เตาอบขนมปังแบบเหนี่ยวนำ DIY หลักการทำงานของเตาเหนี่ยวนำ หลักการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ วิดีโอ: เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำล้มเหลวจากเตาในครัว

เตาเหนี่ยวนำถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2430 และภายในสามปีการพัฒนาอุตสาหกรรมครั้งแรกก็ปรากฏขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากการถลุงโลหะหลายชนิด ฉันอยากจะทราบว่าในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเตาเหล่านี้เป็นสิ่งแปลกใหม่ ประเด็นก็คือนักวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นไม่ค่อยเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นในกระบวนการนี้ วันนี้เราคิดออกแล้ว ในบทความนี้เราจะสนใจในหัวข้อ - เตาเหนี่ยวนำที่ต้องทำด้วยตัวเอง การออกแบบที่เรียบง่ายแค่ไหน สามารถประกอบเครื่องนี้ที่บ้านได้หรือไม่?

หลักการทำงาน

ต้องเริ่มประกอบโดยทำความเข้าใจหลักการทำงานและโครงสร้างของตัวเครื่อง เริ่มจากสิ่งนี้กันก่อน ให้ความสนใจกับภาพด้านบนนี้เราจะเข้าใจตามนั้น

อุปกรณ์ประกอบด้วย:

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้า G ซึ่งผลิตกระแสสลับ
• ตัวเก็บประจุ C ร่วมกับคอยล์ L ทำให้เกิดวงจรการสั่นซึ่งให้การติดตั้งที่อุณหภูมิสูง
  

  ความสนใจ! การออกแบบบางอย่างใช้สิ่งที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดการสั่นในตัว ทำให้สามารถถอดตัวเก็บประจุออกจากวงจรได้

• ขดลวดในพื้นที่โดยรอบก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าระบุในรูปของเราด้วยตัวอักษร "H" สนามแม่เหล็กนั้นมีอยู่ในอวกาศและสามารถปิดได้ผ่านแกนเฟอร์โรแมกเนติก
• มันยังทำหน้าที่กับประจุ (W) ซึ่งจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก (F) อย่างไรก็ตามแทนที่จะเรียกเก็บเงินสามารถติดตั้งช่องว่างบางประเภทได้
• ฟลักซ์แม่เหล็กทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิที่ 12 V แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อ W เป็นองค์ประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
• หากชิ้นงานที่ให้ความร้อนมีขนาดใหญ่และแข็ง กระแสฟูโกต์ที่เรียกว่าจะเริ่มทำงานภายในชิ้นงาน มันเป็นประเภทกระแสน้ำวน
• ในกรณีนี้ กระแสน้ำวนจะส่งพลังงานความร้อนจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งจะทำให้ชิ้นงานร้อนขึ้น

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าค่อนข้างกว้าง และแม้แต่การแปลงพลังงานแบบหลายขั้นตอนซึ่งมีอยู่ในเตาเหนี่ยวนำแบบโฮมเมดก็ยังมีประสิทธิภาพสูงสุด - มากถึง 100%

เตาเบ้าหลอม

พันธุ์

เตาเหนี่ยวนำมีสองการออกแบบหลัก:

• ท่อ.
• เบ้าหลอม.

เราจะไม่อธิบายคุณสมบัติที่โดดเด่นทั้งหมดของพวกเขาที่นี่ โปรดทราบว่าเวอร์ชันช่องเป็นการออกแบบที่คล้ายกับเครื่องเชื่อม นอกจากนี้เพื่อที่จะหลอมโลหะในเตาเผาดังกล่าวจำเป็นต้องทิ้งการหลอมไว้เล็กน้อยโดยที่กระบวนการนี้ไม่ได้ผล ตัวเลือกที่สองคือโครงการที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งใช้เทคโนโลยีโดยไม่มีการหลอมละลายตกค้าง นั่นคือติดตั้งเบ้าหลอมเข้ากับตัวเหนี่ยวนำโดยตรง

มันทำงานอย่างไร

ทำไมคุณถึงต้องการเตาแบบนี้ที่บ้าน?

โดยทั่วไปแล้วคำถามนี้ค่อนข้างน่าสนใจ ลองดูสถานการณ์นี้ มีอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของโซเวียตจำนวนมากที่ใช้หน้าสัมผัสทองหรือเงิน โลหะเหล่านี้สามารถกำจัดออกได้หลายวิธี หนึ่งในนั้นคือเตาแม่เหล็กไฟฟ้า

นั่นคือคุณนำหน้าสัมผัสใส่ไว้ในเบ้าหลอมที่แคบและยาวซึ่งคุณติดตั้งในตัวเหนี่ยวนำ หลังจากผ่านไป 15-20 นาที คุณจะได้ก้านที่ลดกำลังลง ทำให้อุปกรณ์เย็นลง และทำลายเบ้าหลอม คุณจะได้แท่งไม้ซึ่งท้ายที่สุดคุณจะพบปลายทองหรือเงิน ตัดมันแล้วนำไปโรงรับจำนำ

แม้ว่าควรสังเกตว่าด้วยความช่วยเหลือของหน่วยโฮมเมดนี้คุณสามารถดำเนินการกระบวนการต่าง ๆ ด้วยโลหะได้ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถทำให้แข็งตัวหรือทำให้อารมณ์ร้อนได้

คอยล์พร้อมแบตเตอรี่(เครื่องกำเนิดไฟฟ้า)

ส่วนประกอบเตา

ในส่วนหลักการทำงาน เราได้กล่าวถึงทุกส่วนของเตาเหนี่ยวนำแล้ว และหากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกอย่างชัดเจนก็จำเป็นต้องแยกตัวเหนี่ยวนำ (คอยล์) ออก ท่อทองแดงก็เหมาะกับมัน หากคุณกำลังประกอบอุปกรณ์ที่มีกำลัง 3 kW คุณจะต้องใช้ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. ขดลวดนั้นบิดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 80-150 มม. โดยมีจำนวนรอบตั้งแต่ 8 ถึง 10

โปรดทราบว่าการหมุนของท่อทองแดงไม่ควรสัมผัสกัน ระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างพวกเขาคือ 5-7 มม. ตัวคอยล์เองไม่ควรสัมผัสหน้าจอ ระยะห่างระหว่างพวกเขาคือ 50 มม.

โดยทั่วไปแล้ว เตาเหนี่ยวนำอุตสาหกรรมจะมีหน่วยทำความเย็น เป็นไปไม่ได้ที่จะทำที่บ้าน แต่สำหรับเครื่องขนาด 3 kW การทำงานนานถึงครึ่งชั่วโมงไม่เป็นอันตราย จริงอยู่เมื่อเวลาผ่านไป เกล็ดทองแดงจะก่อตัวบนท่อซึ่งจะลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ จึงต้องเปลี่ยนคอยล์เป็นระยะๆ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โดยหลักการแล้วการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยมือของคุณเองนั้นไม่ใช่ปัญหา แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อคุณมีความรู้เพียงพอเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุในระดับนักวิทยุสมัครเล่นโดยเฉลี่ย หากคุณไม่มีความรู้เช่นนั้นก็ลืมเรื่องเตาแม่เหล็กไฟฟ้าไปได้เลย สิ่งที่สำคัญที่สุดคือคุณต้องใช้งานอุปกรณ์นี้อย่างชำนาญด้วย

หากคุณเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกในการเลือกวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ลองใช้คำแนะนำสักหนึ่งข้อ - ไม่ควรมีสเปกตรัมกระแสไฟฟ้าที่แข็ง เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่าเรากำลังพูดถึงอะไรเราขอเสนอวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดสำหรับเตาเหนี่ยวนำในภาพด้านล่าง

วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ความรู้ที่จำเป็น

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตัวอย่างคือเนื้อไมโครเวฟ ดังนั้นจึงควรดูแลความปลอดภัย และไม่สำคัญว่าคุณกำลังประกอบเตาและทดสอบหรือใช้งานเตาอยู่ มีตัวบ่งชี้ความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงาน ดังนั้นมันจึงขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และยิ่งความถี่ของรังสีสูงเท่าไรก็ยิ่งส่งผลเสียต่อร่างกายมนุษย์มากขึ้นเท่านั้น

หลายประเทศได้นำมาตรการความปลอดภัยที่คำนึงถึงความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงานมาใช้ มีการพัฒนาขีดจำกัดที่ยอมรับได้ นี่คือ 1-30 มิลลิวัตต์ต่อ 1 ตร.ม. ของร่างกายมนุษย์ ตัวบ่งชี้เหล่านี้ใช้ได้หากการสัมผัสเกิดขึ้นไม่เกินหนึ่งชั่วโมงต่อวัน โดยวิธีการติดตั้งหน้าจอชุบสังกะสีจะช่วยลดความหนาแน่นของเพดานได้ถึง 50 เท่า

อย่าลืมให้คะแนนบทความ

เตาเหนี่ยวนำใช้สำหรับการถลุงโลหะและมีความโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าการให้ความร้อนในโลหะนั้นเกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้า กระแสตื่นเต้นในตัวเหนี่ยวนำ หรือแม่นยำกว่านั้นในสนามคงที่

ในโครงสร้างดังกล่าว พลังงานจะถูกแปลงหลายครั้ง (ตามลำดับนี้):

• เข้าสู่แม่เหล็กไฟฟ้า
• ไฟฟ้า;
• ความร้อน

เตาดังกล่าวช่วยให้คุณใช้ความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดซึ่งไม่น่าแปลกใจเพราะเป็นเตาที่ทันสมัยที่สุดในบรรดารุ่นที่มีอยู่ทั้งหมดที่ใช้ไฟฟ้า

บันทึก! การออกแบบการเหนี่ยวนำมีสองประเภท - มีหรือไม่มีแกน ในกรณีแรก โลหะจะถูกวางในรางท่อซึ่งตั้งอยู่รอบๆ ตัวเหนี่ยวนำ แกนกลางอยู่ในตัวเหนี่ยวนำนั่นเอง ตัวเลือกที่สองเรียกว่าเบ้าหลอมเนื่องจากมีโลหะและเบ้าหลอมอยู่ในตัวบ่งชี้อยู่แล้ว แน่นอนว่าในกรณีนี้จะไม่มีการพูดถึงแกนหลักใดๆ

ในบทความวันนี้เราจะพูดถึงวิธีการทำเตาแม่เหล็กไฟฟ้า DIY.

ในบรรดาข้อดีหลายประการ ต่อไปนี้เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การเน้น:

• ความสะอาดและความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อม
• เพิ่มความสม่ำเสมอของการหลอมเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโลหะ
• ความเร็ว – เตาอบสามารถใช้งานได้เกือบจะทันทีหลังจากเปิดเครื่อง
• การวางแนวพลังงานแบบโซนและโฟกัส
• อัตราการหลอมละลายสูง
• ไม่มีควันจากสารผสม
• ความเป็นไปได้ของการปรับอุณหภูมิ
• ความเป็นไปได้ทางเทคนิคมากมาย

แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน

1. ตะกรันได้รับความร้อนจากโลหะส่งผลให้มีอุณหภูมิต่ำ
2. หากตะกรันเย็นแสดงว่าเป็นการยากมากที่จะกำจัดฟอสฟอรัสและกำมะถันออกจากโลหะ
3. สนามแม่เหล็กจะกระจายไประหว่างขดลวดกับโลหะที่หลอมละลาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดความหนาของชั้นบุ ในไม่ช้านี้จะทำให้เยื่อบุตัวเองล้มเหลว

วิดีโอ – เตาแม่เหล็กไฟฟ้า

การใช้งานทางอุตสาหกรรม

การออกแบบทั้งสองนี้ใช้ในการถลุงเหล็กหล่อ อลูมิเนียม เหล็ก แมกนีเซียม ทองแดง และโลหะมีค่า ปริมาตรที่เป็นประโยชน์ของโครงสร้างดังกล่าวอาจมีตั้งแต่หลายกิโลกรัมจนถึงหลายร้อยตัน

เตาอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็นหลายประเภท

1. การออกแบบความถี่กลางมักใช้ในวิศวกรรมเครื่องกลและโลหะวิทยา ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา เหล็กจึงละลาย และเมื่อใช้ถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์ โลหะที่ไม่ใช่เหล็กก็จะถูกละลาย
2. การออกแบบความถี่ทางอุตสาหกรรมใช้ในการถลุงเหล็ก
3. โครงสร้างความต้านทานมีไว้สำหรับการหลอมอลูมิเนียม อลูมิเนียมอัลลอยด์ และสังกะสี

บันทึก! เป็นเทคโนโลยีการเหนี่ยวนำที่สร้างพื้นฐานของอุปกรณ์ยอดนิยม - เตาไมโครเวฟ

ของใช้ในครัวเรือน

ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน เตาเหนี่ยวนำสำหรับการหลอม จึงมักไม่ค่อยถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน แต่เทคโนโลยีที่อธิบายไว้ในบทความนี้พบได้ในบ้านและอพาร์ตเมนต์ทันสมัยเกือบทั้งหมด ซึ่งรวมถึงเตาไมโครเวฟ เตาแม่เหล็กไฟฟ้า และเตาอบไฟฟ้าที่กล่าวมาข้างต้น

พิจารณาตัวอย่างเช่นแผ่นพื้น พวกเขาอุ่นจานเนื่องจากกระแสน้ำวนเหนี่ยวนำซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนเกิดขึ้นเกือบจะในทันที เป็นเรื่องปกติที่จะไม่สามารถเปิดเตาที่ไม่มีเครื่องครัวอยู่ได้

ประสิทธิภาพของเตาแม่เหล็กไฟฟ้าถึง 90% สำหรับการเปรียบเทียบ: สำหรับเตาไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 55-65% และสำหรับเตาแก๊สจะไม่เกิน 30-50% แต่ตามความเป็นจริงแล้ว เป็นที่น่าสังเกตว่าจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษในการใช้งานเตาที่อธิบายไว้

เตาเหนี่ยวนำแบบโฮมเมด

ไม่นานมานี้นักวิทยุสมัครเล่นในประเทศแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าคุณสามารถสร้างเตาแม่เหล็กไฟฟ้าได้ด้วยตัวเอง ปัจจุบันมีรูปแบบและเทคโนโลยีการผลิตที่แตกต่างกันมากมาย แต่เราได้นำเสนอเฉพาะรูปแบบที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเท่านั้นซึ่งหมายถึงมีประสิทธิภาพและใช้งานง่ายที่สุด

เตาเหนี่ยวนำทำจากเครื่องกำเนิดความถี่สูง

ด้านล่างเป็นวงจรไฟฟ้าสำหรับทำอุปกรณ์โฮมเมดจากเครื่องกำเนิดความถี่สูง (27.22 เมกะเฮิรตซ์)

นอกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว การประกอบยังต้องใช้หลอดไฟกำลังสูง 4 ดวงและหลอดไฟขนาดใหญ่สำหรับแสดงความพร้อม

บันทึก! ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเตาที่ผลิตตามโครงการนี้คือที่จับคอนเดนเซอร์ - ในกรณีนี้จะตั้งอยู่ด้านนอก

นอกจากนี้โลหะที่อยู่ในขดลวด (ตัวเหนี่ยวนำ) จะหลอมละลายในอุปกรณ์ที่มีกำลังน้อยที่สุด

ในระหว่างการผลิต จำเป็นต้องจำจุดสำคัญบางประการที่ส่งผลต่อความเร็วในการตัดโลหะนี้:

• พลัง;
• ความถี่;
• การสูญเสียน้ำวน;
• ความเข้มของการถ่ายเทความร้อน
• การสูญเสียฮิสเทรีซิส

