Повышение эффективности низкочастотной установки индукционного нагрева
Совершенствование разработанной установки индукционного нагрева с повышенной эффективностью для восстановления колесных пар железнодорожных тележек. Дополнительные узлы, позволяющие повысить эффективность, надежность, мобильность индукционной установки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.06.2018 |
| Размер файла | 84,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
2 |
Труды университета |
Размещено на http://www.allbest.ru/
Повышение эффективности низкочастотной установки индукционного нагрева
Кашевкин А.А.
В послании «Новое десятилетие - новый экономический подъем - новые возможности Казахстана» развитие расширение производства металлургической продукции является одним из приоритетных направлений в индустриальном развитии Казахстана.
В связи с этим важнейшим звеном является развитие технологий индукционного нагрева. В настоящее время индукционный нагрев широко используется в различных технологиях обработки металлов: съём машиностроительных деталей, горячая посадка, пайка, сварка, закалка, нагрев металла перед пластической деформацией и многое другое.
Предлагаем низкочастотную установку индукционного нагрева, разработанную по заказу АО «ЗИКСТО» (г. Петропавловск) [1], на кафедре «Энергетика и приборостроение» Северо-Казахстанского государственного университета им. акад. М. Козыбаева.
Существующие установки индукционного нагрева очень дорогие, в исполнении сложные, имеют недостаточный ресурс эксплуатации, их ремонт и профилактика должны производиться только на предприятии-изготовителе, что связано с дополнительными затратами. Разработанная установка индукционного нагрева обладает рядом преимуществ перед существующими - это высокая эффективность, энергоемкость, надежность, мобильность и сравнительно невысокая стоимость. На ней выполняются технологические процессы по ремонту и восстановлению колёсных пар железнодорожного транспорта. Установка индукционного нагрева имеет в своем составе два функциональных блока: переносной нагревательный индуктор в виде двух обмоток и источник питания.
Целью работы стало совершенствование разработанной установки индукционного нагрева с повышенной эффективностью.
Мощность источника питания для существующих установок индукционного нагрева определяется по формуле [2]:
где U - напряжение на выходе источника питания;
I - ток в обмотке индуктора;
f - частота напряжения, приложенного к индуктору;
Ф - магнитный поток поля, создаваемого индуктором;
щ - число витков обмотки индуктора.
Проводя анализ данной формулы, отмечаем, что в правой части уравнения имеется частота питания сети (f), от которой зависит мощность индукционной установки, что также следует из [2]. Поэтому, увеличивая частоту, можно увеличить и мощность индукционной установки, что приведет к снижению энергетических затрат при использовании и эксплуатации установки, выражающихся в сокращении времени нагрева деталей, а значит, и к повышению производительности установки нагрева в целом. Также вероятна регулировка напряжения на нагрузке и его индикация по положению ручки переключателя, отградуированной в значениях установленного напряжения.
Предлагаем использовать мостовую схему выпрямления и трансформатор с конденсатором в изобретении [1] для преобразования напряжения, в частности увеличением частоты в 2 раза (с 50 до 100 Гц). С применением в данном источнике питания галетного переключателя станет возможна регулировка выходного напряжения.
На рисунке 1 изображена принципиальная электрическая схема с введенными элементами, повышающими технические характеристики источника питания.
Рисунок 1 - Принципиальная электросхема источника питания
Схема содержит предохранитель FU1, двухполупериодный выпрямитель VD1-VD4, тиристор VS1, резисторы R1…R3, нагрузку R2, конденсаторы C1, C2, диод Зенера VD5, резисторы установки напряжения R4…R13, галетный переключатель SA1.
Путем моделирования в программе Proteus 7 Professional была получена форма напряжения на входе Uс (рисунок 2).
Соответственно, на рисунке 3 изображены эпюры напряжения на нагрузке Uн, т.е. на выходе источника питания, где t0 - положение переключателя SA1 крайнее правое и напряжение на нагрузке минимальное, а t1 - положение переключателя SA1 крайнее левое и напряжение на нагрузке максимальное, причем форма напряжения близка к синусоидальной, т.е. в зависимости от положения ручки галетного переключателя меняется амплитуда выходного напряжения источника питания.
Рисунок 2 - Эпюры напряжения на входе источника питания
Рисунок 3 - Эпюры напряжения на выходе источника питания
Работа источника питания мобильной установки индукционного нагрева происходит следующим образом. При подаче напряжения промышленной электросети на устройство конденсатор С1 начинает заряжаться по цепи: предохранитель FU1, первичная обмотка трансформатора, конденсатор С1, резисторы R6…R15, сеть. По достижении уровня напряжения пробоя диод Зенера VD5 пробивается и ток поступает в управляющий электрод тиристора VS1, он открывается и по первичной обмотке трансформатора течет ток. Таким образом достигается непрерывное протекание тока по нагрузке.
Авторами предложено введение в установку индукционного нагрева дополнительных узлов, позволяющих повысить эффективность, надежность, мобильность, снизить экономические затраты мобильной индукционной установки для демонтажа и посадки при восстановлении колесной пары железнодорожной тележки, обеспечивающей энергоемкий, эффективный (с высоким КПД) и управляемый нагрев. С ростом частоты напряжения питания увеличивается мощность индукционной установки, что в свою очередь ведет к повышению эффективности при эксплуатации на промышленном предприятии. Снижение времени нагрева примерно в полтора раза ведет к уменьшению энергопотребления и росту производительности труда. Разработанная установка может найти применение также и в других технологических процессах машиностроения и в сельском хозяйстве при ремонте и демонтаже конструкций, ковке и пайке деталей.
