbitori era un civil, cu fața ridată, bilioasă și bărbierită, subțire, un bărbat care se apropia deja de bătrânețe, deși îmbrăcat ca cel mai la modă tânăr; stătea cu picioarele pe otomanul cu vedere persoana de acasăși, în lateral, vârându-și chihlimbarul departe în gură, a tras impulsiv fumul și și-a înșurubat ochii. Era bătrânul burlac Shinshin, vărul contesei, o limbă rea, așa cum se spunea despre el în saloanele de la Moscova. Părea să fie condescendent față de interlocutorul său. Un alt, proaspăt, roz, ofițer de gardă, impecabil spălat, nastuit și pieptănat, ținea chihlimbarul la mijlocul gurii și cu buzele roz scotea ușor fumul, eliberându-l în bucle din gura lui frumoasă. Era acel locotenent Berg, un ofițer al regimentului Semyonovsky, cu care Boris a mers împreună la regiment și cu care Natasha o tachina pe Vera, contesa senior, numindu-și Berg logodnicul ei. Contele stătea între ei și ascultă cu atenție. Cea mai plăcută ocupație pentru conte, cu excepția jocului de boston, de care îi plăcea foarte mult, era poziția ascultătorului, mai ales când a reușit să pună doi interlocutori vorbăreți.
„Ei bine, tată, mon tres onorabil [cel mai respectat] Alfons Karlych”, a spus Shinshin, chicotind și combinând (care era particularitatea discursului său) cele mai populare expresii rusești cu expresii franțuzești rafinate. - Vous comptez vous faire des rentes sur l "etat, [Te aștepți să ai venituri din trezorerie,] vrei să primești venituri de la companie?
- Nu, Piotr Nikolaevici, vreau doar să arăt că în cavalerie sunt mult mai puține avantaje împotriva infanteriei. Acum, ia în considerare, Piotr Nikolaitch, poziția mea...
Berg vorbea întotdeauna foarte precis, calm și politicos. Conversația lui l-a vizat întotdeauna numai pe el; tăcea mereu calm în timp ce vorbea despre ceva care nu avea nicio legătură directă cu el. Și putea rămâne tăcut în acest fel câteva ore, fără să experimenteze sau să producă în alții cea mai mică confuzie. Dar de îndată ce conversația l-a preocupat personal, a început să vorbească îndelung și cu vizibilă plăcere.
„Gândiți-vă la situația mea, Piotr Nikolaevici: dacă aș fi în cavalerie, nu aș primi mai mult de două sute de ruble pe treime, chiar și cu gradul de locotenent; iar acum primesc două sute treizeci”, spuse el cu un zâmbet vesel, plăcut, privindu-l pe Shinshin și pe conte, de parcă i-ar fi fost evident că succesul lui va fi întotdeauna scopul principal al dorințelor tuturor celorlalți oameni.
„În plus, Piotr Nikolaevici, după ce sa transferat la gardieni, sunt în ochii publicului”, a continuat Berg, „și locurile vacante în infanteriei de gardă sunt mult mai frecvente. Atunci, gândește-te singur cum aș putea obține un loc de muncă din două sute treizeci de ruble. Dar economisesc și trimit mai mult tatălui meu”, a continuat el, explodând inelul.
- La balance at est ... [Echilibrul este stabilit...] Neamțul bate o pâine pe fund, comme dit le roverbe, [cum spune proverbul,] - deplasând chihlimbarul pe cealaltă parte a gurii, a spus Shinshin și îi făcu cu ochiul numărătorului.
Contele a râs. Alți oaspeți, văzând că Shinshin vorbea, au venit să asculte. Berg, neobservând nici ridicol, nici indiferență, a continuat să vorbească despre cum, fiind transferat la gardieni, câștigase deja un grad în fața camarazilor săi din corp, ca în timp de război un comandant de companie poate fi ucis, iar el, rămânând senior în companie, poate fi foarte ușor comandant de companie, și cum îl iubește toată lumea din regiment și cât de mulțumit este tatăl său de el. Se pare că lui Berg îi plăcea să spună toate acestea și părea să nu știe că și alți oameni ar putea avea propriile lor interese. Dar tot ceea ce spunea era atât de dulce de calm, naivitatea tânărului său egoism era atât de evidentă încât și-a dezarmat ascultătorii.
- Păi, părinte, ești și în infanterie și în cavalerie, vei merge peste tot; Îți prezic asta, - spuse Shinshin, bătându-l pe umăr și coborându-și picioarele de pe otoman.
Berg zâmbi fericit. Contele, urmat de oaspeți, ieși în salon.

