Индуктор для нагрева поверхностей изделий бегущим полем

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,(я)з Н 05 8 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4737539/07 (22) 11;09.89 (46) 15,02.92. Бюл. 3Ф 6 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Д.А. Носков (53) 621.365.51(088.8) (56) Патент Великобритании 2144957, кл. Н 05 В 6(06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

hh 797084, кл. Н 05 В 6/36, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1072293, кл. H 05 В 6/36, 1982.

Изобретение относится к.электротехнике и может быть использовано для термической обработки больших поверхностей, изделий и листовых материалов бегущим переменным магнитным полем в различных отраслях техники.

Известны устройства для индукционного нагрева различных материалов, содержащие индукторы в виде плоских спиралей или ферромагнитной пластины с пазами,.в которые уложен индуктивный провод, подключенный к высокочастотному генератору.

Указанные устройства работают на принципе индуцирования вихревых токов в металле изменяющимися магнитными потоками. возбуждаемыми в индукторах при протекании по индуктивному проводу переменного тока. Энергия вихревых токов в поверхностном слое металла преобразуется в тепловую, вызывая нагрев этого слоя.

Основным недостатком данных устройств является низкая равномерность рас„„5Q„„17 13125 А1

2 (54) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА АОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ БЕГУЩИМ ПОЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение равномерности нагрева листовых изделий. В индукторе бегущего поля, состоящем из плоского магнитопровода, в пазах которого уложена трехфазная обмотка, петли обмотки выполнены из гофрированного проводника и расположены в пазах таким образом, что их противолежащие стороны образуют квазизамкнутые контуры тока. 1 ил. пределения температуры по поверхности вследствие наличия зон, не пронизываемых магнитным полем.

Наиболее близок к предлагаемому индукционный нагреватель, предназначенный для нагрева ферромагнитных плит. обмотка которого выполнена в виде набора односекционных катушек, расположенных в три ря- () да, в каждом ряду число катушек кратно а шести, а катушки соседних и крайних рядов р соединены встречно и создают бегущее маг- у нитное поле.

Однако данный индуктор характеризуется недостаточной равномерностью нагрева поверхности листового материала, так как его инструкция, приспособленная для нагрева. только ферромагнитных плит с разМерами, ограниченными тремя рядами катушек, возбуждает неперекрывающие друг друга бегущие магнитные потоки, когда остаются непронизываемые этими потоками

1713125 зоны поверхности металла, нагреваемые до меньших температур, Цель изобретения — повышение равномерности нагрева поверхности листового материала эа счет использования для нагрева бегущих перекрывающих друг друга магнитных потоков путем придания магнитопроводу ячеистой структуры.

Поставленная цень достигается тем, что в индукторе для нагрева поверхностей изделий бегущим полем, содержащем магвитопровод, в пазах размещена трехфазная обмотка, указанные пазы выполнены в диагонально пересекающихся плоскостях магнитапровода с образованием ячеистой структуры, а обмотки каждой фазы уложены параллельными рядами и выполнены в виде петель из гофрированного проводника, гофры которого охвать вай г указанные ячейки навстречу одна другой с образованием квазиэамкнутых контуров така.

В предложенной конструкции магнитопровода магнитные потоки, возбуждаемые квазиэамкнутыми контурами токе, замыкаются на соседние полюса и на полюса:соответствующей фазы и, перекрывая друг друга, обеспечивают равномерный нагрев поверхности, особенно листовых материалов. Благодаря большому числу полюсов обеспечивается нагрев детали с большой поверхностью. Материал нагреваемого листа или изделия с большой поверхностью должен быть электропроводным, При нагреве листовых материалов, когда контуры вихревых токов находятся над каждым выступом-полюсом, не сказывается взаимное влияние потоков различных фаз и не ухудша1отся эксплуатащионные характеристики индуктбра. При этом распределение полюсов по поверхности магнитопровода более равномерное, чем катушек в трех рядах у прототипа, следовательно, распределение температуры по поверхности также более равномерное, чем у прототипа.

На чертеже показана конструкция предлагаемого устройства.

Устройство содержит индуктор из двух секций 1 и 2 в виде двух ферромагнитных пластин, в одной иэ которых выполнены диагональные пересекающиеся пазы 3 с образованием выступов-полюсов квадратного сечения 4, индуктивный провод 5, выполненный в виде петель из гофрированного проводника, уложенных в пазы, причем гофры проводников образуют кваэиэамкнутые контуры токов, охватывающих полюса, при этом начала первых трех петель подключены к трем фазам источника переменного тока. а их концы — к концам следующих трех петель, начала которых соединены с началами следующих трех петель и т.д. с чередованием в укаэанной последовательности, Выходы последних трех пар соединены вместе. т.е. отрезки гофрированных проводников

5 при указанных соединениях оказываются включенными в трехфазную звезду, между секциями 1.и 2 размещен нагреваемый лист 6, Принцип работы устройства для индук10 ционного нагрева состоит в следующем.

При прохождении токов всех фаз по гофрированным проводникам, каждая пйра которых, подключенная ксвоей фазе, созда-. ет цепочку квазизамкнутых контуров тока, 15 охватывающих полюса, в которых возбуждаются магнитные потоки Ф1, Фг, Фз, замыкающиеся через ферромагнитную секцию 1. пронизывая лист 6 на цепочку полюсов, охваченных проводниками, соединенными с

20 проводниками соответствующей фазы, соответственно А, В, С. Частично ати потоки замыкаются на соседние полюса с гофрированными проводниками соседних фаз. Изменением этих потоков индуцируются

25 вихревые токи в поверхностном слое детали или в пронизываемом ими.металлическом листе 6, которые нагревают его, обеспечивая равномерное распределение температуры по всей нвгреваемой поверхности.

Пример. Использу1от индуктор размером 1ООх100 см2, представляющий собой многоячеистую стоуктуру из 900 полюсов сечением ЗхЗ см, образованных диагонально пересекающимися пазами шири35 ной 11 мм, глубиной 14 мм. Индуктивная обмотка выполнена в виде петель из отформованных в зигзаг отрезков водоохлаждаемой трубки сечением 2х9 мм, уложенных в параллельные строки с образованием ква40 зизамкнутых контуров тока и соединенных в звезду. Обмотка подключена к трехфазному трансформатору с регулируемым током мощностью 20 кВт. Индуктор:предназначен для повеохностной термообработки иэде45 лий с большими поверхностями илистового материала.

Предлагаемый индуктор по сравнению с известными обеспечивает более высокую

-равномерность нагрева и имеет более ши50 рокие технологические возможности, Формула изобретения

Индуктор для нагрева поверхностей изделий бегущим полем, содержащий магнитопровод. в пазах.которого размещена трехфазная индукционная обмотка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

Равномерности нагрева листовых изделий. указанные пазы выполнены в диагонально

1713125

Составитель Д.Носков

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Mîðãeíòçë Корректор О.Кундрик

Заказ 545 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35. Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 перекрещивающихся плоскостях магнитопровода с образованием ячеистой структуры, а обмотки каждой фазы уложены параллельными рядами и выполнены в виде петли из гофрированного проводника, гофры которого уложены в укаэанные ячейки навстречу одна другой с образованием кваэиэамкнутых контуров тока.