Высокочастотный преобразователь для индукционного нагрева

Для нагрева стальных проволоки, прутков, блюмов и других изделий используют индукционный нагрев, который заключается в наведение от индуктора поверхностных токов в заготовке. Под действием индукционных токов происходит нагрев заготовки. Наиболее характерным применением индукционного нагрева является закалка проволоки и нагрев стального прутка с последующей штамповкой из него изделий (болтов, гаек и др.).

Установка индукционного нагрева состоит из преобразователя и колебательного контура, который может состоять из параллельно включенной емкости и закалочного трансформатора с индуктором (закалочного трансформатора может не быть). Индуктор представляет из себя медную трубку намотанную по форме заготовки, если заготовка пруток, то цилиндрической формы. С целью увеличения КПД установки зазор между индуктором и заготовкой делают минимальным, но из-за того, что размер заготовки может быть разным индуктор выбирается по максимальному диаметру. Длина индуктора определяется размерами заготовки или, если проволока движется, то длиной нагрева, чтобы температура успела проникнуть в глубь материала, иначе может произойти поверхностное перекаливание проволоки. Подбор оптимальной установки нагрева сводится к выбору частоты работы установки, индуктора, закалочного трансформатора, емкости, способа охлаждения элементов установки и др. С увеличением частоты энергия более эффективно передается от индуктора к заготовке и уменьшаются размеры емкости в колебательном контуре, но растут потери в трансформаторе, высокочастотном преобразователе и др. элементах установки. Также с повышением частоты увеличивается стоимость преобразователя.

Большинство преобразователей индукционного нагрева изготовлены на устаревшей элементной базе (тиристорах) и требуют замены. Еще одним из недостатков тиристорных преобразователей это работа не на частоте резонанса колебательного контура, а на близкой частоте, что уменьшает КПД установки.

Наша фирма предлагает преобразователи на IGBT ключах. Преобразователь состоит из управляемого выпрямителя, за счет которого происходит регулирование напряжения в звене постоянного тока и инвертора на IGBT ключах. Преобразователь первоначальным импульсом возбуждает колебательный контур, а потом лишь добавляет в него энергию. Колебания в контуре получаются резонансными, т. к. инвертор следит за амплитудой колебаний и вносит энергию только в момент перехода колебательного процесса через ноль. Линейка преобразователей с воздушным охлаждением представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование преобразователя.

Напряжение питания, В.

Мощность преобразователя, кВт.

Максимальная частота работы, Гц.

ПИН 400.0004.15F0

400

4

15000

ПИН 400.0011.15F0

400

11

15000

ПИН 400.0022.15F0

400

22

15000

ПИН 400.0045.15F0

400

45

15000

ПИН 400.0090.15F0

400

90

15000

ПИН 400.0110.15F0

400

110

15000

ПИН 400.0130.15F0

400

130

15000

ПИН 400.0160.15F0

400

160

15000

ПИН 400.0250.15F0

400

250

15000

ПИН 400.0300.15F0

400

300

15000

ПИН 400.0400.15F0

400

400

15000

ПИН 400.0500.15F0

400

500

15000

ПИН 400.0600.15F0

400

600

15000

ПИН 400.0110.0F50

400

110

100

ПИН 400.0130.0F50

400

130

100

ПИН 400.0160.0F50

400

160

100

ПИН 400.0200.0F50

400

200

100

ПИН 400.0250.0F50

400

250

100

ПИН 400.0300.0F50

400

300

100

ПИН 400.0400.0F50

400

400

100

ПИН 400.0500.0F50

400

500

100

ПИН 400.0600.0F50

400

600

100

По желанию заказчика могут быть изготовлены преобразователи большей или меньшей мощности и на более высокие частоты. Силовая часть преобразователя выполнена на полупроводниковых элементах ведущих Европейских производителей. К преобразователю может стыковаться датчик температуры для контроля процесса нагрева металла.

Для оптимального подбора преобразователя, индуктора, емкости и закалочного трансформатора мы готовы выехать к Вам для обследования установки.

Силовой преобразователь для индукционного нагрева с помощью индуктора.

Индукционный нагрев металла служит для поддержания температуры расплавленного металла. В металлургии для нанесения цинка и алюминия на стальную полосу используются индукционные нагреватели для поддержания температуры расплавленного металла, через который проходит стальная полоса.

Установка индукционного нагрева состоит из индуктора, который представляет трансформатор, у которого вторичной обмоткой служит расплавленный металл.

Последовательно включенные конденсатор и дроссель служат для выравнивания токов в фазах А, В и С. Регулирование мощности нагрева происходит за счет подачи разного напряжения. Общим недостатком такой схемы является подбор конденсатора и дросселя для выравнивания токов и резонирование колебательного контура на частоте близкой к резонансной, что ведет к дополнительным потерям.

Существует несколько способов регулирования напряжения:

Применение автотрансформатора с коммутацией контакторами его вторичных обмоток. Применение тиристорных ключей с использование импульсно-фазового регулирования напряжения. Применение встречно включенных IGBT ключей для высокочастотной нарезки синусоидального сигнала.

Второй и третий способ требуют применения сглаживающих дросселей, которые ведут к увеличению реактивной мощности и увеличению массогабаритных показателей. Для резонирования колебаний в контуре на его естественной частоте существует другая силовая схема представленная на рисунке.

Преобразователь первоначальным импульсом возбуждает колебательный контур, а потом лишь добавляет в него энергию. Колебания в контуре получаются резонансными, т. к. инвертор следит за амплитудой колебаний и вносит энергию только в момент перехода колебательного процесса через ноль. Регулирование мощности нагрева происходит за счет изменения напряжения в звене постоянного тока. В отличие от схемы представленной на рис. 1 этот преобразователь получается более экономичным (КПД улучшается на 1-2%), и уменьшаются масса габаритные показатели изделия.

Обсуждение закрыто.