A existat un timp înainte de o cină în care oaspeții adunați nu au început o conversație lungă în așteptarea unui apel pentru un aperitiv, dar în același timp au considerat că este necesar să se miște și să nu tacă pentru a arăta că nu erau în cel mai puţin nerăbdător să se aşeze la masă. Proprietarii aruncă o privire spre ușă și schimbă ocazional priviri între ei. Din aceste priviri, oaspeții încearcă să ghicească pe cine sau ce mai așteaptă: o rudă târzie importantă sau un aliment care nu s-a copt încă.
Pierre a sosit chiar înainte de cină și s-a așezat stânjenit în mijlocul sufrageriei pe primul scaun care a trecut, blocând drumul tuturor. Contesa a vrut să-l facă să vorbească, dar el s-a uitat naiv în jurul lui prin ochelari, parcă ar căuta pe cineva, și a răspuns la toate întrebările contesei în monosilabe. Era timid și singur nu a observat. Majoritatea oaspeților, care îi cunoșteau istoria cu ursul, s-au uitat curioși la acest om mare, gras și blând, întrebându-se cum poate un astfel de bulgăre și modest să facă așa ceva cu sfertul.
- Tocmai ai sosit? l-a întrebat contesa.
- Oui, doamnă, [Da, doamnă,] - răspunse el, privind în jur.
- L-ai văzut pe soțul meu?
- Nu, doamnă. [Nu, doamnă.] - A zâmbit destul de nepotrivit.
- Se pare că ai fost recent la Paris? Cred că este foarte interesant.
- Foarte interesant..
Contesa făcu un schimb de priviri cu Anna Mihailovna. Anna Mihailovna și-a dat seama că i se cere să-l țină ocupat pe acest tânăr și, așezându-se lângă el, a început să vorbească despre tatăl ei; dar, ca şi contesa, el i-a răspuns numai monosilabe. Oaspeții erau cu toții ocupați unul cu celălalt. Les Razoumovsky… ca a ete charmant… Vous etes bien bonne… La comtesse Apraksine… [Razumovskys… A fost încântător… Sunteți foarte amabil… Contesa Apraksina…] s-a auzit din toate părțile. Contesa se ridică și intră în hol.
— Maria Dmitrievna? – I-am auzit vocea din hol.
„Ea este cea mai bună”, s-a auzit o voce feminină aspră ca răspuns, iar după aceea Marya Dmitrievna a intrat în cameră.
Toate domnișoarele și chiar și doamnele, cu excepția celor mai în vârstă, s-au ridicat în picioare. Marya Dmitrievna s-a oprit la uşă şi, din înălţimea corpului ei corpulent, ţinându-şi sus capul de cincizeci de ani cu bucle cenuşii, se uită în jurul invitaţilor şi, parcă s-ar sufleca, îşi îndreptă fără grabă mânecile largi ale rochiei. Marya Dmitrievna a vorbit întotdeauna rusă.
„Dragă ziua de naștere cu copii”, a spus ea cu vocea ei tare și groasă, care copleșește toate celelalte sunete. „Ești un bătrân păcătos”, se întoarse ea către contele, care îi săruta mâna, „ți-e dor de ceai la Moscova?” Unde să alerge câinii? Dar ce, tată, să faci, așa vor crește aceste păsări... - Arătă ea spre fete. - Fie că îți place sau nu, trebuie să cauți pețitori.
- Păi, ce, cazacul meu? (Maria Dmitrievna a numit-o pe Natasha cazac) - a spus ea, mângâindu-l cu mâna pe Natasha, care s-a apropiat de mâna ei fără teamă și veselă. - Știu că poțiunea este o fată, dar o ador.
Din reticulul ei imens, ea a scos cercei de yakhont cu pere și, dându-i-i Natasha, care radia și roșea de ziua ei, s-a întors imediat de la ea și s-a întors către Pierre.
— Eh, eh! drăguț! vino aici, spuse ea cu o voce batjocoritor de liniștită și subțire. - Hai, draga mea...
Și ea și-a suflecat mânecile amenințător și mai sus.
Pierre se apropie, privind-o naiv prin ochelari.
„Vino, vino, dragă!” Numai tatălui tău i-am spus adevărul, când s-a întâmplat să fie, și atunci Dumnezeu îți poruncește.
Ea făcu o pauză. Toți tăceau, așteptând ce avea să vină și simțind că există doar o prefață.
- Bine, nimic de spus! băiat bun!... Tatăl se întinde pe pat, și se distrează, pune sfertul pe un urs călare. Să-ți fie rușine, tată, să-ți fie rușine! Ar fi mai bine să mergem la război.
Se întoarse și îi întinse mâna contelui, care cu greu se putea abține să râdă.
