Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Электрический расчет цилиндрического индуктора




Основные положения для расчета следующие:

1. Ширина индуктора и ширина закаливаемой зоны примерно одинаковы h1=h2=h.

2. Глубина активного слоя всегда значительно меньше толщины пластины или диаметра цилиндра (x <0,2d2), поэтому для расчета электрических параметров нагреваемого объекта используют формулы, полученные для плоской электромагнитной волны.

3. Рассчитывают только заключительную стадию нагрева, что достаточно полно характеризует параметры индуктора.

4. В заключительной стадии нагрева стальной нагреваемый объект представляют в виде двухслойного тела. Первый, нагретый слой глубиной bк немагнитен (m r=1), второй слой - сердцевина – имеет магнитные свойства (m r>1).

5. При расчете короткого индуктора используют схему замещения рис. 9, в которой обозначено r1 и x - собственное активное и внутреннее реактивное сопротивления индуктора. Эскиз цилиндрического индуктора приведен на рис.10.

6. При вычислении r1 и x можно полагать, что толщина провода индуктора b1>2D 1. Тогда

(13)

где П1 = p (D2нар+6) = 144 мм. - внутренний периметр индуктора; r 1» 2× 10-8 Ом× м - удельное сопротивление меди; - глубина проникновения тока в материал индуктора.

 
 

Рис.9. Электрическая схема замещения по полному потоку

системы индуктор - деталь.

Активное rш и реактивное xш сопротивления подводящих шин определим по формулам для отрезков широких прямоугольных шин. Трапециевидные участки шин приведем к эквивалентным прямоугольникам:

(14)

где bср = (bш1 + bш2)/2. Значения l1 и l2 определяются конструкцией закалочной установки. Из конструкции индуктора видно, что l1 не может быть меньше b1, а в п. 5 мы определили b1>2D 1. Поэтому принимаем b1=2 мм., l1=5 мм. а l2=10мм. Тогда при учете того, что bш1 = h1 =50 мм. а bш2=5 bш1 получим

 

 
 

Рис 10. Эскиз цилиндрического индуктора.

 

Для определения реактивных сопротивлений шин нужно выбрать зазор между ними . Обычно он выбирается в пределах 1,5 - 3 мм. Увеличение его приведет к росту реактивного сопротивления. Принимаем = 2 мм. Тогда

(15) Вычислим эти величины:

  1. Активное r2 и реактивное x сопротивления нагреваемой детали находим по формулам для двухслойной среды. При этом учитываем, что при 750- 1000о С удельное сопротивление всех сталей примерно одинаково и равно r 2 = 10-6 Ом× м. Тогда (16)

 

 

На рис 11 приведены таблица и графики зависимости усредненных значений функций R и X от относительной глубины прогрева bк/D к, которые позволяют найти r2 и xс достаточной для практики точностью.

 

       
   
 

Рис. 11. Зависимость вспомогательных функций R и X от bк/D к.

При bк/D к>1,57 можно считать, что металл однородный и .

Эффективный периметр детали равен:

П = p (d2 - x) = 3,14(0,04- 0,00364) = 0,303 (м);

Тогда:

Реактивное сопротивление x0 определяет МДС (ток намагничивания), для проведения полного магнитного потока по пути обратного замыкания: (17)

Для определения приведенных сопротивлений вычислим коэффициент приведения: (18)

где – реактивное сопротивление рассеяния, при расчете которого принято h2=h1, т.к. длина детали больше ширины индуктора, S1 - площадь поперечного сечения индуктора, S2 - площадь поперечного сечения нагреваемой детали.

Эквивалентные параметры индуктора вычисляем по формулам:

приведенные активное и реактивное сопротивления: (19) (20)

полные активное и реактивное сопротивления:

(21)

Коэффициент полезного действия и коэффициент мощности индуктора: j и = 33,5°. (22)

Мощность, передаваемая в нагреваемую деталь,

(23)

Ток в одновитковом индукторе

(24)

Напряжение на одновитковом индукторе

(25)

Поскольку трансформатор на такой ток имеет достаточно большую мощность, то индуктор применяю многовитковый (обычно выполняют 2-3 витка).

Принимаем индуктор двухвитковым с параметрами: (26)

(27)

(28)

Индуктор в этом случае будет иметь вид:

Рис. 12. Эскиз двухвиткового цилиндрического индуктора.

Мощность индуктора

(29)

Реактивная мощность

(30)

Полная мощность индуктора

(31)

Для увеличения cosj до величины 0,9 необходимо параллельно индуктору подключить конденсатор емкостью

(32)

где tgj H и tgj K значения тангенса начального угла, при котором

cosj Н=0,76, и конечного, при котором cosj К=0,9.

Мощность конденсаторной батареи при средних частотах, а частота 8000 Гц относится к разряду средних частот, можно определить по формуле

(33)

 

 

 

 

Рис. 23.1 Структура закаленного слоя.

 

 

 

Рис. 23.2

 

Рис. 23.3




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 483; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.036 сек.