5 Сурет – Индукциялық арналы пештің сұлбасы

Индукциялық арналы пештер күштік трансформаторларға қарағанда келесідей артықшылықтарға ие:

1) екінші ретті орамасы жүктемеге біріккен және бірігші ретті ораманың биіктігімен салыстырғанда аз білікке қатысты бір ғана орамы бар;

2) ыдырату ағынының Ф_s көп болуы пештердің футерлеу қажеттілігіне байланысты , ол төмен ие.

Бірінші ретті ораманың магнит ағыны Ф₁ арна металлды кесіп өтеді, электр қозғалыс күшін Е₂ туғызады.

Қысқа тұйықталған орамда туған (балқыған металдағы арна) ток I₂ металлмен өтіп, Джоул-Ленц заңына байланысты жылу шығарады.

Арналы пештердің біркелкі химиялық құрылымы және сұйық металдардың бір температурасы металлдың интенсивті араласуын қамтамасыз етеді, ол арнада индуктордың магнит өрісінің тоқпен өзара әрекетін тудырады, олар пештерде магнитті гидродинамикалық құбылыстарды тудыруға алып келеді.

Индукциялық арналы пештердің ең маңызды артықшылығы олардың жоғары энергетикалық ПӘК-і, қайтабалқытылған металл мәнінің 60-95% жететін түріне тәуелді.

Сонымен қатар, индукциялық арналы пештердің металл бықсылығының аздығын атап өткен жөн, себебі бұл жерде металлдың көп қызуы және астау пештерінің төбесінде металлдың көп тотықсыздануы болмайды.

Арналы пештердің құралымының негізгі үш түр бар: шахталы, барабанды және екі камералы (6 суретті қара).

6 Сурет – Индукциялық арналы пештердің негізгі құрылымының түрлері

ИАП-дің шахталы түрінде балқымалы камерасы тік цилиндрлі пішінге ие, бөлшектеріне балқымалы бірліктер бекітілген (6,а суретті қара). Металлды құю барысында пешті гидравликалық қондырғы көмегімен еңкейтеді. Осы түрдегі пештер құралымының артықшылығы жасалуының оңайлылығы, астау пештерін футерлеуін ауыстыруында және жөндеуінде.

ИАП-дің барабанды түрінде балқымалы камерасы цилиндрде көлденең түрде орналасқан. Ол еңкейту механизм жетектерінің әртүрлі каткасында немесе шетмойында (цапфа) орнатылған. Пеште бірнеше индукциялық бірліктер болады, олар пештің төменгі бөлігінде орналасады (6,б суретті қара).

Екі камералы арналы пештер (6,в суретті қара) өзара еңкейтілетін немесе көлденең орналасқан екі астауды қосатын арнамен жасалған. Бұл кезде олардың біреуі балқыма ретінде, ал екіншісі тарату ретінде қолданылады.

Индукциялық тигельді пештер.

Индукциялық тигельді пештердің электротехникалық көрсеткіштері қыздырылатын электрөткізгіш денелер индуктормен жасалынатындар, екі жүйе индукивті контурлы токпен байланысқан айнымалы электр магнит өрісін тудыратындар болып табылады.

Индукциялық тигельді пештер (ИТП) (7 суретті қара) келесі негізгі бөлімдерден тұрады: айнымалы токқа қосылған индукор1, балқымалы металлдан 2, отқа төзімді тигель 3 ішінде орналасқан және сыртқы магнит өткізгіштен 4, үлкен сыйымдылықты пештерде энергия шығындарын төмендету және экрандау үшін пайдаланылады, сонымен қатар металлды құю кезінде пештерді еңкейту үшін токөткелдер және қондырғылар пайдаланылады.

7 Сурет – Индукциялық тигельді пештердің сұлбасы

Қыздыру және балқыту металлдық жүктелу индукцияланған электр магнит өрісі мен электр тогы арқасында болады, жүктелу кезінде Джоул-Ленц заңы бойынша жылу шығарылады.

ИТД –да металдың балқуы энергияның үлкен шеткі бөлігінің шығарып таратылуымен және оның интенсивтілігінің араласуымен сипатталады. Босату пешінің балқымалы және ұзақ мерзімді жай маркалы пешке өтудегі ИТП – ның ИКП дағы сипаттамалық ерекшелігі.