- Ei bine, la masă, sunt ceai, e timpul? spuse Maria Dmitrievna.
Contele a mers înainte cu Maria Dmitrievna; apoi contesa, care era condusă de un colonel husar, persoana potrivita, cu care Nicholas a trebuit să ajungă din urmă cu regimentul. Anna Mikhailovna este cu Shinshin. Berg îi întinse mâna Verei. Zâmbitoare Julie Karagina s-a dus cu Nikolai la masă. În spatele lor veneau alte cupluri, întinse pe hol, iar în spatele lor, singuri, copii, tutori și guvernante. Chelnerii s-au agitat, scaunele zdrăngăneau, muzica cânta în tarabele corului, iar oaspeții s-au instalat. Sunetele muzicii de acasă a contelui au fost înlocuite de sunetele de cuțite și furculițe, vocile oaspeților, pașii liniștiți ai chelnilor.
La un capăt al mesei, contesa stătea în cap. În dreapta este Marya Dmitrievna, în stânga este Anna Mikhailovna și alți oaspeți. La celălalt capăt stătea un conte, în stânga un colonel de husar, în dreapta Shinshin și alți oaspeți bărbați. Pe o parte a mesei lungi, tineri mai în vârstă: Vera lângă Berg, Pierre lângă Boris; pe de altă parte, copiii, tutorele și guvernantele. Din spatele cristalului, sticlelor și vaselor cu fructe, contele s-a uitat la soția sa și la șapca ei înaltă cu panglici albastre și a turnat cu sârguință vin vecinilor săi, fără a uita de sine. Contesa, de asemenea, din cauza ananasului, fără a uita de îndatoririle ei de gazdă, a aruncat priviri semnificative către soțul ei, a cărui chelie și față, i se părea, se distingeau cu roșeață de părul cărunt. Se auzi o bâlbâială obișnuită la capătul doamnelor; S-au auzit voci din ce în ce mai tare asupra masculului, în special asupra colonelului husar, care a mâncat și a băut atât de mult, roșind din ce în ce mai mult, încât contele l-a dat deja ca exemplu celorlalți oaspeți. Berg, cu un zâmbet blând, i-a vorbit Verei despre faptul că iubirea este un sentiment nu pământesc, ci ceresc. Boris l-a sunat pe noul său prieten Pierre oaspeții care erau la masă și a schimbat priviri cu Natasha, care stătea în fața lui. Pierre vorbea puțin, se uita la fețe noi și mânca mult. Pornind de la două supe, dintre care a ales a la tortue, [coaja de țestoasă] și kulebyaki, și până la cocoși, nu i-a lipsit nici un fel de mâncare și nici un vin, pe care majordomul într-o sticlă învelită într-un șervețel i-a înfipt misterios. iese din spatele umărului vecinului său, spunând sau „Drey Madeira, sau ungur, sau vin de Rin. A înlocuit primul dintre cele patru pahare de cristal cu monograma contelui, care stătea în fața fiecărui aparat, și a băut cu plăcere, privind din ce în ce mai plăcut la oaspeți. Natasha, care stătea în fața lui, se uită la Boris, ca fetele de treisprezece ani se uită la băiatul cu care tocmai s-au sărutat pentru prima dată și de care sunt îndrăgostiți. Aceeași privire a ei se întorcea uneori către Pierre și, sub privirea acestei fete amuzante și pline de viață, voia să râdă el însuși, fără să știe de ce.
Nikolai stătea departe de Sonya, lângă Julie Karagina și din nou, cu același zâmbet involuntar, îi spuse ceva. Sonya a zâmbit inteligent, dar se pare că era chinuită de gelozie: a devenit palidă, apoi a înroșit și a ascultat cu toată puterea ce își spuneau Nikolai și Julie. Guvernanta se uită neliniștită în jur, parcă s-ar fi pregătit pentru o respingere, dacă cineva s-a gândit să jignească copiii. Profesorul german a încercat să memoreze categoriile de alimente, deserturi și vinuri pentru a descrie totul în detaliu într-o scrisoare adresată familiei sale din Germania și a fost foarte jignit de faptul că majordomul, cu o sticlă învelită într-un șervețel, a înconjurat l. Germanul s-a încruntat, a încercat să arate că nu vrea să primească acest vin, dar s-a jignit pentru că nimeni nu a vrut să înțeleagă că are nevoie de vin să nu-și potolească setea, nu din lăcomie, ci din curiozitate conștiincioasă.