อุปกรณ์จะใช้พลังงานจากเครือข่าย 220 V มาตรฐาน แต่มีวงจรเรียงกระแสที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้า หากเตามีไว้เพื่อให้ความร้อนในห้องขอแนะนำให้ใช้เกลียวนิกโครมและหากใช้สำหรับการหลอมให้ใช้แปรงกราไฟท์ มาดูการออกแบบแต่ละแบบโดยละเอียดกันดีกว่า

วิดีโอ - การสร้างอินเวอร์เตอร์เชื่อม

สาระสำคัญของการออกแบบมีดังนี้: มีการติดตั้งแปรงกราไฟท์คู่หนึ่งและมีผงหินแกรนิตเทอยู่ระหว่างนั้นหลังจากนั้นจึงทำการเชื่อมต่อกับหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ เป็นลักษณะเฉพาะที่ในระหว่างการถลุงไม่จำเป็นต้องกลัวไฟฟ้าช็อตเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ไฟ 220 โวลต์

เทคโนโลยีการประกอบ

ขั้นตอนที่ 1 ประกอบฐาน - กล่องอิฐไฟร์เคลย์ขนาด 10x10x18 ซม. วางบนกระเบื้องทนไฟ

ขั้นตอนที่ 2 กล่องปิดท้ายด้วยกระดาษแข็งใยหิน หลังจากเปียกน้ำแล้ววัสดุจะนิ่มลงซึ่งช่วยให้มีรูปร่างได้ หากต้องการก็สามารถหุ้มโครงสร้างด้วยลวดเหล็กได้

บันทึก! ขนาดของกล่องอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 3 ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเตากราไฟท์คือหม้อแปลงไฟฟ้าจากเครื่องเชื่อมที่มีกำลัง 0.63 กิโลวัตต์ หากหม้อแปลงได้รับการออกแบบสำหรับ 380 V ก็สามารถย้อนกลับได้แม้ว่าช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์หลายคนจะอ้างว่าคุณสามารถทิ้งทุกอย่างไว้ตามเดิมได้

ขั้นตอนที่ 4 หม้อแปลงหุ้มด้วยอลูมิเนียมบาง ๆ ซึ่งจะทำให้โครงสร้างไม่ร้อนเกินไประหว่างการทำงาน

ขั้นตอนที่ 5 มีการติดตั้งแปรงกราไฟท์ มีการติดตั้งพื้นผิวดินที่ด้านล่างของกล่อง - ด้วยวิธีนี้โลหะหลอมเหลวจะไม่แพร่กระจาย

ข้อได้เปรียบหลักของเตาเผานี้คืออุณหภูมิสูงซึ่งเหมาะสำหรับการถลุงแพลตตินัมหรือแพลเลเดียมด้วยซ้ำ แต่ข้อเสียคือความร้อนของหม้อแปลงอย่างรวดเร็วปริมาณน้อย (สามารถหลอมได้ครั้งละไม่เกิน 10 กรัม) ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีการออกแบบที่แตกต่างกันสำหรับการหลอมที่มีปริมาตรมากขึ้น

ดังนั้นในการหลอมโลหะจำนวนมากคุณจะต้องมีเตาหลอมที่มีลวดนิกโครม หลักการทำงานของการออกแบบค่อนข้างง่าย: กระแสไฟฟ้าถูกส่งไปยังเกลียวนิกโครมซึ่งทำให้โลหะร้อนและละลาย มีสูตรที่แตกต่างกันมากมายบนอินเทอร์เน็ตสำหรับการคำนวณความยาวของเส้นลวด แต่โดยหลักการแล้วทั้งหมดเหมือนกัน

ขั้นตอนที่ 1 สำหรับเกลียวให้ใช้นิกโครมø0.3มม. ที่มีความยาวประมาณ 11 ม.

ขั้นตอนที่ 2 ลวดจะต้องพันกัน ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องมีท่อทองแดงตรงขนาดø5มม. - มีเกลียวพันอยู่

ขั้นตอนที่ 3 ใช้ท่อเซรามิกขนาดเล็ก ø1.6 ซม. และยาว 15 ซม. เป็นเบ้าหลอม ปลายด้านหนึ่งของท่อเสียบด้วยด้ายใยหิน - ด้วยวิธีนี้โลหะหลอมเหลวจะไม่ไหลออกมา

ขั้นตอนที่ 4 หลังจากตรวจสอบการทำงานแล้ว ให้วางเกลียวรอบท่อ ในกรณีนี้จะมีการวางด้ายใยหินชนิดเดียวกันไว้ระหว่างรอบ - ซึ่งจะป้องกันการลัดวงจรและจำกัดการเข้าถึงออกซิเจน

ขั้นตอนที่ 5 วางขดลวดที่เสร็จแล้วไว้ในช่องเสียบหลอดไฟกำลังสูง ตลับหมึกดังกล่าวมักเป็นเซรามิกและมีขนาดที่ต้องการ

ข้อดีของการออกแบบนี้:

• ผลผลิตสูง (มากถึง 30 กรัมต่อการผ่าน)
• ความร้อนอย่างรวดเร็ว (ประมาณห้านาที) และการระบายความร้อนที่ยาวนาน
• ใช้งานง่าย - สะดวกในการเทโลหะลงในแม่พิมพ์
• เปลี่ยนเกลียวทันทีในกรณีที่เกิดความเหนื่อยหน่าย

แต่แน่นอนว่ายังมีข้อเสียอยู่:

• นิกโครมไหม้โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเกลียวมีฉนวนไม่ดี
• ความไม่มั่นคง - อุปกรณ์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 220 V

บันทึก! คุณไม่สามารถเพิ่มโลหะลงในเตาได้หากส่วนก่อนหน้านี้ละลายไปแล้ว มิฉะนั้นวัสดุทั้งหมดจะกระจายไปทั่วห้องและอาจทำให้ดวงตาของคุณเสียหายได้

บทสรุป

อย่างที่คุณเห็นคุณยังสามารถสร้างเตาเหนี่ยวนำได้ด้วยตัวเอง แต่พูดตามตรงการออกแบบที่อธิบายไว้ (เช่นเดียวกับที่มีบนอินเทอร์เน็ต) ไม่ใช่เตา แต่เป็นอินเวอร์เตอร์ในห้องปฏิบัติการ Kukhtetsky เป็นไปไม่ได้เลยที่จะประกอบโครงสร้างการเหนี่ยวนำแบบเต็มรูปแบบที่บ้าน

ประเภทการทำความร้อนที่ทันสมัยที่สุดคือประเภทที่ความร้อนถูกสร้างขึ้นโดยตรงในตัวทำความร้อน วิธีการให้ความร้อนนี้ทำได้ดีมากโดยการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านร่างกาย อย่างไรก็ตาม การรวมตัวทำความร้อนเข้ากับวงจรไฟฟ้าโดยตรงนั้นไม่สามารถทำได้เสมอไปด้วยเหตุผลด้านเทคนิคและการปฏิบัติ

ในกรณีเหล่านี้ การทำความร้อนประเภทที่สมบูรณ์แบบสามารถทำได้โดยใช้การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ซึ่งความร้อนจะถูกสร้างขึ้นในตัวทำความร้อนด้วยเช่นกัน ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็น ซึ่งมักจะมีขนาดใหญ่ในผนังของเตาเผาหรือในองค์ประกอบความร้อนอื่น ๆ ดังนั้นแม้จะมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำในการสร้างกระแสความถี่สูงและความถี่สูง แต่ประสิทธิภาพโดยรวมของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำมักจะสูงกว่า

