Trinilna indukcijska peč: načelo delovanja, diagram in pregledi

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Zaradi pojava dostopnih elektronskih in izolacijskih komponent v sodobni proizvodnji postaja področje uporabe indukcijskega ogrevanja vedno širše. Ta tehnologija se ne uporablja samo v metalurgiji, ampak tudi pri razvoju gospodinjskih aparatov.

Načelo indukcijskega ogrevanja

Delovanje indukcijske peči temelji na transformatorskem principu izmenjave energije. Induktor je izdelan iz bakrene cevi, ki se nato zvije v večobratno tuljavo. V primarni tokokrog induktorja se dovaja izmenični tok, kar vodi do nastanka izmeničnega magnetnega polja okoli njega. Pod vplivom magnetnega polja v telesu, nameščenem v notranjosti induktorja, nastane električno polje, ki posledično vodi do procesa segrevanja. Moč in s tem toplota, ki jo ustvari indukcijska talilna peč, sta neposredno odvisni od frekvence izmeničnega magnetnega polja. Zato za učinkovito delovanje pečica potrebuje visokofrekvenčne tokove.

Uporaba indukcijskih peči

Indukcijaogrevanje se lahko uporablja za delo s katerim koli materialom: kovina, žlindra, plin itd. Glavna prednost njegove uporabe je brezkontaktni prenos toplote. Tudi indukcijsko ogrevanje vam omogoča, da dosežete skoraj vsako stopnjo ogrevanja - vse je odvisno od moči generatorja, ki napaja peč. Toplotne izgube pri takšnem ogrevanju so minimalne. Najvišja temperatura, na katero se lahko segreje predmet v peči, je omejena le z odpornostjo ognjevzdržnega materiala. Postopek brezkontaktnega prenosa toplote na segreti material omogoča proizvodnjo ogrevanja v vakuumskem okolju.

Po ocenah metalurgov je obseg indukcijskih peči zaradi obstoječih pomanjkljivosti nekoliko omejen. Slabosti lončaste peči vključujejo:

• visoka cena električne opreme;
• hladne žlindre, ki otežujejo postopek rafiniranja;
• Zmanjšana stabilnost obloge med temperaturnimi skoki med taljenjem.

Shema lončaste indukcijske peči

Indukcijska lončena peč ima naslednjo strukturo.

Glavni element peči je lonček (7), pokrit s pokrovom (1). Lonček se nahaja v notranjosti grelnega induktorja (3), ki je izdelan v obliki večobratne tuljave. Tuljava je bakrena cev, znotraj katere zaradi hlajenja nenehno kroži voda. Magnetni tok iz induktorja poteka skozi magnetna vezja (4), ki so izdelana iz posebnega transformatorskega jekla. Vrtljivi sklop (2) je predviden za nagibanje pečice med polnjenjemstaljena tekočina. Peč je nameščena na mello konstrukcijo (5). Hlajenje poteka s cevmi za vodno hlajenje (6). Za servisiranje pečice se uporablja pomožna ploščad (8).

Prav tako shema lončaste peči vključuje transformator, kondenzatorje, krmilno enoto in sistem za črpanje plina. Električna peč z lončkom se napaja s tokovi s frekvenco 50 Hz.

Lastnosti notranjih strukturnih elementov

Najpogosteje je induktor izdelan iz okrogle cevi. Toda obstajajo situacije, v katerih okrogla bakrena cev ni uporabna. V določenih primerih se za oblikovanje indukcijske peči s lončkom uporabljajo profilirani elementi, zaradi česar se zmanjša magnetni tok puščanja. Induktorske cevi so med seboj izolirane s steklenimi vlakni, impregniranimi s posebnim lakom. Zaščiteni zavoji so stisnjeni z bloki iz dielektričnega materiala. Induktor in lonček, nameščen znotraj tuljave, sta nameščena na paleti iz ognjevzdržnih opek ali toplotno odpornega betona. V industrijskih pogojih postopek izdelave lončka poteka neposredno v peči. V tem primeru je induktor v sestavljenem stanju nameščen na paleti in izoliran z azbestom. Po tem se paleta napolni z ognjevzdržnim prahom, ki se stisne s pnevmatsko enoto. Vrzel med šablono, nameščeno na dnu, in induktorjem je napolnjena z ognjevzdržnimi praški.

Obloga cone nad induktorjem je zagotovljena z ognjevzdržnimi opekami. Ovratnik in odtočna žleba sta prav tako obloženaognjevzdržna opeka. Delo indukcijske peči s lončkom poteka v najtežjih pogojih, zato se postavljajo večje zahteve glede kakovosti uporabljenih toplotno odpornih materialov. Na vzdržljivost obloge vplivajo sestava ognjevzdržne mase, način delovanja in uporabljena frekvenca električnega toka. Lonček praviloma zdrži do 100 talil in nato odpove.

Oblikovanje zunanjih elementov

Ogrodje talilne peči je osnova, na katero so pritrjeni vsi njeni elementi. Na velikih industrijskih napravah ima okvir obliko trdnega ohišja. Vsi deli okvirja morajo imeti visoko trdnost zaradi vpliva elektromagnetnega polja induktorja na njih. Lupino pod določenimi pogoji lahko segrejemo na enak način kot material v peči. Za zmanjšanje ogrevanja je smiselno okvir izdelati iz neprevodnih materialov. Ker pa so dielektrični materiali dragi, je material okvirja običajno jeklo. Jeklena konstrukcija je razdeljena na več elementov, ki so med seboj izolirani. Zasloni se uporabljajo za zmanjšanje elektromagnetnega polja v bližini okvirja. Med induktorjem in telesom peči je nameščen zaščitni zaslon. Zaslon je valjast in izdelan iz aluminija ali bakra.