La capătul masculin al mesei conversația devenea din ce în ce mai animată. Colonelul a spus că manifestul de declarare a războiului a fost deja publicat la Petersburg și că copia, pe care el însuși o văzuse, fusese acum predată prin curier comandantului șef.
- Și de ce ne este greu să ne luptăm cu Bonaparte? spuse Shinshin. - II a deja rabattu le caquet a l "Autriche. Je crains, que cette fois ce ne soit notre tour. [Deja a doborât aroganța din Austria. Mă tem că nu ne va veni rândul acum.]
Colonelul era un german robust, înalt și plin de sânge, evident un militant și un patriot. A fost jignit de cuvintele lui Shinshin.
„Și atunci, suntem un suveran gras”, a spus el, pronunțând e în loc de e și b în loc de b. "Atunci, că împăratul știe acest lucru. El a spus în manifestul său că nu poate privi cu indiferentă pericolele care amenință Rusia și că securitatea imperiului, demnitatea acestuia și sfințenia alianțelor", a spus el, din anumite motive, înclinându-se mai ales. asupra cuvântului „uniuni”, de parcă aceasta ar fi toată esența problemei.
Și cu memoria sa infailibilă, oficială, a repetat cuvintele introductive ale manifestului... „și dorința, unicul și indispensabil scop al suveranului, este de a stabili pacea în Europa pe baze solide - au decis să trimită o parte din armată acum în străinătate și depune noi eforturi pentru a realiza „această intenție”.
„Iată de ce, suntem un suveran demn”, a concluzionat el, bând în mod instructiv un pahar de vin și privind înapoi la contor pentru încurajare.
- Connaissez vous le proverbe: [Știi proverbul:] „Yerema, Yerema, dacă ai sta acasă, ascuți-ți fusurile”, a spus Shinshin, tresărind și zâmbind. – Cela nous convient a merveille. [Acesta este apropo pentru noi.] De ce Suvorov - și a fost despicat, o farfurie, [pe cap,] și unde sunt Suvorov-urile noastre acum? Je vous demande un peu, [te întreb] - sărind constant de la rusă la limba franceza el a spus.
„Trebuie să luptăm până a doua zi după picătura de sânge”, a spus colonelul, lovind în masă, „și să murim pentru împăratul nostru, și atunci totul va fi bine”. Și să se certe cât mai mult (mai ales și-a scos vocea pe cuvântul „posibil”), cât mai puțin, a terminat el, întorcându-se din nou către conte. - Deci îi judecăm pe vechii husari, atât. Și cum judeci, tinere și husar tânăr? adăugă el, întorcându-se către Nikolai, care, auzind că era vorba de război, și-a părăsit interlocutorul și s-a uitat cu toți ochii și l-a ascultat cu toate urechile pe colonel.
„Sunt complet de acord cu tine”, a răspuns Nikolai, înroșindu-se peste tot, întorcând farfuria și rearanjând paharele cu o privire atât de hotărâtă și disperată, de parcă în momentul de față ar fi suferit pericol mare„Sunt convins că rușii trebuie să moară sau să învingă”, a spus el, simțindu-se, ca și alții, după ce cuvântul fusese deja spus, că era prea entuziast și pompos pentru această ocazie și, prin urmare, stingher.
- C "est bien beau ce que vous venez de dire, [Minunat! ce ai spus este minunat]", a spus Julie, care stătea lângă el, oftând. Sonya a tremurat peste tot și a roșit până la urechi, în spatele urechilor și la gâtul şi umerii ei, în timp ce Nikolai vorbea.Pierre ascultă discursurile colonelului şi dădu din cap aprobator.
