Цилиндрические индукторы

В подшипниковых щитах, прикрепленных с торцевых сторон к корпусу, расположены подшипники, несущие вал 4 вращающейся части машины, называемой якорем ( 9.1, а и б). На валу закреплен цилиндрический сердечник якоря 5. который для уменьшения потерь мощности от перемагничивания и вихревых токов набирают из стальных листов. В пазах, расположенных по поверхности якоря, уложена обмотка якоря 8. Так же, как обмотку возбуждения и обмотку дополнительных полюсов, ее изготовляют из медного изолированного провода. Выводы от обмотки якоря присоединяют к расположенному на валу коллектору 9. Последний представляет собой цилиндр, состоящий из медных пластин, изолированных друг от друга и ot вала. К коллектору с помощью пружин прижимаются графитные, угольно-графитные или металлографитные щетки 10. Щетки расположены в специальных щеткодержателях.

Неподвижная часть машины, называемая статором ( 11.1,и), состоит из стального или чугунного корпуса /, в котором закреплен цилиндрический сердечник 2 статора. Для уменьшения потерь на пере-ма! ничивание и вихревые токи его набирают из листов электротехнической стали. В пазах сердечника статора уложена трехфазная обмотка 3, выполняемая так же, как и обмотка статора асинхронных двигателей. Сердечник статора в совокупности с обмоткой статора называется якорем машины. В подшипниковых щитах, прикрепленных с торцевых сторон к корпусу, либо в стояках, закрепленных на фундаменте, расположены подшипники, несущие вал 4 вращающейся части машины — ротора или индуктора. Синхронные генераторы гидроэлектростанций выполняют обычно с вертикальным расположением вала. На валу размещен цилиндрический сердечник 7 ротора, выполняемый из сплошной стали. В пазах сердечника ротора уложена обмотка возбуждения 8, питаемая постоянным током. Для присоединения обмотки возбуждения к внешней электрической цепи на валу укрепляют эда изолированных друг от друга и от вала контактных кольца б, к которым пружинами прижимаются неподвижные щетки 5. Обмотка 8 служит для возбуждения основного магнитного поля машины.

Магнитную .цепь измерительного механизма образуют магнито-провод 2, полюсные наконечники 3 и цилиндрический сердечник 4, которые изготовляются из магнитно^мягкого материала.

Б. Конструкция ротора. Асинхронные машины в основном различаются устройством ротора. Ротор асинхронной машины представляет собой цилиндрический сердечник ( 14.3, а), собранный из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Сердечник ротора насажен на вал, закрепленный в подшипниках. В пазах ротора располагаются витки обмотки ротора.

( 9) состоит из постоянного магнита 1 подковообразной формы, на концах которого помещены полюсные наконечники 4, а между наконечниками— железный цилиндрический сердечник 5. Между сердечником и наконечниками образуется цилиндрический кольцевой зазор, в котором находится рамка 8, состоящая из большого числа витков тонкой медной проволоки. Рамка опирается иглами (кернами) 9 на две опоры 7.

Ротор с явновыраженными полюсами ( 8.18) имеет стальной цилиндрический сердечник, на котором закреплены магнитные полюса 3 с катушками обмотки возбуждения /.

Магнитную цепь измерительного механизма образуют магнито-провод 2, полюсные наконечники 3 и цилиндрический сердечник 4, которые изготовляются из магнитнотмягкого материала.

Б. Конструкция ротора. Асинхронные машины в основном различаются устройством ротора. Ротор асинхронной машины представляет собой цилиндрический сердечник ( 14.3, а), собранный из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Сердечник ротора насажен на вал, закрепленный в подшипниках. В пазах ротора располагаются витки обмотки ротора.

Магнитную .цепь измерительного механизма образуют магнито-провод 2, полюсные наконечники 3 и цилиндрический сердечник 4, которые изготовляются из магнитно,мягкого материала.

Б. Конструкция ротора. Асинхронные машины в основном различаются устройством ротора. Ротор асинхронной машины представляет собой цилиндрический сердечник ( 14.3, а), собранный из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Сердечник ротора насажен на вал, закрепленный в подшипниках. В пазах ротора располагаются витки обмотки ротора.

3. От взаимного расположения витков каттнш и сердечника. Чем ближе расположен сердечник к виткам катушки, тем больше значение цс. Например, один и тот же цилиндрический сердечник при испытании с двумя однослойными индуктивными катушками, имеющими равную длину /, но разные значения Do, имеет цс, большую для той катушки, у .которой Do меньше. Для однослойной катушки, имеющей диаметр каркаса Do, магнитная проницаемость цилиндрического сердечника цс больше, чем для многослойной, имеющей тот же диаметр каркаса Do, так как в последнем случае часть витков (второго и Последующих рядов) оказывается удаленной от сердечника и его влияние на поле этих витков уменьшено.