Индукциялық тигельді пештің басқа да келесідей оң жақтарын қарастыруға болады:

а) жылулық және электрондық жанасуынан металдың және балқыманың химиялық құрамын таза алудағы мүмкіндік;

б) балқыманы нейтралді ортада және вакумда тексеру жоғары сапалы металды алу мүмкіндігі;

в) пештің қызмет ету мерзімінің ұзақ болуы, футеровкада аса қыздырудың болмауынан.

Реактивті қуатты қарымталауда индуктивті тигельді пештер табиғи коэффициент қуатын соs_п=0,80,3 және конденсатор батареясы қондырғысын қажет етеді.

Орташа сыйымдылықты казіргі заманғы тигельдік электр пештерінің құрылымын тигелден және индуктордан құралған жеке торапқа алмастыру уақыты қысқарады. Элементті конструкциялаудың бірдейлігі тигельдің сыйымдылығы ондаған тоннадан бірнеше килограмм балқытылған металдың 50 Гц тен 400 кГц ке дейін болуы балқымалы тигельдік пештің қоректендіру тогының жиілігіне тәуелсіздігінен.

Индукциялық қыздырғыш қондырғы.

Индукциялық қыздырғыш қондырғы негізгі екі топқа бөлінеді: жеделдетіп және қарымталап қыздыру қондырғылары.

Индукциялық жеделдетіп қыздырғыш қондырғыларды соғып деформациялау пластикасын, штамповкалау, және т.б қыздырып дайындауда қолданады.

Индукциялық қондырғының қоректену көзі 50-10000 Гц бөлігінде орындалу, қыздырылған бөлшектің және металдардың геометриялық параметіріне байланысты. Желдетіп қыздыру қондырғысының жұмыс жиілігі былайша сипатталады: жоғары температурамен жеткілікті қабат қалыңдығының болмауынан, бөлшектер ағыны арасында температура бөлініп шығады. Осыған байланысты аса қыздырудың дайындамасы төмен болады да, қондырғының ПӘК-і жоғары болады.

Желдетіп қыздыру қондырғысы жұмыс жасау режімі бойынша периодты және үзіліссіз қозғалыс қондырғысы болып бөлінеді. Магниттік материалдардан жасалған дайындаманың қызуы кезінде пайдаланатын қуатында өріс болады, басында өседі содан кейін КЮРИ нүктесіне жеткенде бастапқы өскен қуатын 60-70% -ке төмендетеді. Түсті металдан жасалған дайындаманың қызуы кезінде электрлік кедергісіне байланысты оның қуаты қызу шегіне жеткен кезде бірнеше есе өседі.

Индукциялық қыздыру қондырғысының қоректендіру көзі.

Индукциялық балқыту немесе қыздыру құрылғысы қоректендіру көзінен, үлестіруші қондырғыдан (үлестіруші трансформатор, автотрансформаторлар); конденсатор батареясының реактивті қуаттылықты қарымталау қондырғысынан, қыздырғыш индуктр және балқыту құрылғысынан; қоректену көзі индуктрмен байланысқан тораптан реттеуді және автоматты басқару, қорғаныш аппаратынан, қыздыратан материалды түсіру және араластыру жүктеме механизмдерінен тұрады.

Индукциялық қыздыру қондырғысы токтың қолдану жиілігіне байланысты өндірістік, жоғары және жоғары жиілікті қондырғылар деп бөлінеді. Өндірісте 50 Гц-гі жиілікті жоғары және орташа қуатты, каналды қондырғылар және тигелдік пештің көп бөлігі қолданылады. Олар трансформатрларды және автотрансформатрларды арнайы, немесе 220, 380 және 660 В кернеудегі электрлік жабдықтауды тікелей тораппен қоректендіреді. Жоғары вольтті пешті қосалқы стансасынан жоғары қуатты қондырғы 6-10 кВ кернеумен тораптан қоректендіреді.

Каналды индукциондық пеш арнайы номиналды пайдалануды қажет етпейді, сұйық металдың температурасы белгіленген канал бойынша емес, қатарынан және электрлік параметрлі пештің көрсеткіштері белгіленбеген параметрлермен өзгереді. Пештің қыстырғышы кең көлемде кернеуді реттеу талап етіледі, екі бірдей пеште металдар мен балқымалар параметрлері арқылы орналасады. Бұл жағдайда арнайы секциоланған ораманы торапқа трансформатор және автотрансформатор арқылы қосады. Топтастырылған пештер сияқты өзінің жеке кемшіліктері мен артықшылықтары болады. Топтастырып қоректенудің кемшіліктеріне мыналар жатағы: әр пештің өзінің қатысу мүмкіндігінің орналастыру режімі және қатардан шыққан пештік трансформаторда, топтық пештің жұмысын жоспарлаушы желі болып тұрады. Бірақта топтың қоректенуі қондырғыларды және жай қызметінің ПӘК ін үлкейтеді.