— E frumos, spuse el.
— Un adevărat husar, tinere, strigă colonelul, lovind din nou masa.
- Despre ce vorbesti acolo? Vocea de bas a Mariei Dmitrievna se auzi deodată peste masă. Pentru ce te lovești de masă? se întoarse spre husar, „de cine te entuziasmezi? corect, crezi că francezii sunt în fața ta?
— Spun adevărul, zise husarul zâmbind.
„Totul ține de război”, strigă contele peste masă. „La urma urmei, vine fiul meu, Marya Dmitrievna, vine fiul meu.
- Și am patru fii în armată, dar nu mă întristez. Totul este voia lui Dumnezeu: vei muri întins pe aragaz și Dumnezeu va avea milă în luptă ”, a răsunat fără niciun efort vocea groasă a Mariei Dmitrievna, de la celălalt capăt al mesei.
- Asta este adevărat.
Și conversația sa concentrat din nou - doamnele la capătul mesei, bărbații la al lor.
„Dar nu vei cere”, i-a spus frățiorul Natasha, „dar nu vei cere!”
„Voi întreba”, a răspuns Natasha.
Fața ei s-a aprins brusc, exprimând o hotărâre disperată și veselă. Se ridică pe jumătate, invitându-l pe Pierre, care stătea în fața ei, să asculte cu o privire și se întoarse către mama ei:
- Mamă! vocea ei copilărească din piept răsuna peste tot pe masă.
- Ce vrei? întrebă înspăimântată contesa, dar, văzând din chipul fiicei ei că este o farsă, flutură cu severitate mâna, făcând cu capul un gest amenințător și negativ.
Conversația a încetat.
- Mamă! ce tort va fi? - Vocea Natasha suna si mai hotarat, fara sa se rupa.
Contesa a vrut să se încruntă, dar nu a putut. Marya Dmitrievna își scutură degetul gros.
— Cazac, spuse ea amenințător.
Majoritatea oaspeților s-au uitat la bătrâni, neștiind cum să facă această cascadorie.
- Iată-mă aici! spuse contesa.
- Mamă! care va fi tortul? Natasha strigă deja cu îndrăzneală și capricios, veselă, încrezătoare dinainte că trucul ei va fi bine primit.
Sonya și grasa Petya se ascundeau de râs.
„Așa că am întrebat”, le-a șoptit Natasha fratelui ei mai mic și lui Pierre, la care s-a uitat din nou.
„Înghețată, dar nu vă vor da”, a spus Marya Dmitrievna.
Natasha a văzut că nu avea de ce să se teamă și, prin urmare, nici nu i-a fost frică de Marya Dmitrievna.
— Maria Dmitrievna? ce inghetata! Nu-mi place untul.
- Morcov.
- Nu ce? Marya Dmitrievna, care? aproape a țipat ea. - Vreau să știu!
Maria Dmitrievna și contesa au râs, iar toți oaspeții au urmat. Toți râdeau nu de răspunsul Mariei Dmitrievna, ci de curajul și dexteritatea de neînțeles ale acestei fete, care a știut și a îndrăznit să o trateze în acest fel pe Marya Dmitrievna.
Natasha a rămas în urmă doar când i s-a spus că va fi ananas. Sampanie era servita inainte de inghetata. Din nou a început să sune muzica, contele a sărutat-o pe contesa, iar oaspeții, ridicându-se, au felicitat-o pe contesă, au clintit pahare peste masă cu contele, copiii și unul pe altul. Din nou chelnerii au alergat, scaunele zdrăngăneau și în aceeași ordine, dar cu fețele mai roșii, oaspeții s-au întors în salon și în biroul contelui.