วิธีการเหนี่ยวนำยังช่วยให้ทำความร้อนอย่างรวดเร็วของวัตถุที่ไม่ใช่โลหะอย่างสม่ำเสมอตลอดความหนาทั้งหมด ค่าการนำความร้อนที่ไม่ดีของร่างกายดังกล่าวไม่รวมถึงความเป็นไปได้ที่จะให้ความร้อนอย่างรวดเร็วของชั้นภายในในลักษณะปกตินั่นคือโดยการจ่ายความร้อนจากภายนอก ด้วยวิธีเหนี่ยวนำ ความร้อนจะถูกสร้างขึ้นอย่างเท่าเทียมกันทั้งชั้นนอกและชั้นใน และอาจเกิดอันตรายจากความร้อนสูงเกินไปของชั้นหลังได้หากไม่ได้ฉนวนกันความร้อนที่จำเป็นของชั้นนอก

คุณสมบัติอันมีค่าอย่างยิ่งของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำคือความเป็นไปได้ที่พลังงานจะมีความเข้มข้นสูงมากในตัวทำความร้อน ซึ่งสามารถตอบสนองต่อปริมาณที่แม่นยำได้อย่างง่ายดาย เป็นไปได้ที่จะได้รับความหนาแน่นของพลังงานลำดับเดียวกันเท่านั้น อย่างไรก็ตาม วิธีการให้ความร้อนนี้ควบคุมได้ยาก

คุณสมบัติและข้อดีที่รู้จักกันดีของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำได้สร้างความเป็นไปได้อย่างกว้างขวางสำหรับการใช้งานในหลายอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณสร้างโครงสร้างประเภทใหม่ที่ไม่สามารถทำได้โดยใช้วิธีการให้ความร้อนแบบเดิมๆ

กระบวนการทางกายภาพ

ในเตาและอุปกรณ์เหนี่ยวนำ ความร้อนในตัวทำความร้อนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจะถูกปล่อยออกมาโดยกระแสเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นการทำความร้อนโดยตรงจึงเกิดขึ้นที่นี่

การเหนี่ยวนำความร้อนของโลหะจะขึ้นอยู่กับกฎทางกายภาพสองข้อ: และกฎของจูล-เลนซ์ มีการวางตัวโลหะ (ช่องว่าง ชิ้นส่วน ฯลฯ) เข้าไป ซึ่งกระตุ้นให้เกิดกระแสน้ำวนในตัว แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดยอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก ภายใต้อิทธิพลของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ กระแสน้ำวน (ปิดอยู่ภายในร่างกาย) จะไหลในร่างกายและปล่อยความร้อนออกมา EMF นี้สร้างขึ้นในโลหะ โดยพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากกระแสน้ำเหล่านี้จะทำให้โลหะร้อนขึ้น การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำเป็นแบบตรงและไม่สัมผัส ช่วยให้คุณเข้าถึงอุณหภูมิที่เพียงพอที่จะหลอมโลหะและโลหะผสมที่ทนไฟได้มากที่สุด

การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำอย่างเข้มข้นสามารถทำได้เฉพาะในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความเข้มและความถี่สูงซึ่งสร้างขึ้นโดยอุปกรณ์พิเศษ - ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำได้รับพลังงานจากเครือข่าย 50 Hz (การตั้งค่าความถี่อุตสาหกรรม) หรือจากแหล่งพลังงานส่วนบุคคล - เครื่องกำเนิดและตัวแปลงความถี่กลางและสูง

ตัวเหนี่ยวนำที่ง่ายที่สุดสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่ต่ำคือตัวนำหุ้มฉนวน (แบบยาวหรือแบบขด) วางอยู่ภายในท่อโลหะหรือวางบนพื้นผิว เมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำเหนี่ยวนำ เครื่องทำความร้อนจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดในท่อ ความร้อนจากท่อ (อาจเป็นเบ้าหลอมก็ได้ ภาชนะ) จะถูกถ่ายโอนไปยังตัวกลางที่ให้ความร้อน (น้ำที่ไหลผ่านท่อ อากาศ ฯลฯ)

การเหนี่ยวนำความร้อนและการชุบแข็งของโลหะ

การใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำโดยตรงของโลหะที่ความถี่ปานกลางและสูง เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้ตัวเหนี่ยวนำที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ตัวเหนี่ยวนำจะปล่อย ซึ่งตกลงบนตัวทำความร้อนและถูกทำให้หมาด ๆ อยู่ในนั้น พลังงานของคลื่นที่ถูกดูดซับจะถูกแปลงเป็นความร้อนในร่างกาย ยิ่งประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา (แบน ทรงกระบอก ฯลฯ) ใกล้กับรูปร่างของร่างกายมากเท่าใด ประสิทธิภาพการทำความร้อนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ดังนั้นตัวเหนี่ยวนำแบบแบนจึงถูกใช้เพื่อให้ความร้อนแก่วัตถุแบบแบน และใช้ตัวเหนี่ยวนำทรงกระบอก (โซลินอยด์) เพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นงานทรงกระบอก โดยทั่วไปสามารถมีรูปร่างที่ซับซ้อนได้เนื่องจากจำเป็นต้องรวมพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าไปในทิศทางที่ต้องการ

คุณลักษณะของการป้อนพลังงานอุปนัยคือความสามารถในการควบคุมตำแหน่งเชิงพื้นที่ของโซนการไหล

ประการแรก กระแสน้ำวนจะไหลภายในพื้นที่ที่ตัวเหนี่ยวนำครอบคลุม เฉพาะส่วนของร่างกายที่เชื่อมต่อด้วยแม่เหล็กกับตัวเหนี่ยวนำเท่านั้นที่จะได้รับความร้อน โดยไม่คำนึงถึงขนาดโดยรวมของร่างกาย

ประการที่สอง ความลึกของโซนการไหลเวียนของกระแสเอ็ดดี้ และด้วยเหตุนี้ โซนปล่อยพลังงานจึงขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสตัวเหนี่ยวนำ (เพิ่มขึ้นที่ความถี่ต่ำและลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น) ท่ามกลางปัจจัยอื่นๆ

ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานจากตัวเหนี่ยวนำไปยังกระแสความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดของช่องว่างระหว่างพวกมันและเพิ่มขึ้นเมื่อมันลดลง

การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำใช้สำหรับการชุบผิวผลิตภัณฑ์เหล็กให้แข็ง โดยการให้ความร้อนเพื่อการเปลี่ยนรูปพลาสติก (การตี การปั๊ม การกด ฯลฯ) การหลอมโลหะ การอบชุบด้วยความร้อน (การหลอม การอบคืนตัว การทำให้เป็นมาตรฐาน การชุบแข็ง) การเชื่อม การชุบผิว และการบัดกรี โลหะ

การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำทางอ้อมใช้สำหรับการทำความร้อนอุปกรณ์ในกระบวนการ (ท่อ ภาชนะบรรจุ ฯลฯ) การทำความร้อนตัวกลางของเหลว การอบแห้งสารเคลือบและวัสดุ (เช่น ไม้) พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดของการติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำคือความถี่ สำหรับแต่ละกระบวนการ (การชุบแข็งพื้นผิว ผ่านการทำความร้อน) จะมีช่วงความถี่ที่เหมาะสมที่สุดซึ่งให้ประสิทธิภาพทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจที่ดีที่สุด สำหรับการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ จะใช้ความถี่ตั้งแต่ 50Hz ถึง 5MHz

ข้อดีของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ

1) การถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าโดยตรงไปยังตัวทำความร้อนทำให้วัสดุตัวนำร้อนโดยตรง ในขณะเดียวกัน อัตราการให้ความร้อนจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการติดตั้งทางอ้อม ซึ่งผลิตภัณฑ์จะถูกให้ความร้อนจากพื้นผิวเท่านั้น

2) การถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าโดยตรงไปยังตัวทำความร้อนไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สัมผัส สะดวกในสภาวะของการผลิตในสายการผลิตแบบอัตโนมัติ เมื่อใช้เครื่องดูดฝุ่นและอุปกรณ์ป้องกัน