Индукторы для внешних цилиндрических поверхностей. Наружные индукторы для закалки цилиндрических тел имеют высокий КПД и коэффициент мощности даже без применения магнитопро-вода, так как нагреваемое изделие расположено в зоне сильного магнитного поля. Магнитопроводы иногда применяют для усиления нагрева в какой-либо части индуктора, например в зоне присоединения шин к индуктирующему проводу [35 ], или для экранирования соседних элементов от поля индуктора. При закалке шеек коленчатых валов и других деталей цилиндрические индукторы приходится делать разъемными ( 11-2). Съемная часть 4 присоединяется к неподвижной части 1 индуктора с помощью болтового соединения 2 или

Индукторы для внутренних поверхностей. Используются три основных типа индукторов. Цилиндрические индукторы ( 11-7)

Цилиндрические индукторы наиболее просты по конструкции, надежны, обладают высоким полным КПД и обеспечивают минимальное окисление заготовок вследствие слабого доступа воздуха в зону нагрева (нагрев в застойной атмосфере). Этот тип индуктора наиболее распространен на практике. Щелевые индукторы имеют более низкие энергетические показатели и применяются в тех случаях, когда удобство транспортировки заготовок имеет особое значение.

Близким к наплавке является процесс оплавления антикоррозионных или иных покрытий на ленте, листах и трубах. Оплавление производится для получения сплошного покрытия и улучшения его адгезии к основному материалу. Температура нагрева зависит от материала покрытия и составляет 200—300 °С. Обычно используются установки непрерывного нагрева средней частоты. Для ферромагнитных лент применяется нагрев в продольном магнитном поле, а для немагнитных — в поперечном поле [41]. Для нагрева труб применяются многовитковые цилиндрические индукторы, в некоторых случаях при частоте 50 Гц.

Нагрев под посадку. Нагрев под горячую посадку колес и бандажей относится к низкотемпературному (до 150—400 "С) нагреву стали, в связи с чем широко используется частота 50 Гц. Применяются обычные цилиндрические индукторы с магнитопроводом или без него, но чаще нагреватели с замкнутым магнитопроводом (трансформаторного тина). Последние обладают высоким КПД и коэффициентом мощности и позволяют нагревать на частоте 50 Гц даже сравнительно тонкостенные изделия. Трансформаторный нагреватель имеет магнитопровод стержневого, реже броневого типа, вторичным витком которого является нагреваемая деталь. Индуктирующая обмотка располагается обычно на другом стержне ин конструктивных соображений, хотя для повышения коэффициента мощности ее лучше располагать снаружи или внутри нагреваемого тела. Для нагрева больших колец (диаметр свыше 100 см) используется несколько трансформаторных нагревателей, расположенных по окружности и подключенных к одной фазе согласно. Мощность установок составляет 10—150 кВт, время нагрева 5—30 мин в зависимости от размеров изделия. Коэффициент мощности достигает 0,6—0,65. При небольших мощностях обмотки многослойные с естественным охлаждением. В некоторых странах (например, ГДР) выпускаются серийные установки для нагрева колес и бандажей под посадку.

Обогрев трубопроводов. При обогреве трубопроводов могут использоваться цилиндрические индукторы из провода с теплостойкой изоляцией или однофазного кабеля с большим шагом намотки. С увеличением шага намотки в пределе получаем двухпроводную линию, проложенную вдоль трубопровода. В качестве обратного провода может использоваться сама труба. Мощность определяется из расчета тепловых потерь с учетом принятой изоляции и температур трубы и окружающей среды. Обычно средняя удельная мощность составляет доли ватта на квадратный сантиметр поверхности трубы.

Оптимальная частота. В этом случае и при более низких частотах применяются только простые цилиндрические индукторы, так как средняя толщина зубца фасонного индуктора оказывается одного порядка с глубиной проникновения тока в медь, или даже меньше ее. Вследствие этого плотность тока в зубцах индуктора падает, что делает применение фасонной конструкции неэффективной.

Цилиндрические индукторы. Одним из характерных примеров закалки тела вращения является закалка внешних поверхностей, имеющих коническую или ступенчатую форму с малой высотой ступеней. В этом случае необходимо, чтобы участкам тела с меньшими диаметрами сообщалась меньшая мощность. Только в этом случае нагрев будет равномерным.

9-6. Цилиндрические индукторы для нагрева поверхностей конических деталей: а—?>22/Дк > 3; б—?)22/Дк < 3,

Для нагрева коротких заготовок длиной меньше 500 мм по всей длине используются обычно цилиндрические индукторы, в которых размещается несколько заготовок (гл. 14).

Заготовки длиной более 500 мм можно нагревать также в цилиндрических индукторах, помещая их туда по нескольку штук. При этом темп толкания заготовок значительно больше, чем при нагреве коротких заготовок. Цилиндрические индукторы для нагрева длинных заготовок должны изготавливаться! с высокой равномерностью шага навивок витков, непостоянство этого шага может привести к неравномерности нагрева заготовок по длине. Неравномерность температуры по длине заготовок может быть также при использовании индукторов для ускоренного изотермического нагрева [49 ] с толкателями для перемещения заготовок, если длина заготовок отличается от длины зон индуктора.

При обогреве трубопроводов используют цилиндрические индукторы из провода с теплостойкой изоляцией или однофазного кабеля с большим шагом намотки. С увеличением шага намотки в пределе получаем двухпроводную линию, проложенную вдоль трубопровода. В качестве обратного провода может использоваться сама труба.