Mesele din Boston au fost mutate deoparte, s-au făcut petreceri, iar oaspeții contelui au fost cazați în două sufragerie, o canapea și o bibliotecă.
Contele, întinzându-și cărțile ca un evantai, s-a reținut cu greu de la obiceiul unui pui de somn de după-amiază și a râs de toate. Tineretul, incitat de contesa, s-a adunat in jurul clavicordului si harpei. Julie a fost prima, la cererea tuturor, care a cântat o piesă cu variații la harpă și, împreună cu alte fete, a început să le roage pe Natasha și Nikolai, cunoscuți pentru muzicalitatea lor, să cânte ceva. Natasha, căreia i s-a adresat una mare, se pare că era foarte mândră de asta, dar în același timp era timidă.
- Ce vom cânta? ea a intrebat.
— Cheia, răspunse Nikolai.
- Ei bine, hai să ne grăbim. Boris, vino aici, spuse Natasha. - Unde este Sonya?
S-a uitat în jur și, văzând că prietena ei nu era în cameră, a alergat după ea.
A alergat în camera Sonyei și nu și-a găsit prietena acolo, Natasha a fugit în creșă - iar Sonya nu era acolo. Natasha și-a dat seama că Sonya era pe un cufăr pe coridor. Cufărul de pe coridor era locul durerilor tinerei generații feminine din casa rostovilor. Într-adevăr, Sonya, în rochia ei roz aerisită, zdrobind-o, s-a întins cu fața în jos pe patul de pene al asistentei în dungi murdare, pe piept și, acoperindu-și fața cu degetele, a plâns amar, tremurând cu umerii goi. Chipul Natasha, plin de viață, toată ziua, s-a schimbat brusc: ochii i s-au oprit, apoi gâtul i s-a cutremurat, colțurile buzelor i s-au căzut.