3) เนื่องจากปรากฏการณ์ผลกระทบพื้นผิว พลังงานสูงสุดจะถูกปล่อยออกมาในชั้นพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ให้ความร้อน ดังนั้นการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำในระหว่างการชุบแข็งจะทำให้ชั้นผิวของผลิตภัณฑ์ได้รับความร้อนอย่างรวดเร็ว ทำให้ได้พื้นผิวของชิ้นส่วนที่มีแกนค่อนข้างหนืดมีความแข็งสูง กระบวนการชุบแข็งพื้นผิวด้วยการเหนี่ยวนำนั้นรวดเร็วและประหยัดกว่าวิธีการชุบแข็งพื้นผิวแบบอื่นของผลิตภัณฑ์

4) การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำในกรณีส่วนใหญ่ช่วยเพิ่มผลผลิตและปรับปรุงสภาพการทำงาน

เตาหลอมเหนี่ยวนำ

เตาหรืออุปกรณ์เหนี่ยวนำถือได้ว่าเป็นหม้อแปลงชนิดหนึ่งซึ่งขดลวดปฐมภูมิ (ตัวเหนี่ยวนำ) เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสสลับและตัวทำความร้อนนั้นทำหน้าที่เป็นขดลวดทุติยภูมิ

กระบวนการทำงานของเตาหลอมเหนี่ยวนำนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการเคลื่อนที่ด้วยไฟฟ้าและความร้อนของโลหะเหลวในอ่างหรือเบ้าหลอมซึ่งมีส่วนช่วยให้ได้โลหะที่มีองค์ประกอบเป็นเนื้อเดียวกันและอุณหภูมิสม่ำเสมอตลอดทั้งปริมาตรรวมถึงของเสียโลหะต่ำ (หลายครั้ง น้อยกว่าในเตาอาร์ค)

เตาหลอมแบบเหนี่ยวนำใช้ในการผลิตการหล่อ รวมถึงชิ้นงานที่มีรูปร่าง จากเหล็ก เหล็กหล่อ โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และโลหะผสม

เตาหลอมแบบเหนี่ยวนำสามารถแบ่งออกเป็นเตาช่องความถี่อุตสาหกรรมและเตาเบ้าหลอมอุตสาหกรรม ปานกลาง และความถี่สูง

เตาเหนี่ยวนำช่องสัญญาณเป็นหม้อแปลงไฟฟ้า โดยปกติจะมีความถี่อุตสาหกรรม (50 เฮิรตซ์) ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นขดลวดโลหะหลอมเหลว โลหะถูกปิดล้อมในช่องวงแหวนทนไฟ

ฟลักซ์แม่เหล็กหลักทำให้เกิด EMF ในโลหะช่อง EMF สร้างกระแสกระแสไฟฟ้าทำให้โลหะร้อนดังนั้นเตาช่องเหนี่ยวนำจึงคล้ายกับหม้อแปลงที่ทำงานในโหมดลัดวงจร

ตัวเหนี่ยวนำของเตาหลอมแบบช่องทำจากท่อทองแดงตามยาวระบายความร้อนด้วยน้ำส่วนช่องของหินเตาถูกระบายความร้อนด้วยพัดลมหรือจากระบบอากาศส่วนกลาง

เตาเหนี่ยวนำแบบ Channel Induction ได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานต่อเนื่องโดยมีการเปลี่ยนแปลงจากโลหะเกรดหนึ่งไปอีกเกรดหนึ่งซึ่งหาได้ยาก เตาเหนี่ยวนำแบบ Channel Induction ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการหลอมอลูมิเนียมและโลหะผสม เช่นเดียวกับทองแดงและโลหะผสมบางส่วน เตาเผารุ่นอื่นๆ มีความเชี่ยวชาญเป็นเครื่องผสมสำหรับจับและให้ความร้อนสูงเป็นพิเศษกับเหล็กหล่อเหลว โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และโลหะผสม ก่อนที่จะเทลงในแม่พิมพ์

การทำงานของเตาหลอมเหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับการดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากประจุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า กรงถูกวางไว้ภายในขดลวดทรงกระบอกซึ่งเป็นตัวเหนี่ยวนำ จากมุมมองทางไฟฟ้า เตาเบ้าหลอมเหนี่ยวนำเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าลัดวงจรซึ่งมีขดลวดทุติยภูมิเป็นประจุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

เตาเบ้าหลอมแบบเหนี่ยวนำใช้เป็นหลักในการหลอมโลหะสำหรับการหล่อขึ้นรูปในโหมดแบทช์ และสำหรับการหลอมโลหะผสมบางชนิด เช่น บรอนซ์ ซึ่งส่งผลเสียต่อการบุของเตาหลอมแบบแชนเนล โดยไม่คำนึงถึงโหมดการทำงาน

บทความนี้กล่าวถึงการออกแบบเตาหลอมแบบเหนี่ยวนำทางอุตสาหกรรม (ช่องและถ้วยใส่ตัวอย่าง) และโรงชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องจักรและเครื่องแปลงความถี่แบบคงที่

แผนภาพของเตาช่องเหนี่ยวนำ

การออกแบบเตาเหนี่ยวนำท่ออุตสาหกรรมเกือบทั้งหมดได้รับการออกแบบด้วยหน่วยเหนี่ยวนำที่ถอดออกได้ หน่วยเหนี่ยวนำเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีช่องเรียงรายเพื่อรองรับโลหะหลอมเหลว หน่วยเหนี่ยวนำประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้: ปลอก, แกนแม่เหล็ก, ซับใน, ตัวเหนี่ยวนำ

หน่วยการเหนี่ยวนำถูกสร้างขึ้นเป็นเฟสเดียวหรือสองเฟส (คู่) โดยมีหนึ่งหรือสองช่องต่อตัวเหนี่ยวนำ หน่วยเหนี่ยวนำเชื่อมต่อกับด้านทุติยภูมิ (ด้าน LV) ของหม้อแปลงเตาไฟฟ้าโดยใช้คอนแทคเตอร์ที่มีอุปกรณ์ป้องกันส่วนโค้ง บางครั้งคอนแทคเตอร์สองตัวที่มีหน้าสัมผัสกำลังการทำงานแบบขนานในวงจรหลักจะเปิดอยู่

ในรูป รูปที่ 1 แสดงแผนภาพแหล่งจ่ายไฟสำหรับหน่วยเหนี่ยวนำเฟสเดียวของเตาแชนเนล รีเลย์กระแสสูงสุด PM1 และ PM2 ใช้ในการควบคุมและปิดเตาในกรณีเกิดการโอเวอร์โหลดและไฟฟ้าลัดวงจร

หม้อแปลงสามเฟสใช้ในการจ่ายไฟให้กับเตาสามเฟสหรือสองเฟสที่มีแกนแม่เหล็กสามเฟสทั่วไปหรือแกนแม่เหล็กประเภทแกนแยกสองหรือสามแกน

ในการจ่ายไฟให้กับเตาเผาในช่วงเวลาของการกลั่นโลหะและเพื่อรักษาโหมดว่างนั้น เครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติจะถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมพลังงานที่แม่นยำยิ่งขึ้นในช่วงเวลาของการตกแต่งโลหะให้เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ต้องการ (ในโหมดสงบโดยไม่ต้องเดือดละลาย) เช่นเดียวกับการเริ่มต้นเตาครั้งแรกในระหว่างการหลอมครั้งแรกซึ่งดำเนินการโดยใช้โลหะปริมาณเล็กน้อยในอ่างเพื่อให้แน่ใจว่าการอบแห้งและการเผาผนึกของเยื่อบุจะค่อยๆ กำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติถูกเลือกภายใน 25-30% ของกำลังของหม้อแปลงหลัก

