Нагревательных устройств

Для питания энергией высокоскоростных асинхронных двигателей при частотах до 500 Гц используют многополюсные синхронные или индукторные генераторы, для нагревательных установок и высокоскоростных асинхронных двигателей при частотах до 8000 Гц — специальные индукторные генераторы. Переменный ток высокой частоты (от тысяч до нескольких сотен миллионов герц) для радиотехнических и других установок получают с помощью ламповых или полупроводниковых генераторов. Принцип действия генераторов основан на возникновении синусоидальных колебаний в контуре с емкостью и индуктивностью.

Приближенные методы расчета благодаря своей наглядности и доступности нашли широкое применение в практике проектирования индукционных нагревательных установок. Они позволяют также иллюстрировать основные закономерности индукционного нагрева, что особенно существенно для учебного процесса.

Трансформаторы числа фаз. Хотя трехфазная система напряжений является основной в промышленности, широко используются однофазные, двухфазные и шестифазные системы. Однофазные системы применяются в тяговых сетях и для питания электропечных и нагревательных установок. Двухфазные системы используются в системах автоматического управления. Шестифазные системы применяются в преобразовательных установках, обеспечивая снижение пульсаций выпрямленного тока.

Несмотря на это, при выборе метода нагрева технико-экономический расчет, проведенный с учетом многих факторов, показывает рентабельность индукционного нагрева, даже если стоимость электроэнергии выше стоимости других источников теплоты. Поэтому от первых опытов по применению индукционного кузнечного нагрева в конце 40-х годов и создания первых кузниц с мощностью в 3000 кВт по средней частоте эта технология развивалась до современных кузниц и прокатных цехов мощностью 10—15 МВт. Производительность установок для проката прутков составляет 10—20 т/ч. Перспективы применения индукционных нагревательных установок с каждым годом расширяются.

3.25. Схема централизованного питания индукционных нагревательных установок.

Для питания энергией высокоскоростных асинхронных двигателей при частотах до 500 Гц используют многополюсные синхронные или индукторные генераторы, для нагревательных установок и высокоскоростных асинхронных двигателей при частотах до 8000 Гц — специальные индукторные генераторы. Переменный ток высокой частоты (от тысяч до нескольких сотен миллионов герц) для радиотехнических и других установок получают с помощью ламповых или полупроводниковых генераторов. Принцип действия генераторов основан на возникновении синусоидальных колебаний в контуре с емкостью и индуктивностью.

Освоен также серийный выпуск электронных плавильных и нагревательных установок мощностью до 250 кет в виде высоковольтных агрегатов, питаемых постоянным током от ионных или полупроводниковых выпрямителей. В этих установках можно производить плавку и рафини-ровку любых металлов с очень высокой степенью их очистки и дегазации, зонную очистку и спекание.

В этих условиях с особой остротой встает вопрос о надежности проектирования индукционных нагревательных установок и о сокращении их экспериментальных доводок, поскольку современные нагреватели представляют собой сложные и дорогостоящие агрегаты. Прежде всего это касается самого индуктора, определяющего собой размеры и конструктивный облик нагревателя.

Индуктор является основным элементом всякой установки для индукционного нагрева. В большинстве случаев достоинства и недостатки технологических устройств, в которых используется индукционный нагрев, могут быть поставлены в прямую связь с особенностями конструкции индуктора, который выбран для осуществления заданной технологической операции (закалки, сварки и др.). Поэтому каждый специалист, работающий в области промышленного использования индукционного нагрева, должен достаточно хорошо разбираться в основных принципах расчета и конструирования индукторов. Эти принципы не являются универсальным средством, позволяющим во всех случаях практики разработать оптимальный индуктор. Только практическая работа по конструированию индукторов и наладке нагревательных установок поможет

Для сохранения постоянства режима необходимо в плановом порядке производить профилактическую зачистку контактов. Удобство смены индуктора и легкая доступность болтовых соединений между индуктором и трансформатором приобретают особое значение в серийном производстве, если детали нескольких типов нагреваются партиями на одной установке. После обработки партии однотипных деталей производится смена индуктора для перехода к нагреву партии деталей другого типа. При этом существенно уменьшается число нагревательных установок, так как они по своей производительности обычно значительно превосходят смежные по технологическому циклу устройства.