Mulți oameni sunt atrași de încălzirea electrică de faptul că funcționează autonom și nu trebuie îngrijită constant. Partea negativă a unor astfel de cazane de încălzire este costul și cerințele tehnice.

În unele locuri, pur și simplu nu pot fi aplicate. Dar mulți proprietari nu se tem de acest lucru și cred că ușurința de operare acoperă toate deficiențele.

Mai ales când pe piețe au apărut noi tipuri cu bobine inductive, și nu TEN. Acestea încălzesc clădirea cu viteză instantanee și încălzesc economic clădirea, potrivit proprietarilor unităților. Noul tip de cazane se numește cu inducție.

Noul tip de încălzitoare este convenabil în funcționare. Sunt considerate sigure, în comparație cu încălzitoarele pe gaz, nu există funingine și funingine, ceea ce nu se poate spune despre aparatele cu combustibil solid. Și cel mai important avantaj - nu este nevoie să recoltezi combustibil solid(cărbune, lemn de foc,).

Și de îndată ce au apărut încălzitoarele cu inducție, au existat imediat meșteri care, pentru a economisi bani, încearcă să creeze o astfel de instalație cu propriile mâini.

În acest articol, vă vom ajuta să proiectați singur un dispozitiv de încălzire.

Se numește un dispozitiv în care metalul și produsele similare sunt încălzite fără contact încălzitor cu inducție. Lucrarea este controlată de un câmp de inducție alternativ care acționează asupra metalului, iar curenții din interior formează căldură.

Curenții de înaltă frecvență afectează produsele pe lângă izolație, motiv pentru care designul este extraordinar în comparație cu alte tipuri de încălzire.

În încălzitoarele cu inducție de astăzi există reductoare de frecvență cu semiconductor. Acest tip de încălzire este utilizat pe scară largă în tratamentul termic al suprafețelor din oțel și diferiți compuși și aliaje.

Compactitatea echipamentului este folosită în tehnologii inovatoare, în timp ce există un efect economic uriaș. O varietate de modele ajută la implementarea combinațiilor flexibile și automate, inclusiv reductoare de frecvență a tranzistorului de tip universal și blocuri de conectare atunci când este preferat un sistem de inducție.

Descriere

Dispozitiv de încălzire

Compoziția unui element de încălzire tipic include următoarele componente:

Element de incalzire sub formă de tijă sau tub metalic.
Inductor- Acesta este un fir de cupru care încadrează bobina cu spire. În timpul funcționării, joacă rolul unui generator.
Alternator. O structură separată în care curentul standard este convertit într-o valoare cu o frecvență înaltă.

La practica, instalații de inducție au fost folosite recent. Studiile teoretice sunt mult înainte. Acest lucru poate fi explicat printr-un singur obstacol - obținerea unei frecvențe mari de câmpuri magnetice. Faptul este că utilizarea setărilor de frecvență joasă este considerată ineficientă. Imediat ce au apărut cu o frecvență mare, problema a fost rezolvată.

Generatoarele HDTV au depășit perioada lor de evoluție; de la lămpi la modele moderne bazat pe IGBT. Acum sunt mai eficiente, au o greutate și o dimensiune mică. Limitarea de frecvență a acestora este de 100 kHz din cauza pierderilor dinamice ale tranzistorilor.

Principiul de funcționare și domeniul de aplicare

Generatorul crește frecvența curentului și își transferă energia către bobină. Inductorul convertește curentul de înaltă frecvență într-un câmp electromagnetic alternativ. Undele electromagnetice se schimbă cu frecvență înaltă.

Încălzirea are loc datorită încălzirii curenților turbionari, care sunt provocați de vectorii turbionari variabili ai câmpului electromagnetic. Energia cu randament ridicat este transmisa aproape fara pierderi si exista suficienta energie pentru a incalzi lichidul de racire si chiar mai mult.

Energia bateriei este transferată lichidului de răcire, care se află în interiorul conductei. Purtătorul de căldură, la rândul său, este răcitorul elementului de încălzire. Ca urmare, durata de viață este crescută.

Industria este cel mai activ consumator de încălzitoare cu inducție, deoarece multe modele implică un tratament termic ridicat. Odată cu utilizarea lor, puterea produselor crește.

În forjele de înaltă frecvență sunt instalate dispozitive cu putere mare.

Întreprinderile de forjare și presare, folosind astfel de unități, cresc productivitatea muncii și reduc uzura matrițelor, reduc consumul de metal. Instalațiile cu încălzire prin încălzire pot acoperi un anumit număr de piese de prelucrat simultan.

În cazul întăririi suprafeței pieselor, utilizarea unei astfel de încălziri face posibilă creșterea rezistenței la uzură de mai multe ori și obținerea unui efect economic semnificativ.

