Установка для индукционного нагрева в вакууме

 

УСТАНОВКА ДОЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА В ВАКУУМЕ, содержащая подключенный к питающей сети с заземленной нейтралью статический преобразователь частоты, оба вьтода инвертирующего моста которого через разделительные конденсаторы подключены к индуктору , установленному внутри заземленного корпуса вакуумной камеры, изолировано от него, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью умень шения электрических потерь, между выводами указанного инвертирующего моста подключен дополнительный конденсатор .

СОЮЗ СОЮЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 05 В 6/26

ГОсудАРстненный нОмитет сссР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий

fA (;.; \ I

, ..: ° *i i»ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463868/24-07 (22) 05. 7.82 (46) 30,04.84. Бюл. @16 (72) E.H.Ñíÿòêàâ (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621.365.52-. 982 (088.8) (56) !. Авторскве свидетельство СССР

У 813631, кл. Н 02 М 7/515, 1979.

2. Труды УАИ, вып. 64, УФА, 1974, с. 4. с. 93. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

НАГРЕВА В ВАКУУМЕ, содержащая подклю.„Я0„„1089769 Д ченный к питающей сети с заземленной нейтралью статический преобразователь частоты, оба вывода инвертирующего моста которого через разделительные конденсаторы подключены к индуктору, установленному внутри заземленного корпуса вакуумной камеры, изолировано от него, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью умень шения электрических потерь, между выводами указанного инвертирующего моста подключен дополнительный конденсатор.

1 1О89

Изобретение относится к электрическому нагреву и может нанти применение для индукционного нагрева металла в вакуумных плавильных печах, вакуумных печах диффузионной сварки и направленной кристаллизации.

В вакуумных индукционных печах рабочее напряжение на индукторе, а также напряжение между индуктором и заземленным корпусом печи не должно превьппать потенциала газового разряда в вакууме. В то же время рабочее йалряжение должно быть достаточно высоким для обеспечения высокого КПД.

В этой связи установки для индукционного нагрева в вакууме, содержащие в качестве источника питания стати" ческий преобразователь частоты, выпрямитель которого подключен к промыщлениой сети с заземленной нейт20 ралью, должны обеспечивать симметрию рабочих высокочастотных потенциалов концов индуктора и отсутствие дополнительных потенциалов относительно заземленного корпуса вакуумной печи.

Известны специальные установки для индукционного нагрева н вакууме в которых индуктор отделен от полюсов выпрямителя статического преобразователя частоты коммутирующими конденсаторами инвертирующих мостов.

Последовательное включение инвертируклцнх мостов между полюсами выпрямителя в этих установках приводит к значительному усложнению конструкции и недоиспользованию о мощности ком 35 мутирующих конденсаторов (1 ).

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для индукционного нагрева в вакууме, содержащая подклю.ченный к питающей сети с заземленной 40 нейтралью статический преобразователь частоты, оба вывода инвертирующего моста которого через разделительные конденсаторы подключены к индуктору, установленному внутри 45 заземленного корпуса вакуумной камеры, изолировано от него 12 .

При подключении индуктора через разделительные конденсаторы со стораны каждого полюса выпрямителя в известной установке, для обеспечения работоспособности преобразователя частоты, требуется четырехкратное. увеличение установленной емкости разделительных конденсаторов по сра- > внению с аналогичной установкой для открытого нагрева, где разделительный конденсатор включен со стороны

769 2 одного из полюсов выпрямителя. Это приводит к увеличению электрических потерь массы, габаритов установки и недоиспользованию по мощности реактивных элементов.

Цель изобретения — снижение электрических потерь.

Кроме того, уменьщается масса, габариты и установленные мощности конденсаторов.

Для достижения поставленной цели в установке для индукционного нагрева в вакууме, содержащей подключенный к питающей сети с заземленной нейтралью статический преобразователь частоты, оба вывода инвертирующего моста которого через разделительные конденсаторы подключены к индуктору, установленному внутри заземленного корпуса вакуумной камеры, изолировано от нее, параллельно выводам инвертирующего моста преобразователя подключен дополнительный конденсатор, На чертеже представлена схема установки.

Установка содержит статический преобразователь 1 частоты, подключенный к питающей сети через трансформатор 2 с заземленной нейтралью, индуктор 3, помещенный внутри заземленного корпуса вакуумной печи ч, батарею компенсирующих конденсаторов, состоящую из конденсатора 5, подключенного параллельно индуктсру раэ" делительных конденсаторов 6 и 7 н дополнительного конденсатора 8, под-ключенного параллельно выводам инвертирующего моста преобразователя.

Установка работает следующим образом.

Выходное напряжение преобразователя частоты прикладывается к конденсатору 8 и трансформируется конту" ром, образованным конденсаторами 8 и

6, 7, на индуктор 3 с коэффициентом трансформации (К+1), где К-отношение емкости конденсатора 8 к эквивалентной емкости конденсаторов 6 и 7 при их последовательном соединении. Коэффициент трансформации выбирается с таким расчетом, чтобы напряжение на индукторе не превысило потенциала газового разряда в вакууме. Емкости конденсаторов 6 и 7 равны между собой, что обеспечивает сикпчетрию высокочастотных потенциалов концов индуктора относительно выходных зажимов преобразователя частоты или относительно ,заземленной нейтрали питающей сети и

9?69

3 108 корпуса вакуумной печи. Конденсаторы 6 и 7 отделяют индуктор от полюсов выпрямителя и исключают тем самым наличие постоянного потенциала на индукторе относительно земли.

Пример установки при работе от преобразователя частоты, выполненного по схеме.

Мощность преобразователя 100 кВт, частота 2400 Гц, выходное напряжение

250 В, коэффициент мощности индуктора 0,25. В качестве компенсирукнцих использованы электротермические конденсаторы типа ЭСВ-О,5-2,4. При этом, емкости конденсаторов 5,6,8,7 соответственно равны: 140,240,120,240 мкФ.

Эквивалентная емкость конденсаторов, выполняющих функцию разделительных, равна 240 мкФ, что обеспечивает надежную работу преобразователя частоты указанной мощности. Установленная емкость конденсаторов компенсирующей батареи равна 740 мкФ.

Установленная емкость конденсаторов в известной установке, при компенсации реактивной мощности индук)0 тора но схеме составила бы 1240 мкФ, Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить электрические потери массы, габариты, установленную мощность реактивных элементов и исполь15 зовать для питания вакуумных индук ционных нечей существующие статические преобразователи частоты.

Составитель О.Турпак

Редактор Е.Лушникова Техред И.Метелева Корректор g.ùeêèàð

Заказ 2955755 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 я = и

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4