Устройства, необходимые для обеспечения технологии индукционного нагрева называются индукционными установками, которые образованы: индуктором, создающим магнитное поле и в который помещается нагреваемая деталь; источником питания высокой или повышенной частоты, питающим индуктор; компенсирующей батарея конденсаторов; иногда нагрузочным трансформатором, который совместно с компенсирующей батареей конденсаторов обеспечивают согласование параметров генератора и индуктора; системой водоснабжения, обеспечивающей охлаждение всех составляющих элементов индукционной установки и механической системой, необходимой для закрепления индуктора, нагреваемой детали, вспомогательной аппаратуры.
ИНДУКТОР изготавливают из любого хорошо проводящего материала, и ему может быть придана любая форма. Чаще всего он навивается из прямоугольных медных трубок в виде цилиндрических спиралей, внутри которых размещается нагреваемая деталь. При необходимости индуктор снабжают жароупорной футеровкой. Для его крепления используют изоляционные бруски. Охлаждение индуктора осуществляют водой.
Для примера, на рис. 1 показан индуктор для нагрева кузнечных заго-товок с теплоизоляцией из жаростойкого бетона (Элементы индукционных установок / А.К. Белкин, Л.И. Гутин, И.Н. Таназлы, А.А. Шуляк; под ред. Ю.М. Гусева. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 140 с: ил.).
В связи с разнообразием технологических процессов с использованием индукционного нагрева, существует множество форм индукторов, которые позволяют осуществлять эти процессы. При этом следует помнить, что геометрические размеры, требуемая скорость нагрева и глубина прогреваемого слоя обуславливают конструкцию, его взаимное расположение с деталью, частоту тока, способ нагрева, а также необходимую мощность.
Принято считать, что, если индуктор возбуждает магнитное поле, направленное по оси нагреваемого тела, то говорят, индукционный нагрев осуществляется в продольном магнитном поле. Если же направление поля перпендикулярно оси нагреваемого тела, то говорят, индукционный нагрев осуществляется в поперечном магнитном поле.
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ВЫСОКОЙ ИЛИ ПОВЫШЕННО ЧАСТОТЫ.
В качестве источников питания высокой или повышенной частоты для индукторов используются машинные преобразователи частоты, ламповые генераторы, а также тиристорные преобразователи частоты. В настоящее время наибольшее применение нашли тиристорные преобразователи часто-ты, на которые возлагаются ряд функций, основной из которых является обеспечение требуемого качества электрической энергии, то есть обеспечение тока заданной частоты, величины и формы, заданной надёжности электроснабжения.
Тиристорный преобразователь частоты – это статическое электротехническое устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты.
Тиристорный преобразователь частоты состоит из полупроводникового выпрямителя (управляемого или неуправляемого) и тиристорного инвертора. В преобразователе осуществляется двойное преобразование энергии: сначала выпрямитель преобразует переменный ток промышленной частоты 50 Гц в постоянный, который затем преобразуется инвертором в переменный ток высокой частоты, к выходу которого подключается индуктор с компенсирующей батареей конденсаторов и в некоторых случаях – нагрузочный высокочастотный трансформатор. Охлаждение элементов преобразователя – водяное.
Тиристорные преобразователи частоты позволяют изменить систему токопроводов в индукционных установках путём расположения преобразователя в непосредственной близости к рабочим агрегатам. Отсутствие расходов на строительство машинных залов и преобразовательных подстанций, высокий КПД (90...94 %), снижение потерь на передачу энергии повышенной частоты, возможность установки индукционных нагревателей в автоматические линии, постоянная готовность к работе и удешевление индукционного нагрева с учётом всех затрат, даёт предпочтение к выбору данного источника питания индукционных установок по сравнению с машинными преобразователями и ламповыми генераторами.
Продолжение следует