низкочастотный индукционный нагрев
Список литературы
1. Квитка В.Н., Пукема В.И. Регулятор мощности с диодами Zenera // Заявка № 2009/0047.1
2. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева // Энергия. 1974. 264 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Элементы установок индукционного нагрева. Расчеты частоты нагревательной индукционной установки. Определение мощности и размеров индуктора, его электрический расчет. Применение низкочастотного индукционного нагрева в электрических водонагревателях.
курсовая работа [460,3 K], добавлен 18.11.2010Превращение электрической энергии в другие виды с одновременным осуществлением технологических процессов. Электротермические установки и области их применения. Установки нагрева сопротивлением, контактной сварки, индукционного и диэлектрического нагрева.
курс лекций [1,5 M], добавлен 03.10.2010Определение основных параметров установки кузнечного индукционного нагревателя. Разработка электрической схемы и выбор электрооборудования. Выбор конденсаторных банок и токоподвода. Расчёт охлаждения элементов установки. Выбор механизмов установки.
курсовая работа [825,8 K], добавлен 09.01.2014Классификация металлургических печей по технологическому назначению, способу генерации теплоты, режиму нагрева, способу передачи тепла, форме рабочего пространства. Индукционная печь методического действия. Автоматизация технологического процесса.
курсовая работа [815,2 K], добавлен 25.06.2012Технологический процесс получения неразъемных соединений деталей в результате их электрического нагрева до плавления или пластического состояния. Нагрев токопроводящего материала с помощью установок индукционного нагрева. Метод электроискровой обработки.
презентация [470,2 K], добавлен 06.03.2014Экспериментальное сравнение индукционной и ультразвуковой стимуляции дефектов в активном тепловом контроле для обнаружения трещин в объектах из электропроводящих материалов. Использование индукционного нагрева (индукционная инфракрасная термография).
статья [914,9 K], добавлен 03.06.2014Принцип работы, основные узлы и агрегаты системы пневмоуправления буровой установки. Компрессорные установки, масловлагоотделитель, клапаны, вертлюжок-разрядник, сервомеханизм. Эксплуатация и ремонт системы пневмоуправления, монтаж буровой установки.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 14.04.2015Принципиальная схема измерений индукционного каротажа. Блок-схема зонда ИК без компенсации и с компенсацией первичного поля. Геометрический фактор. Применение фокусирующих катушек. Увеличение уровня сигнала. Прибор индукционного каротажа АИК – 5.
презентация [3,9 M], добавлен 28.10.2013Описание индукционной нагревательной печи, служащей для нагрева заготовок из алюминиевых сплавов перед прессованием на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 19,1 МН. Порядок произведения теплового расчета индуктора сквозного нагрева металла.
контрольная работа [319,4 K], добавлен 21.12.2010Разработка трехмерной численной модели процесса нагрева вращением цилиндрических алюминиевых заготовок в постоянном магнитном поле. Проведение параметрических исследований. Оценка влияния конструкции установки на распределение температуры в заготовке.
курсовая работа [549,8 K], добавлен 31.03.2016Условия эксплуатации, технические и технологические характеристики опреснительной установки POPO 510. Выбор оборудования, приспособлений, инструмента для монтажа установки. Крепление рамы установки на фундаменты. Охрана труда при монтаже установки.
курсовая работа [23,7 K], добавлен 08.05.2012Исследование процесса выпаривания дрожжевой суспензии. Расчет двухкорпусной прямоточной вакуум-выпарной установки с вынесенной зоной нагрева и испарения и принудительной циркуляцией раствора в выпарных аппаратах для концентрирования дрожжевой суспензии.
курсовая работа [183,9 K], добавлен 19.06.2010Проект парокомпрессорной холодильной установки для склада готовой продукции мясокомбината. Описание конструктивных особенностей холодильной установки, назначение основных узлов и деталей. Расчет цикла паровой компрессионной холодильной установки.
курсовая работа [271,2 K], добавлен 09.08.2012Выбор типа установки и его обоснование. Общие энергетические и материальные балансы. Расчёт узловых точек установки. Расчёт основного теплообменника. Расчёт блока очистки. Определение общих энергетических затрат установки. Расчёт процесса ректификации.
курсовая работа [126,9 K], добавлен 21.03.2005Схема установки для приготовления сиропа, перечень контролируемых и регулируемых параметров. Материальный и тепловой баланс установки. Разработка функциональной схемы установки, выбор и обоснование средств автоматизации производственного процесса.
курсовая работа [264,2 K], добавлен 29.09.2014Процесс выпаривания водных растворов. Многокорпусные выпарные установки. Расчет схемы трехкорпусной выпарной установки. Вспомогательные установки выпарного аппарата. Концентрации растворов, удельные показатели использования вторичных энергоресурсов.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 01.08.2011Испытание двухкорпусной выпарной установки. Материальный баланс установки. Коэффициенты теплопередачи по корпусам. Тепловой баланс установки. Испытание процесса ректификации. Экстракция. Описание установки и порядок выполнения работы. Абсорбция.
методичка [677,0 K], добавлен 17.07.2008Описание циркуляционной установки. Схема установки и ее расчет. Определение геометрической высоты всасывания насоса Н2, показаний дифманометра (дифпьезометра) скоростной трубки. Построение эпюр скоростей для сечения в месте установки скоростной трубки.
курсовая работа [751,2 K], добавлен 18.05.2010Геолого-физическая характеристика Губкинского газового месторождения. Описание конструкции и методов вскрытия скважин. Изучение схемы подготовки газа на Губкинском промысле и экономическое обоснование работы установки по установки регенерации метанола.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 25.05.2019Расчетная часовая производительность подъемной установки. Эквивалентное движущее усилие на окружности органа навивки. Характерные моменты движения, мощность на валу барабана и потребляемая из сети. Расход электроэнергии и КПД подъемной установки.
контрольная работа [129,7 K], добавлен 02.05.2012
