Индуктор для индукционного нагрева металлической полосы бегущим магнитным полем Советский патент 1992 года по МПК H05B6/36 

Изобретение относится к термической обработке металлов и предназначено для нагревания вихревыми токами металлической полосы или листа.

Известны однофазные индукторы для индукционного нагрева плоских металлических тел вихревыми токами промышленной или повышенной частоты, Их недостатки состоят в неравномерности нагрева из-за невозможности использования центрального пространства катушек, в слабом использовании лобовых частей катушек, в повышенных габаритах, неравномерной загрузке сети, низком КПД.

В индукторе, выполненном из трех обмоток, эти недостатки частично устраняются, однако эффективность нагрева недостаточна из-за расположения катушек в двух параллельных плоскостях.

Для нагрева металлической полосы предложено применять трехфазные индукторы бегущего магнитного поля, обмотки ко- торых уложены в пазы стальных магнитопроводов, обращенных своими активными поверхнстями друг к другу и обр#- зующих узкую щель для помещения или прохождения в ней металлической полосы.

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный нагреватель поперечного магнитного поля для нагрева листового материала, содержащий две группы секций, между которыми размещен нагреваемый лист. Каждая секция выполнена в виде П-об- разного магнитопровода с однофазной обмоткой на его среднем стержне. Секции в группах установлены в ряд, торцами магнитопроводов друг к другу так, что осевые линии активных частей их обмоток находятся на одной прямой. Обмотки секций первой группы подключены к трехфазному источнику питания по схеме звезды. Обмотки секций второй группы подключены к двум фазам трехфазного источника.

При подаче напряже ния на обмотки секций они создают поперечное бегущее магнитное поле в рабочем зазоре, которое пронизывает нагреваемый лист и индуктиfe

СП

со о ю

00

рует в нем вихревые токи, нагревающие узкую зону под активными ветвями обмоток.

Недостатком известного индукционного нагревателя является низкая эффективность, обусловленная большим рассеянием магнитного потока и невозможностью нагрева полосы по всей ее ширине. Кроме того, данная конструкция может обеспечивать узкозональный нагревтолько при некотором определенном соотношении между воздушным зазором и полюсным расстоянием. В других случаях ожидаемый эффект не достигается.

Целью изобретения является повышение КПД устройства.

Эта цель достигается тем, что в индукторе для индукционного нагрева металлической полосы бегущим полем, содержащем установленные друг против друга с образованием рабочего зазора одинаковые сек- ции, каждая из которых выполнена в виде магнитопровода с размещенной на нем трехфазной обмоткой, магнитопроводы секций выполнены в виде центрального пакета с продольной шихтовкой и по меньшей мере двух боковых пакетов с поперечной шихтов-. кой, а указанная трехфазная обмотка выполнена в зиде по меньшей мере одной, охватывающей центральный пакет спиральной катушки средней фазы и охватывающих ее плоских прямоугольных катушек крайних фаз, уложенных на поверхности мэгнитопроводов таким образом, что их лобовые участкьГрасположены на боковых пакетах.

На фиг.1 показан индуктор, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - размещение трехфазной комбинированной обмотки (вид А на фиг.1)

Магнитопроводы двухстороннего индуктора выполнены секционными и содер- жат центральные секции 1 и боковые секции 2, на которых уложены комбинированные обмотки, состоящие из концентрических ка- тущек 3 крайних фаз и кольцевых катушек 4 средней фазы. Магнитопроводы устанавли- ваются на неподвижном основании посредством кронштейнов 5 и 6, обмотка крепится к магнитопроводу с помощью нажимной плиты 7. Нагреваемая полоса 8 помещается в зазоре индуктора. Продольный магнито- провод шихтован в направлении бегущего магнитного поля, на нем помещены кольцевые катушки средней фазы трехфазной обмотки и прямолинейные участки концентрических катушек крайних фаз. Бо-

ковые магнитопроводы шихтованы в поперечном направлении и расположены под лобовыми частями катушек крайних фаз.

Индуктор работает следующим образом.

Каждую из двух трехфазных обмоток двухстороннего индуктора соединяют в звезду или треугольник и включают в сеть трехфазного тока. При этом направление токов в противоположных проводниках двухстороннего индуктора должно быть таким, чтобы в зазоре образовался поперечный магнитный поток, который бы пронизывал металлическую полосу 8, индуктируя в ней вихревые токи, являющиеся источниками тепла, нагревающего металл. При этом центральная часть полосы нагревается под действием бегущего магнитного поля трехфазных обмоток, а боковые участки греются за счет вихревых токов, образованных пульсирующими потоками лобовых частей крайних фаз обмоток. Эти потоки за счет боковых с екций магнитопроводов усиливаются примерно в два раза. Тем самым достигается равномерный нагрев как центральной части полосы, так и ее боковых частей. Предлагаемая конструкция индуктора обладает хорошей возможностью модульного исполнения с целью как последовательного, так и параллельного размещения относительно нагреваемой полосы, при котором отмеченные преимущества не будут зависеть от ширины последней.

Фор м у ла изобретения Индуктор для индукционного нагрева металлической полосы бегущим магнитным полем, содержащий установленные одна напротив другой с образованием рабочего зазора одинаковые секции, каждая из которых выполнена в виде магнитопровода с размещенной на нем трехфазной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, магнитопроводы секций выполнены в виде центрального пакета с продольной шихтовкой и по меньшей мере двух боковых пакетов с поперечной шихтовкой, а трехфазная обмотка выполнена в виде по меньшей мере одной охватывающей центральный пакет спиральной катушки средней фазы и охватывающих ее плоских прямоугольных катушек крайних фаз, уложенных на поверхности магнитопроводов так, что их лобовые участки расположены на боковых Пакетах.

Oo 3

Щ.

i

&

i

-

JL @

f-ri

j

СЛ CO 01

to

CO

Ni

/

X,4

Вид А

Фиг.З

Сущность изобретения: индуктор содержит магнитопроводы с обмотками, установленные с рабочим зазором для полосы. Обмотка выполнена в виде секций различной конфигурации - центральной спиральной и крайних плоских, что позволяет обеспечить равномерный нагрев. 3 ил.