ในการควบคุมอุณหภูมิของน้ำและอากาศที่หล่อเย็นตัวเหนี่ยวนำและปลอกของหน่วยเหนี่ยวนำจะมีการติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัสไฟฟ้าซึ่งจะส่งสัญญาณเมื่ออุณหภูมิสูงเกินขีดจำกัดที่อนุญาต พลังงานที่จ่ายให้กับเตาเผาจะถูกปิดโดยอัตโนมัติเมื่อหมุนเตาเพื่อระบายโลหะ เพื่อควบคุมตำแหน่งของเตาเผา จะใช้ลิมิตสวิตช์ซึ่งเชื่อมต่อกับตัวขับเคลื่อนเตาไฟฟ้า สำหรับเตาเผาและเครื่องผสมแบบต่อเนื่อง หน่วยเหนี่ยวนำจะไม่ปิดเมื่อระบายโลหะและบรรจุประจุส่วนใหม่

ข้าว. 1. แผนผังของแหล่งจ่ายไฟของหน่วยเหนี่ยวนำของเตาช่อง: VM - สวิตช์ไฟ, CL - คอนแทคเตอร์, Tr - หม้อแปลง, C - แบตเตอรี่ตัวเก็บประจุ, I - ตัวเหนี่ยวนำ, TN1, TN2 - หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า, 777, TT2 - หม้อแปลงกระแส, P - ตัวตัดการเชื่อมต่อ, PR - ฟิวส์, PM1, PM2 - รีเลย์กระแสสูงสุด

เพื่อให้มั่นใจถึงการจ่ายไฟที่เชื่อถือได้ระหว่างการทำงานและในกรณีฉุกเฉิน มอเตอร์ขับเคลื่อนของกลไกการเอียงของเตาเหนี่ยวนำ พัดลม ตัวขับเคลื่อนของอุปกรณ์ขนถ่ายและระบบควบคุมได้รับพลังงานจากหม้อแปลงเสริมแยกต่างหาก

แผนภาพของเตาเบ้าหลอมแบบเหนี่ยวนำ

เตาหลอมเบ้าหลอมเหนี่ยวนำอุตสาหกรรมที่มีความจุมากกว่า 2 ตันและกำลังมากกว่า 1,000 กิโลวัตต์นั้นใช้พลังงานจากหม้อแปลงสเต็ปดาวน์สามเฟสที่มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้ารองภายใต้โหลด ซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายความถี่ไฟฟ้าแรงสูงทางอุตสาหกรรม

เตาเผาเป็นแบบเฟสเดียว และเพื่อให้แน่ใจว่าโหลดที่สม่ำเสมอของเฟสเครือข่าย อุปกรณ์บาลันจะเชื่อมต่อกับวงจรแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ ซึ่งประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์ L ที่มีการควบคุมตัวเหนี่ยวนำโดยการเปลี่ยนช่องว่างอากาศในวงจรแม่เหล็กและธนาคารตัวเก็บประจุ Cc เชื่อมต่อกับตัวเหนี่ยวนำตามแผนภาพสามเหลี่ยม (ดู ARIS ในรูปที่ .2) หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังที่มีความจุ 1,000, 2500 และ 6300 kV-A มีแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ 9 - 23 ขั้น พร้อมการควบคุมกำลังอัตโนมัติในระดับที่ต้องการ

เตาที่มีความจุและพลังงานน้อยกว่านั้นใช้พลังงานจากหม้อแปลงเฟสเดียวที่มีกำลัง 400 - 2500 kV-A ด้วยการใช้พลังงานมากกว่า 1,000 kW อุปกรณ์ balun ก็ได้รับการติดตั้งเช่นกัน แต่อยู่ที่ด้าน HV ของหม้อแปลงไฟฟ้า ด้วยกำลังไฟของเตาเผาที่ต่ำกว่าและการจ่ายไฟจากเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง 6 หรือ 10 kV คุณสามารถจ่ายอุปกรณ์ balun ได้หากความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าเมื่อเปิดและปิดเตาอยู่ภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้

ในรูป รูปที่ 2 แสดงแผนภาพแหล่งจ่ายไฟสำหรับเตาเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรม เตาเผาได้รับการติดตั้งตัวควบคุมโหมดไฟฟ้า ARIR ซึ่งรับประกันการบำรุงรักษาแรงดันไฟฟ้า กำลัง Рп และคอสฟีภายในขีดจำกัดที่กำหนด โดยการเปลี่ยนจำนวนขั้นแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าและเชื่อมต่อส่วนเพิ่มเติมของตัวเก็บประจุ หน่วยงานกำกับดูแลและอุปกรณ์วัดจะอยู่ในตู้ควบคุม

ข้าว. 2. วงจรจ่ายไฟสำหรับเตาเบ้าหลอมเหนี่ยวนำจากหม้อแปลงไฟฟ้าพร้อมอุปกรณ์บาลันและตัวควบคุมโหมดเตาเผา: PSN - สวิตช์สเต็ปแรงดันไฟฟ้า, C - ความจุบาลัน, L - เครื่องปฏิกรณ์ของอุปกรณ์บาลัน, S-St - ธนาคารตัวเก็บประจุชดเชย I - ตัวเหนี่ยวนำเตา, ARIS - ตัวควบคุม balun, ARIR - ตัวควบคุมโหมด, 1K-NK - คอนแทคเตอร์ควบคุมความจุของแบตเตอรี่, TT1, TT2 - หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า

ในรูป รูปที่ 3 แสดงแผนผังของแหล่งจ่ายไฟสำหรับเตาเบ้าหลอมแบบเหนี่ยวนำจากตัวแปลงเครื่องจักรความถี่ปานกลาง เตาเผาได้รับการติดตั้งตัวควบคุมโหมดไฟฟ้าอัตโนมัติ ระบบเตือน "การกิน" เบ้าหลอม (สำหรับเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง) รวมถึงสัญญาณเตือนความล้มเหลวในการทำความเย็นในองค์ประกอบระบายความร้อนด้วยน้ำของการติดตั้ง

ข้าว. 3. วงจรจ่ายไฟสำหรับเตาเบ้าหลอมเหนี่ยวนำจากตัวแปลงเครื่องความถี่กลางพร้อมบล็อกไดอะแกรมของการควบคุมโหมดการหลอมอัตโนมัติ: มอเตอร์ขับเคลื่อน M, G - เครื่องกำเนิดความถี่กลาง, 1K-NK - สตาร์ตเตอร์แม่เหล็ก, TI - หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า , TT - หม้อแปลงกระแส, IP - เตาเหนี่ยวนำ, C - ตัวเก็บประจุ, DF - เซ็นเซอร์เฟส, PU - อุปกรณ์สวิตช์, UFR - ตัวควบคุมเฟสของแอมพลิฟายเออร์, 1KL, 2KL - คอนแทคเตอร์เชิงเส้น, BS - หน่วยเปรียบเทียบ, BZ - ชุดป้องกัน, OV - ขดลวดกระตุ้น, RN - ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

แผนการติดตั้งการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ

ในรูป รูปที่ 4 แสดงแผนผังของแหล่งจ่ายไฟของเครื่องชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำจากตัวแปลงความถี่ของเครื่องจักร นอกจากแหล่งจ่ายไฟ M-G แล้ววงจรยังรวมถึงคอนแทคเตอร์กำลัง K, หม้อแปลงชุบแข็ง TrZ บนขดลวดทุติยภูมิที่ตัวเหนี่ยวนำ I เชื่อมต่ออยู่, ธนาคารตัวเก็บประจุชดเชย Sk, หม้อแปลงแรงดันและกระแส TN และ 1TT, 2TT, การวัด เครื่องมือ (โวลต์มิเตอร์ V, วัตต์มิเตอร์ W, เฟสมิเตอร์) และแอมป์มิเตอร์สำหรับกระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกระแสกระตุ้นรวมถึงรีเลย์กระแสสูงสุด 1РМ, 2РМ เพื่อปกป้องแหล่งพลังงานจากการลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด

