Индуктор для нагрева поверхностей изделий бегущим полем Советский патент 1992 года по МПК H05B6/36 

Изобретение относится к-электротехнике и может быть использовано для термической обработки больших поверхностей изделий и листовых материалов бегущим переменным магнитным полем в различных отраслях техники.ч

Известны устройства для индукционного HarpeBJa различных материалов, содержащие индукторы в виде плоских спиралей или ферромагнитной пластины с пазами, в которые уложен индуктивный провод, подклю ченный к высокочастотному генератору.

Указанные устройства работают на принципе индуцирования вихревых токов в металле Изменяющимися магнитными потоками, возбуждаемыми в индукторах при протекании по индуктивному проводу переменного тока. Энергия вихревых токов в поверхностном слое металла преобразуется в тепловую, вызывая нагрев зтогО слоя.

Основным недостатком данных устройств является низкая равномерность распределения температуры по поверхности вследствие наличия зон. не пронизываемых магйитнЫм полем.

Наиболее близок к предлагаемому индукционный нагреватель, предназначенный для нагрева ферромагнитных плит, обмотка которого выполнена в виде набора односекционных катушек, расположённых в три ряда, в каждом ряду число катушек кратно шести, а катушки соседних и крайних рядов соединены встречно и создают бегущее маг нитное поле.

Однако данный индуктор характеризуется недостаточной равномерностью нагрева поверхности листового материала, так как его инструкция, приспособленная для нагрева только ферромагнитных плит с размерами, ограниченными тремя рядами катушек, возбуждает неперекрывающие друг друга бегущие магнитные потоки, когда остаются непронизываемые этими потоками

зоны поверхности металла, нагреваемые до меньших температур.

Цель изобретения - повышение равномерности нагрева поверхности листового материала за счет использования для нагрева бегущих перекрывающих друг друга магнитных потоков путем придчэния магнитопроЕзоду ячеистой структуры.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе для нагрева поверхностей изделий бегущим полем, содержащем м гнитопровод, в пазах размещена трехфазная обмотка, указанные пазы выполнены в диагонально пересекающихся плоскостях магнитопровода с образованием ячеистой структуры, а обмотки каждой фазы уложены параллельными рядами и выполнены в виде петель из гофрированного проводника, гофры которого охватьшают указанные ячейки навстречу одна другой с образовани ем квазизамкнутых контуров тока.

В предложенной конструкции магнитопровода магнитные потоки, возбуждаемые квазизамкнутыми контурами тока, замыкаются на соседние полюса и на полюса соответствующей фазы и, перекрывая друг друга, обеспечивают равномерный нагрев поверхности, особенно листовых материалов. Благодаря большомучислу полюсов обеспечивается Нагрев детали с большой поверхностью. Материал нагреваемого листа или изделия с большой поверхностью должен быть электропроводным. При нагреве листовых материалов, когда контуры вихревых токов находятся над каждым выступом-полюсом, не сказывается взаимное влияние потоков различных фаз и не ухудшаются эксплуатаЦ|Ионные характер стики индуктора. При этом распределение полюсов по поверхности магнитопровода более равномерное, чем катушек в трех рядах у прототипа, следовательно, распределение температуры по поверхности также более равномерное, чему прототипа.

На чертеже показана конструкция предлагаемого устройства.

. Устройство содержит индуктор из двух секций 1 и 2 в виде двух ферромагнитных пластин, в одной из которых выполнены диагональные пересекающиеся пазы 3 с образованием выступов-полюсов квадратного сечения I, индуктивный провод 5,.выполненный в виде петель из гофрированного проводника, уложенных в пазы, причем гофры проводников образуют квазизамкнутые контуры токов, охватывающих полюса, при этом начала первых трех петель подключены к трем фазам источника переменного тока, а их концы - к концам следующих трех петель, начала которых соединены с началами следующих трех петель и т.д. с чередованием в указанной последовательности. Выходы последних трех пар соединены вместе, т.е. отрезки гофрированных проводников

при указанных соединениях оказываются включенными в трехфазную звезду, между секциями 1 и 2 размещен нагреваемый лист б.

Принцип работы устройства для индукционного нагрева состоит в следующем.

При прохрждении токов всех фаз по гофрированным проводникам- каждая пйрй которых, п одключе ннад к своей фазе, создает цепочку квазизамкнутых контуров тока,

охватывающих полюса, в которых возбуждаются магнитные потоки Ф), Фа, Фз, замыкающиеся через ферромагнитную секцию 1, йронизывая лист 6 на цепочку полюсов, охваченных проводниками, соединенными с

проводниками соответствующей фазы, соответственно А, В, Ci Частично эти потоки замыкаются на соседние полюса с гофрированными проводниками соседних фаз. Изменением зтих потоков индуцируются

вихревые токи в поверхностном слое детали или в пронизываемом ими.металлическом листе б, которые нагревают его, обеспечивая равномерное распределение температуры по всей нагреваемой поверхности.

П р W м е р. Используй т индуктор размером IDOxiOO см, представляющий собой многоячеистую структуру из 900 полюсов сечением 3x3 см , образованных диагонально пересекающимися пазами шириной 11 мм, глубиной 14 мм. Индуктивная обмотка выполнена в виде петель из отформованных в зигзаг отрезков еодоохлаждаемой трубки сечением 2x9 мм, уложенных в параллельные строки с образованием квазизамкнутых контуров тока и соединенных в звезду. Обмотка подкл ючена к трехфазно- му трансформатору С регулируемым током мощностью 20 кВт. Индуктор предназначен для поверхностной термообработки издеЛИЙ с большими поверхностями t листового материала.:.

Прёдпагаемый индуктор по сравнению

с известными обеспечивает более высокую

авномерность нагрева и имеет бо/tee широкие технопогические возможности.

Формул а и 3 обретени я

Индуктор для нагрева поверхностей изделий бегущим полем, содержащий магнитопровод. в пазах которого размещена трехфазная индукционная обмотка, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева листовых изделий, указанные пазы выполнены в диагонадьно

перекрещивающихся плоскостях магнитопровода с образованием ячеистой структуры, а обмотки каждой фазы уложены параллельными рядами и выполнены в виде

(J

uU-/Nyg4x / S,/-C/X/ /

петли из гофрированного проводника, гофры которого уложены в указанные ячейки навстречу одна другой с образованием квазизамкнутых контуров тока.

-/.g4XX/

Ч/ к-Лух/

м