Domeniul de aplicare general acceptat al dispozitivelor este lipirea, topirea, încălzirea înainte de deformare, întărirea HDTV. Dar există încă zone în care se obțin materiale semiconductoare monocristaline, se formează filme epitaxiale, materialele sunt spumate în el. sudare pe teren, de înaltă frecvență a carcasei și țevilor.

Avantaje și dezavantaje

Pro:

Incalzire de inalta calitate.
Precizie ridicată de control si flexibilitate.
Fiabilitate. Poate funcționa autonom cu automatizare.
Încălzește orice lichid.
Eficiența dispozitivului este de 90%.
Durată lungă de viață(până la 30 de ani).
Ușurință de montare.
Încălzitorul nu colectează calcar.
Datorită automatizării, economiilor de energie.

Minusuri:

Costul ridicat al modelelor cu automatizare.
Dependență de sursa de alimentare.
Unele modele sunt zgomotoase.

Cum să o faci singur?

Schema electrică a încălzitorului cu inducție

Să presupunem că decideți să faceți singur un încălzitor cu inducție, pentru aceasta pregătim o țeavă, turnăm bucăți mici de sârmă de oțel (9 cm lungime) în ea.

Țeava poate fi din plastic sau metal, cel mai important, cu pereți groși. Apoi, este închis cu adaptoare speciale din toate părțile.

Apoi, înfășurăm sârmă de cupru pe el până la 100 de spire și îl plasăm în partea centrală a tubului. Rezultatul este un inductor. Conectăm partea de ieșire a invertorului la această înfășurare. Ca asistent, recurgem la.

Conducta acționează ca un încălzitor.

Pregătim generatorul și asamblam întreaga structură.

Materiale și instrumente necesare:

sarma sau tija de otel inoxidabil (diametru 7 mm);
apă;
sârmă de cupru emailată;
plasă metalică cu găuri mici;
adaptoare;
țeavă din plastic cu pereți groși;

Tutorial:

Mod fir în bucăți, 50 mm lungime.
Pregătim carcasa pentru încălzitor. Folosim o țeavă cu pereți groși (diametru 50 mm).
Închidem partea de jos și de sus a carcasei cu o plasă.
Pregătirea bobinei de inducție. sârmă de cupruînfășurăm 90 de spire pe corp și le așezăm în centrul carcasei.
Tăiați o parte a conductei din conductă si instalati un cazan cu inductie.
Conectam bobina la invertor si umple oala cu apa.
Împărtăm structura rezultată.
Verificăm sistemul în funcțiune. Nu utilizați fără apă, deoarece țeava de plastic se poate topi.

De la un invertor de sudare

Cel mai simplu varianta bugetara este fabricarea unui încălzitor cu inducție folosind un invertor de sudură:

Pentru a face acest lucru, luați o țeavă de polimer, pereții săi ar trebui să fie groși. De la capete montam 2 supape si conectam cablajul.
Turnați bucățile în țeavă(diametru 5 mm) sârmă metalică și montați supapa de sus.
Apoi, facem 90 de spire în jurul țevii cu sârmă de cupru, primim un inductor. Elementul de încălzire este o țeavă, folosim un aparat de sudură ca generator.
Dispozitivul trebuie să fie în modul AC. cu frecventa inalta.
Conectam firul de cupru la poli aparat de sudura și verificați lucrarea.

Funcționând ca inductor, un câmp magnetic va fi radiat, în timp ce curenții turbionari vor încălzi firul tocat, ceea ce va duce la fierbere a apei în conducta de polimer.

Secțiunile deschise ale structurii, din motive de siguranță, ar trebui izolate.
Utilizarea unui încălzitor cu inducție este recomandată numai pentru sisteme închiseîncălzire, unde este echipată o pompă pentru circulația lichidului de răcire.
Designul cu încălzitor cu inducție este plasat la 800 mm de tavan, la 300 mm de mobilier și pereți.
Instalarea unui manometru vă va asigura designul.
Este de dorit să echipați dispozitivul de încălzire cu un sistem de control automat.
Încălzitorul trebuie conectat la rețea cu adaptoare speciale.

Secțiuni