ข้าว. 4. แผนผังไฟฟ้าของการติดตั้งการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ: M - มอเตอร์ขับเคลื่อน, G - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, TN, TT - หม้อแปลงแรงดันและกระแส, K - คอนแทคเตอร์, 13.00 น., 2RM, ZRM - รีเลย์ปัจจุบัน, Rk - Arrester, A, V, W - เครื่องมือวัด, TRZ - หม้อแปลงชุบแข็ง, OVG - ขดลวดกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, RR - ตัวต้านทานดิสชาร์จ, PB - หน้าสัมผัสรีเลย์กระตุ้น, PC - ความต้านทานที่ปรับได้

ในการจ่ายไฟให้กับการติดตั้งแบบเหนี่ยวนำแบบเก่าสำหรับการรักษาความร้อนของชิ้นส่วนนั้นจะใช้ตัวแปลงความถี่ของเครื่องไฟฟ้า - มอเตอร์ขับเคลื่อนแบบซิงโครนัสหรือแบบอะซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดความถี่กลางของประเภทตัวเหนี่ยวนำ ในการติดตั้งแบบเหนี่ยวนำใหม่ - ตัวแปลงความถี่แบบคงที่

วงจรของตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับจ่ายไฟให้กับการติดตั้งการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำจะแสดงในรูปที่ 1 5. วงจรตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส บล็อกโช้ค คอนเวอร์เตอร์ (อินเวอร์เตอร์) วงจรควบคุม และส่วนประกอบเสริม (เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ฯลฯ) ตามวิธีการกระตุ้น อินเวอร์เตอร์ถูกสร้างขึ้นด้วยการกระตุ้นแบบอิสระ (จากออสซิลเลเตอร์หลัก) และด้วยการกระตุ้นตัวเอง

ตัวแปลงไทริสเตอร์สามารถทำงานได้อย่างเสถียรทั้งกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ในช่วงกว้าง (ด้วยวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ปรับเองตามพารามิเตอร์โหลดที่เปลี่ยนแปลง) และที่ความถี่คงที่พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์โหลดที่หลากหลายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงใน ความต้านทานเชิงแอคทีฟของโลหะที่ให้ความร้อนและคุณสมบัติทางแม่เหล็ก (สำหรับชิ้นส่วนเฟอร์โรแมกเนติก)

ข้าว. 5. แผนผังของวงจรไฟฟ้าของตัวแปลงไทริสเตอร์ประเภท TPC-800-1: L - เครื่องปฏิกรณ์แบบปรับให้เรียบ, BP - หน่วยเริ่มต้น, VA - สวิตช์อัตโนมัติ

ข้อดีของตัวแปลงไทริสเตอร์คือการไม่มีมวลหมุน, โหลดต่ำบนรากฐานและอิทธิพลเล็กน้อยของปัจจัยการใช้พลังงานต่อการลดประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพคือ 92 - 94% ที่โหลดเต็มและที่ 0.25 จะลดลงเพียงเท่านั้น 1 - 2% นอกจากนี้ เนื่องจากความถี่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายภายในช่วงที่กำหนด จึงไม่จำเป็นต้องปรับความจุเพื่อชดเชยกำลังรีแอกทีฟของวงจรการสั่น

เตาแม่เหล็กไฟฟ้าในครัวเรือนสามารถให้ความร้อนแก่บ้านของคุณได้อย่างง่ายดาย ในอุตสาหกรรม อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในการถลุงโลหะต่างๆ นอกจากนี้ ยังสามารถมีส่วนร่วมในการอบชุบชิ้นส่วนด้วยความร้อนตลอดจนการชุบแข็งอีกด้วย ข้อได้เปรียบหลักของเตาแม่เหล็กไฟฟ้าคือใช้งานง่าย นอกจากนี้ยังดูแลรักษาง่ายและไม่ต้องตรวจสอบเป็นระยะซึ่งสำคัญมาก

ไม่จำเป็นต้องจัดสรรห้องแยกต่างหากเพื่อติดตั้งอุปกรณ์นี้ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านี้ดีมาก สาเหตุหลักมาจากการออกแบบไม่มีชิ้นส่วนที่อาจเกิดการสึกหรอทางกล โดยทั่วไป เตาเหนี่ยวนำมีความปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์ และไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ ในระหว่างการทำงาน

มันทำงานอย่างไร?

การทำงานของเตาเหนี่ยวนำเริ่มต้นด้วยการจ่ายกระแสสลับให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็ผ่านตัวเหนี่ยวนำพิเศษซึ่งอยู่ภายในโครงสร้าง ต่อไปอุปกรณ์จะใช้ตัวเก็บประจุ หน้าที่หลักคือการสร้างวงจรออสซิลเลชั่น ในกรณีนี้ ระบบทั้งหมดจะถูกปรับตามความถี่ในการทำงาน ตัวเหนี่ยวนำในเตาเผาจะสร้างสนามแม่เหล็กสลับ ในเวลานี้แรงดันไฟฟ้าในอุปกรณ์เพิ่มขึ้นเป็น 200 V

หากต้องการปิดวงจรระบบจะมีแกนเฟอร์โรแมกเนติกแต่ไม่ได้ติดตั้งในทุกรุ่น ต่อมาสนามแม่เหล็กจะโต้ตอบกับชิ้นงานและสร้างฟลักซ์อันทรงพลัง จากนั้นองค์ประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำและเกิดแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ ในกรณีนี้จะเกิดกระแสไหลวนในตัวเก็บประจุ ตามกฎหมาย Joule-Lenz จะให้พลังงานแก่ตัวเหนี่ยวนำ ส่งผลให้ชิ้นงานในเตาร้อนขึ้น

เตาแม่เหล็กไฟฟ้าแบบโฮมเมด

เตาเหนี่ยวนำที่ต้องทำด้วยตัวเองนั้นผลิตขึ้นอย่างเคร่งครัดตามแบบตามกฎความปลอดภัย ควรเลือกตัวเครื่องจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ ควรจัดให้มีแท่นขนาดใหญ่ที่ด้านบนของโครงสร้าง ความหนาต้องมีอย่างน้อย 10 มม. เทมเพลตเหล็กมักใช้เพื่อเติมเบ้าหลอม ในการระบายโลหะที่หลอมละลายคุณจะต้องมีช่องว่างในรูปแบบของพวยกา ในกรณีนี้ โครงสร้างจะต้องมีพื้นที่บุนวม

สำหรับส่วนต่างๆ จะมีการติดตั้งขาตั้งฉนวนไว้เหนือเทมเพลต ด้านล่างจะเป็นส่วนรองรับแบบบานพับ เพื่อให้ตัวเหนี่ยวนำเย็นลง เตาจะต้องมีข้อต่อ แรงดันไฟฟ้าจะจ่ายให้กับอุปกรณ์ผ่านทางบริดจ์ซึ่งตั้งอยู่ที่ด้านล่างของอุปกรณ์ หากต้องการเอียงภาชนะ เตาเหนี่ยวนำที่สร้างขึ้นเอง ต้องมีกระปุกเกียร์แยกต่างหาก ในกรณีนี้ ควรทำที่จับเพื่อให้คุณสามารถระบายโลหะด้วยตนเองได้

เตาเผาของบริษัท Termolit

เตาเหนี่ยวนำสำหรับการหลอมโลหะของแบรนด์นี้มีกำลังไฟฟ้าที่ยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม ความจุของกล้องในรุ่นอาจแตกต่างกันอย่างมาก อัตราการหลอมโลหะเฉลี่ยอยู่ที่ 0.4 ตันต่อชั่วโมง ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครือข่ายจ่ายจะผันผวนประมาณ 0.3 V ปริมาณการใช้น้ำในเตาเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับระบบทำความเย็น โดยทั่วไปพารามิเตอร์นี้คือ 10 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง ในขณะเดียวกันการใช้พลังงานจำเพาะก็ค่อนข้างสูง

