Диэлектриктер мен жартылай өткізгіштерді қыздыруға арналған жоғары жиілікті қондырғылар

Мұндай қондырғылар электр тоғын өткізбейтін материалдарды жылулық өңдеу үшін қолданылады (мәселен, термопластикалық материалдарды дәнекерлеу, ағашты кептіру және жабыстыру, тамақ өнімдерін қалбырлау т.б.). Диэлектрик қыздыру конденсатордың электр өрісінде ығысу тоғының пайда болуы және электр өрісінің энергиясының жутылуы құбылысына негізделген.

Контактілік пластиналарға кернеу берген кезде диэлектриктің көлем бірлігінде бөлінетін қуат Р₀ мына формуламен оанықталады:

мұндағы Е=U/1 – конденсатордағы электр өрісі кернеулігі, В/м; f – жиілік, Гц; ε_r – қыздырылатын дене материалының салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі, Ф/м; δ – материалдың диэлектрлік шығын бұрышы.

Диэлектриктер мен жартылай өткізгіштердіқыздыру үшін өздігінен қоздырылатын жоғары жиілікті лампалық генераторлар қолданылады. Олардың тербелістік контурына қыздырылатын материалы бар жұмысшы конденсотор кіреді. Тербелмелі контур (генератор) жиілігі мынаған тең:

мұндағы С_н – жуктеме сыйымдылығы, Ф; L_н – контур индуктивтілігі, Гн.

Қосымша әдебиет 4 [7-11 ]

Бақылау сұрақтары:

1. Индукциялық пештердің жұмыс істеу қағидасы қандай?

2. Индукциялық каналды пештің негізгі элементтері қандай?

3. ИБҚ-ның электрлік схемасындағы негізгі элементтері қайсы?

4. ИБҚ схемасында конденсаторлық батарея не қызмет атқарады?

5. Диэлектриктер мен жартылай өткізгіштерді қыздыруға арналған жоғары жиілікті қондырғылар дегеніміз не?

8 дәріс конспекті.

Дәріс тақырыбы: 3. Электротехнологиялық қондырғылар мен жүйелер.

3.3 Электр доғалық разряд теориясы негіздері мен қасиеттері және электрлік доға параметрлерін реттеу, олардың орнықтылығы. Доғалық пештердің топталуы, негізгі электр жабдықтары, жұмыс режімдері мен сипаттамалары.

Доғалық электрлік дәнекерлеу қондырғылары автоматтандырылған басқару.

Доғалық болат балқыту пештері (ДБП).

Электрлік доға. ДБП-да газдардағы доғалық разряд қолданылады. Ол потенциалдың аз катодтық құлауымен (ондаған вольт) және разрядтық тоқтың жоғары тығыздығы және күшімен сипатталады. Доғалық аралықта автоэлектрондық эмиссия, ал 4000-6000 К температура кездерінде термоэлектронды эмиссия байқалады.

ДБП тәуелді доғамен жұмыс істейтін (тура қыздыру) пештер қатарына жатады. (3.5, а сурет). Бұл пештердегі доғалар 2 әрбір электрод 1 пен металл 3 арасында жанады. Жабық доғамен жұмыс істейтін пештер де қолданылады (3.5, б - сурет). Мұндай рудалы термиялық (ферробалқыту) пештерінде жылу энергиясы жартылай электрлік доғада, жартылай жоғары температураға дейін қыздырылған шихта 3 арқылы тоқ жүру есебінен бөлінеді.

3.5-сурет. Электр доғалық пештер схемасы: 1-электрод; 2-доға; 3-металл.

Доғалар тұрақты және айнымалы тоқ доғаларына бөлінеді. ДБП-ларда негізінен конфазалы (үш немесе алты фазалы) айнымалы тоқ доғалары қолданылады. Оларды қоректендіру үшін түрлендіргіштің қажеті жоқ. Бірақ айнымалы тоқ доғасының жануы кернеудің өзгерістері жағдайында жүргендіктен оны орнықтылау проблемасын алға қойды.

Егер пеш қондырғысының тізбегінде индуктивтік кедергі жоқ деп есептесек, онда бұл тізбектегі кернеу былайша есептеледі:

мұндағы U_m – қоректенуші торап кернеуінің амплитудалық мәні; U_д, i_д – доға тоғының кернеуі мен күші; r_д – тізбектің актив кедергісі.

Электродтардағы кернеу доғаның жану кернеуінен U_З көп болмайынша, тізбекте тоқ жүрмейді. Мәселен, көмір электродтар үшін U_З= 45÷55В; болатын электродтар үшін 30-35В. 36,а-суретте тізбекте тек актив кедергі болған кездегі тоқ күшінің i_д, доға кернеуінің U_д және торап кернеуінің U_с өзгеру қисықтары көрсетілген. Доға жағылған мезеттен t₁ бастап, тізбекте тоқ i_д жүре бастайды. Тоқ күші көбейген сайын доғалық разряд облысындағы иондану күшейеді және доғаның өтімділігі айтарлықтай өседі. Сондықтан доғаның сақталуына қажетті кернеу U_д азая бастайды. Нәтижеде вольт-амперлік сипаттамада (ВАС) горизонталь учаске пайда болады. Осы горизонталь учаскені ескергенде қуатты доға кернеуінің пішіні синусоидадан өзгеше болады (3.6, б- сурет).

Синусоида емес периодты тоқтардың пайда болуы нәтижесінде қоректендіруші торапта жоғары гармоникалықтық қуатты ағындары пайда болып, олар қондырғының энергетикалық көрсеткішерін азайтады. Тоқ күшінің үлкен мәндері кезінде доға кернеуі орнығады және одан тәуелсіз болады.

3.6-сурет. Электрлік доғаның кернеуі мен тоғы графиктері: а-таза актив кедергі кезінде; б-тізбекте индуктивтілік бар кезде.