АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5
1.1 Виды индукторов 5
1.2 Устройство индукционной установки в общем виде 7
1.3 Индукторы для сквозного нагрева 8
1.4 Принцип работы индуктора 11
1.5 Преимущества и недостатки индукционного нагрева 12
1.6 Проблема индукционного нагрева заготовки из магнитных материалов ... 13
1.7 Способы нагрева индуктора 14
1.8 Использование индукторов в трубной промышленности 15
2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 22
2.1 Выбор параметров индуктора 22
2.2 Постройка 3D модели индуктора в Ansys Maxwell 24
2.3 Расчет модели в Ansys Maxwell 30
2.4 Расчет модели в Ansys IcePak 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
Установки индукционного нагрева (УИН) - это комплекс устройств, благодаря которым осуществляется электротермический процесс. Под термином «комплекс устройств» имеются ввиду источники питания, устройства автоматики, комплектующее оборудование и другие виды устройств, находящиеся на линии производства. Главным отличием индукционной нагревательной установки от плавильной является то, что температура заготовки на выходе из индуктора всегда ниже температуры плавления материала.
Индуктор является главным элементом любой установки индукционного нагрева. Существует огромное множество конструкций индукторов, причем даже для одной детали может использоваться несколько типов индукторов.
Индуктор нагревательный — электромагнитное устройство, предназначенное для индукционного нагрева. Индуктор нагревательный состоит из двух основных частей — индуктирующего провода, с помощью которого создаётся переменное магнитное поле, и токоподводов для подключения индуктирующего провода к источнику электрической энергии. Проводящее электрический ток тело, помещенное в магнитное переменное поле, нагревается вследствие теплового действия вихревых токов, наводимых в участках изделия, непосредственно охватываемых индуктирующим проводом.
Были произведены расчеты модели в Ansys Maxwel, Ansys Workbench, Ansys IcePak и Mathcad. Из вышеперечисленных расчетов и построений видно, что при увеличении частоты, на которой работает построенная установка индукционного нагрева, повышается КПД и увеличивается производительность.
В доказательство этих слов сравним полученные электрические потери, затрачиваемые на нагрев трубы с общими потерями в индукторе для каждой из частот (50,60,70 Гц).
Для частоты 50 Гц:
Для частоты 60 Гц:
Для частоты 70 Гц:
Таким образом, видно, что при увеличении частоты тока, на которой работает установка, КПД тепловых потерь установки увеличивается. Также увеличилась производительность печи за счет того что гораздо меньше времени необходимо для нагрева одной трубы. То есть можно увеличить скорость рольганга, по которому движется труба и при этом качество продукции не снизится.