คุณลักษณะของเตา Termolit TM1

เตาหลอม (induction) นี้มีกำลังการผลิตรวม 0.03 ตัน ในเวลาเดียวกันกำลังของตัวแปลงเพียง 50 kW และความเร็วการหลอมเฉลี่ยอยู่ที่ 0.04 ตันต่อชั่วโมง แรงดันไฟฟ้าจะต้องมีอย่างน้อย 0.38 V การใช้น้ำเพื่อระบายความร้อนในรุ่นนี้ไม่มีนัยสำคัญ สาเหตุหลักมาจากพลังงานต่ำของอุปกรณ์

ข้อเสียประการหนึ่งคือการใช้พลังงานสูง โดยเฉลี่ยแล้วเตาเผาจะใช้เวลาประมาณ 650 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงในการทำงาน ตัวแปลงความถี่ในรุ่นนี้เป็นคลาส TFC-50 โดยทั่วไป Termolit TM1 เป็นอุปกรณ์ราคาประหยัด แต่มีประสิทธิภาพต่ำ

เตาแม่เหล็กไฟฟ้า "TG-2"

เตาหลอมเหนี่ยวนำซีรีส์ "TG" ผลิตขึ้นด้วยความจุห้อง 0.6 ตัน กำลังไฟของอุปกรณ์คือ 100 kW ยิ่งไปกว่านั้น ในการทำงานต่อเนื่องหนึ่งชั่วโมง สามารถหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็กได้ 0.16 ตัน รุ่นนี้ใช้พลังงานจากเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 0.3 V

ปริมาณการใช้น้ำของเตาเหนี่ยวนำชนิด "TG-2" ค่อนข้างสำคัญและโดยเฉลี่ยแล้วจะใช้ของเหลวมากถึง 10 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงของการทำงาน ทั้งหมดนี้เกิดจากความจำเป็นในการระบายความร้อนของกระปุกเกียร์อย่างเข้มข้น ด้านบวกคือการใช้พลังงานในระดับปานกลาง โดยทั่วไปจะใช้ไฟฟ้าสูงสุด 530 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงการทำงาน ตัวแปลงความถี่ในรุ่น TG-2 ได้รับการติดตั้งในคลาส TFC-100

เตาหลอม "เทอร์โมโปร"

การดัดแปลงอุปกรณ์หลักจาก บริษัท นี้คือเตาหลอมเหนี่ยวนำ "SAT 05", "SAK-1" และ "SOT 05" จุดหลอมเหลวเฉลี่ยของพวกเขาคือ 900 องศา ในขณะเดียวกันกำลังของอุปกรณ์ก็ผันผวนประมาณ 150 กิโลวัตต์ นอกจากนี้ควรสังเกตประสิทธิภาพที่ดีด้วย ในการทำงานหนึ่งชั่วโมง สามารถหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็กได้ 80 กิโลกรัม ในขณะเดียวกัน Thermo Pro หลายรุ่นก็ผลิตขึ้นเพื่อการใช้งานที่ตรงเป้าหมายสูง บางชนิดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการทำงานกับอะลูมิเนียม ในขณะที่บางชนิดได้รับการออกแบบให้ละลายตะกั่วหรือดีบุก

การปรับเปลี่ยน "SAT 05"

เตาเหนี่ยวนำนี้ออกแบบมาเพื่อหลอมอลูมิเนียม พลังของอุปกรณ์นี้คือ 20 กิโลวัตต์ ในเวลาเดียวกันสามารถส่งโลหะได้มากถึง 20 กิโลกรัมต่อชั่วโมงการทำงาน ความจุห้องเพาะเลี้ยงในรุ่น "SAT 05" คือ 50 กก. และตัวแปลงความถี่เป็นประเภท "TFC"

แบตเตอรี่ในเครื่องเป็นแบบคาปาซิเตอร์ ผู้ผลิตได้ติดตั้งสายเคเบิลระบายความร้อนด้วยน้ำแบบพิเศษไว้ที่ส่วนล่างของโครงสร้าง รุ่นนี้มีแผงควบคุม เหนือสิ่งอื่นใดที่น่าสังเกตคือเตา SAT 05 ชุดใหญ่ ประกอบด้วยอุปกรณ์เสริมในการติดตั้งทั้งหมด ตลอดจนเอกสารการปฏิบัติงาน

พารามิเตอร์ของเตา SAK-1

เตาเหนี่ยวนำนี้มักใช้สำหรับการถลุงตะกั่วและดีบุก ในบางกรณีอนุญาตให้ใช้ทองแดงได้ แต่ประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างมาก อุณหภูมิหลอมเหลวเฉลี่ยผันผวนประมาณ 1,000 องศา อุปกรณ์นี้มีกำลัง 250 กิโลวัตต์ ในการทำงานต่อเนื่องหนึ่งชั่วโมง สามารถส่งโลหะที่ไม่ใช่เหล็กได้ถึง 400 กิโลกรัม ในเวลาเดียวกัน ความจุของอุปกรณ์ช่วยให้สามารถบรรทุกวัสดุได้มากถึง 1,000 กิโลกรัม แรงดันไฟฟ้าคือ 0.3 kV

ปริมาณการใช้น้ำเพื่อหล่อเย็นรุ่น SAK-1 นั้นไม่มีนัยสำคัญ เตาอบใช้ของเหลวประมาณ 10 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ปริมาณการใช้ไฟฟ้าจำเพาะยังมีน้อยและมีจำนวนถึง 530 กิโลวัตต์ ตัวแปลงความถี่ในการออกแบบนี้เป็นของแบรนด์ TPCH-400 โดยทั่วไปแล้วรุ่น SAK-1 นั้นประหยัดและใช้งานง่าย

รีวิวรุ่น "SAK 05"

เตาเหนี่ยวนำสำหรับการหลอมโลหะ "SAK 05" โดดเด่นด้วยความจุขนาดใหญ่ - 0.5 ตัน ในขณะเดียวกันกำลังของตัวแปลงจ่ายคือ 400 กิโลวัตต์ ความเร็วการหลอมในเตาเผานี้ค่อนข้างสูง แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์คือ 0.3 kV ในระหว่างหนึ่งชั่วโมงของการทำงาน น้ำประมาณ 11 ลูกบาศก์เมตรจะถูกใช้เพื่อทำให้ระบบเย็นลง ควรสังเกตว่าปริมาณการใช้ไฟฟ้ามีมากและมีปริมาณถึง 530 กิโลวัตต์ ตัวแปลงความถี่ในอุปกรณ์เป็นคลาส TFC-400 ขณะเดียวกันก็สามารถเพิ่มอุณหภูมิสูงสุดถึง 800 องศาได้ เตาเหนี่ยวนำ "SAK 05" มีไว้สำหรับการหลอมอลูมิเนียมและทองแดงโดยเฉพาะ ตู้แลกเปลี่ยนความร้อนได้รับการติดตั้งโดยผู้ผลิตแบรนด์ "IM" อีกสิ่งหนึ่งที่ควรสังเกตคือรีโมทคอนโทรลที่สะดวกสบาย มีระบบสัญญาณเตือนภัยและสถานีไฮโดรลิกในระบบ

เหนือสิ่งอื่นใด ชุดอุปกรณ์มาตรฐานประกอบด้วยชุดยางเทอร์โบและอุปกรณ์ติดตั้ง โดยทั่วไปแล้ว รุ่น "SAK 05" ได้รับการปกป้องค่อนข้างมากและคุณสามารถใช้งานได้โดยไม่มีความเสี่ยงต่อสุขภาพ สิ่งนี้ทำได้สำเร็จโดยส่วนใหญ่ผ่านแท่งที่ติดตั้งบนกระบอกไฮดรอลิก ในกรณีนี้โลหะจะไม่กระเซ็น การปรับความถี่โดยตรงระหว่างการทำงานเกิดขึ้นในโหมดอัตโนมัติ ตัวเก็บประจุใช้ในรุ่นแรงดันไฟฟ้าปานกลางนี้