Жоғары жиілікті индукциялық қондырғы арнайы агрегаттарды қоректендіреді, үш фазалық тоқтың үлкен жиілікті бір фазалы тоққа арналған. Бұндай құрылғыға машиналық генератор, статикалық көбейткіштер кіреді. Бұндай амалмен алынған үлкен жиілікті былайша түсіндіреді. Егер өзекшені темір жүрекшемен синусойдалы кернеумен қоректендіреді, магниттік ағынның үлкейуімен жүрекше формадағы токтың қатарынан толтыру әсерінен жарықшаланады және ток гармондарды шығарады. Осындай үш фазалы үш ораманы байланыстырғанда тез жиілік алуға болады егер ең маңызды толқын өшсе, әр фазадан гөрі гармондар 3 есе көп болады.

7 Дәріс

Диэлектрлік қыздыру қондырғылары

7.1 Диэлектрлік қыздырудың физикалық негіздері

7.2 Диэлектрлік қыздырғыштардың түрлері мен құрылысы

7.3 Диэлектрлік қыздыру қондырғыларына арналған жоғарыжиілікті генератордың схемасы

Дәрістің мақсаты:

- электрлік қыздырғыштың құрылғысымен танысу.

Дәрістің мазмұны.

- диэлектрлік қыздырғыш құрылысының конструкциясымен танысу.

Электрлік токты қолдану басқа қыздырғыштардың алдында өз артықшылықтары бар, олар диэлектрлер мен жартылай өткізгіштіктердің электрлік өрісі арқылы электрлік токтардың өтуі. Бұл тұрақтылық, жылдамдық және үлкен өндіргіштік. Бұл қыздыруды энергетикалық көз қараспен қарағанда эффективті өткелі бұл энергияны қыздыру материалына жіберді.

Технологиялық сипатына қарай үлкен жиілікті диэлектрлік қыздырғыштар үш түрге бөлінеді.

Бірінші түрдегі қондырғылар үлкен өндіргіш заттардың қайта өңделу процесі заттардың қайта өңделу процесі үшін қажет, себебі олар үлкен қыздыруды талап етеді; мысалы мақта пен талшықтардың кептірілуі, фарфорлық және электроизоляционған дайындамаларды жандыруда осы процесспен жүзеге асырылады.

Екінші түрдегі қондырғылар үшін тегіс дайындамаларды, мысалы текстилдік талшықта талшықтардың кептіргіші матадағы суреттерді, қағаздарды фотопленкаларды, химиялық және фармоцевтикалық препараттарды тегістеу осы процеспен жүзеге асырылады.

Үшінші түрдегі қондырғылар тез және бір типті қыздыруды қажет етпейді мысалы: азық – түлікті мұздату, суыту және тез дайындалатын тағамдар, май мен саңырауқұлақтарды кептіру осы процесспен орындалады.

Жоғары сапалы қыздыруды қолдану азықтүліктің сапасын, технологиялық процестердің тез жүруі және үлкен кіріс әкеледі.

Өрістенудің бірнеше түрлері бар.

Электрондық полярлану атомды араласқан электронды бұлттардың атом ядросы және ең соңғы индуцияланған дипольді моменттің қатынасына тең (8,а суретті қара). Электрондардың өзіндік тербелісінің уақыты 10^-14 -10^-15 с құрайды және осы уақытта электрондық полеризатция орнатылады.

Иондық полярлану қатты диэлектриктердің иондық кристалдарды торларының араласқан иондар молекулалары мықты етеді. (қайнатпа тұзда иондар Na⁺ және Cl^-). Электрондардың өзіндік тербелісі 10^-12 -10^-13с құрайды, және осы уақытта электронды поляризация орнатылады.

Бағдарлану полярлануы қатты дипольді көрсеткіштері бар ішкі электрлік өрісі диэлектриктерде молекулалар тәуелсіз орын алады. Жиі бұрылыстың және реттелген дипольдің ішкі электрлік өрісіне тәуелсіздігі полярлануды тудырады (8,б суретті қара). Полярлану молекулалары бір-біріне байланысқан, электрлік өрістің әсерінен аз ғана бұрышқа бұрылатын, араласқан таянышты полярлану, қатты және сұйық диэлектриктерде пайда болады.