Индукторы современных нагревательных установок часто весьма

В большинстве случаев гоковедущие части (проводники) изготовляются из проволоки круглого или прямоугольного сечения. Такие проводники используются, например, при сооружении линий электропередачи и электрических сетей, нагревательных устройств, обмоток электрических машин, различных электротехнических аппаратов и измерительных приборов.

Следует отметить также широкое применение нагревательных устройств для плавления металлов, поверхностной закалки и т. п., принцип действия которых основан на использовании переменного тока.

Обмотки (катушки) электрических машин, трансформаторов, магнитных усилителей, электромагнитов, реле, контакторов, индукторов электрических нагревательных устройств и печей переменного тока обладают значительной индуктивностью. В радиотехнических устройствах индуктивные катушки используются для образования колебательных контуров, электрических фильтров и т. п. Параметрами катушек являются активное сопротивление г и индуктивность L. Изменяющийся во времени ток наводит в этих катушках ЭДС самоиндукции, которая по значению во многих случаях заметно больше, чем падение напряжения на активных сопротивлениях.

В цехах по переработке пластических масс действуют вредные для здоровья человека факторы: выделение значительного количества теплоты и газов, наличие пыли от пресс-материалов. Существует возможность поражения электротоком от нагревательных устройств и травм при механических перемещениях частей пресс-форм.

В радиотехнике используется передача электромагнитного поля без соединительных проводов, поэтому оно распространяется во все стороны и рассеивается в большом объеме. Приемные устройства улавливают только небольшую часть энергии, которой недостаточно для приведения в действие машин, нагревательных устройств, источников света и т. д. Однако для передачи информации такой способ пригоден, так как для воспроизведения сигналов достаточно принять ничтожно малую часть энергии передатчика.

Электромагнитные поля сверхвысоких частот не удовлетворяют условию квазистационарности и носят ярко выраженный волновой характер. Для нагрева тело подвергают облучению свободно падающей электромагнитной волной или воздействию поля бегущей либо стоячей электромагнитной волны. В роли нагревательных устройств выступают уже не рабочие конденсаторы, а — соответственно указанным способам нагрева — антенны, волноводы или объемные резонаторы.

2. Кожухи печей и нагревательных устройств должны быть надежно заземлены.

При обслуживании лампового генератора и высокочастотных нагревательных устройств должны строго выполняться правила техники безопасности, разработанные для высоковольтных устройств промышленной частоты, и соблюдаться мероприятия по предохранению обслуживающего персонала от случайного прикосновения к токове-дущим шинопроводам и приборам, находящимся под высоким напряжением как промышленной, так и высокой частоты. Несоблюдение ЭТИХ правил может привести к ожогам и смертельным- случаям.

Следует отметить также широкое применение нагревательных устройств для плавления металлов, поверхностной закалки и т. п., принцип действия которых основан на использовании переменного тока.

Обмотки (катушки) электрических машин, трансформаторов, магнитных усилителей, электромагнитов, реле, контакторов, индукторов электрических нагревательных устройств и печей переменного тока обладают значительной индуктивностью. В радиотехнических устройствах индуктивные катушки используются для образования колебательных контуров, электрических фильтров и т. п. Параметрами катушек являются активное сопротивление г и индуктивность L. Изменяющийся во времени ток наводит в этих катушках ЭДС самоиндукции, которая по значению во многих случаях заметно больше, чем падение напряжения на активных сопротивлениях.

Потребная мощность и расход электроэнергии. Потребная мощность и расход электрической энергии зависят от назначения помещения, его объема, этажности здания, коэффициента теплоотдачи ограждающих конструкций, системы отопления, климатических условий и других факторов. При прямом электрическом отоплении потребная мощность нагревательных устройств составляет около 1 кВт на человека для южных районов страны, 2 кВт — для центральных районов и около 3 кВт для северных районов страны при норме жилой площади на человека 10— 12 м2. Годовое потребление электроэнергии, отнесенное к одному городскому жителю, составляет около 1750—2000 кВт-ч, 2500— 3000 и 3500—4500 кВт-ч соответственно.