Vrtje je pomemben element oblikovanja. Glavna zahteva za obračalni mehanizem je zagotoviti naklon za popolno odtekanje kovine. Rotacijski mehanizmi se lahko uporabljajo različni. Majhne pečice uporabljajo ročne ali električnevitel. Industrijske peči se nagibajo s pomočjo žerjava. Pečice velike zmogljivosti so lahko opremljene s hidravličnim nagibnim pogonom.

Pokrov, ki pokriva talilno peč v lončku, služi za vzdrževanje temperature znotraj enote na višji ravni. Glede na to, da je peč možno pokriti šele po popolnem taljenju polnjenja, uporaba pokrova ni obvezna.

izdelava v pečici

Indukcijske peči se pogosto uporabljajo ne samo v industriji, ampak tudi v vsakdanjem življenju. Najdete lahko sheme za veliko število domačih naprav, vendar nekatere od njih v najboljšem primeru preprosto ne bodo delovale, v najslabšem primeru pa bodo škodile zdravju svojega ustvarjalca. Na takšne posledice opozarjajo številni oboževalci. V vsakdanjem življenju se metoda indukcijskega ogrevanja uporablja v takšnih napravah:

• kanalna talilna peč;
• lončniška indukcijska peč je najpreprostejša za načrtovanje in zato najbolj priljubljena med navdušenci, sodeč po ocenah;
• bojler za ogrevanje vode na podlagi indukcijske metode;
• indukcijske kuhalne plošče, ki tekmujejo s priljubljenimi plinskimi štedilniki.

Canalna pečica

Ta vrsta peči se uporablja za proizvodnjo visokokakovostnega litega železa, kot tudi za taljenje duraluminija in neželeznih posebnih zlitin. Kanalska peč z močjo do 3 kW je izdelana neodvisno od varilnega transformatorja, katerega frekvenca ustreza industrijskemu. Ta pečica se topisurovec iz brona ali bakra, ki tehta do pol kilograma. Kanalska peč omogoča tudi pretakanje duraluminija, vendar je treba upoštevati, da mora taljenje slediti procesu »staranja«. Čas tega postopka je lahko do 2 tedna in je odvisen od sestave zlitine.

Za izdelavo peči se primarno navitje varilnega transformatorja pusti nespremenjeno, namesto sekundarnega navitja pa se postavi obročasti lonček. Najboljši material za lonček majhne kanalske peči je elektroporcelan. Druge možnosti ne bodo delovale zaradi nizke trdnosti in dielektričnih izgub. Po mnenju amaterskih metalurgov je težava v tem, da elektroporcelana ni mogoče obdelati sami in je zelo malo verjetno, da bi našli ustrezen element za prodajo. Prav zaradi redkega lončka kanalska peč ni našla široke uporabe med navdušenci, čeprav ima ta vrsta peči izkoristek več kot 90%.

lončniška indukcijska peč

Samoizdelana lončena peč se uporablja predvsem pri čiščenju dragocenih kovin. Na primer, če imate radijski priključek, izdelan v Sovjetski zvezi, lahko iz njegovih stikov izvlečete določeno količino zlata. Z zunanjim ogrevanjem tega rezultata ni mogoče doseči.

Poleg rudarjenja zlata se taka peč pogosto uporablja za enakomerno segrevanje kovine, ki je potrebna za visokokakovostno utrjevanje. S spreminjanjem položaja dela v induktorju in prilagajanjem njegove moči je mogoče doseči želeno temperaturo na določenem območju kovine. Pomembno je, da bo uporaba takšne peči precej proračunska, kerskoraj vsa energija je usmerjena v proces segrevanja dela.

indukcijski kotli

Indukcijski kotli za ogrevanje vode imajo vse možnosti, da bodo v prihodnosti zamenjali običajne kotle. Uporabniki menijo, da je visoka cena pomanjkljivost takšnega grelnika vode, hkrati pa je s sistematizacijo številnih pregledov mogoče razlikovati več prednosti:

• Zanesljivost. Kotel nima električne tuljave, ki je šibki člen običajnega kotla.
• Učinkovitost skoraj 100%.
• Varnost. Dostop električne energije do telesa kotla je zaradi konstrukcijskih značilnosti nemogoč.
• Naprava ne potrebuje posebne ozemljitve.
• Odporen proti prenapetostim.
• Brez lestvice.
• Trajnost. Kotel lahko brez vzdrževanja deluje približno 30 let.

Domači bojler za toplo vodo

Osnova takšnega grelnika vode je močnostni transformator z močjo do 1,5 kW, katerega primarno navitje je zasnovano za napetost 220 V. Transformator iz cevnega barvnega televizorja je popoln. Sekundarni navit je treba odstraniti in povečati število zavojev primarnega.

Obrtniki svetujejo in opozarjajo: uporaba takšne domače naprave je nevarna, zato je treba transformator ozemljiti, samo napravo pa povezati preko hitrega RCD.

Induktor v kuhinji

Indukcijske kuhalne plošče niso večpovzročajo presenečenje in se pogosto uporabljajo v vsakdanjem življenju. Delovanje naprave temelji na enakih načelih kot pri indukcijski peči, le da je sekundarno navitje kovinsko dno posode.

Uporaba takšnih plošč je postala mogoča zaradi pojava pri proizvodnji dielektrika, ki mora poleg izpolnjevanja naloge izolacije induktorja imeti tudi trdnost in higienske lastnosti. Material, ki izpolnjuje vse zahteve, se je pojavil relativno nedavno, njegova cena pa je pomemben del skupne cene plošče.

Uporabniki soglasno trdijo: lastna proizvodnja indukcijskega štedilnika ni smiselna iz dveh razlogov. Prvič, kuhanje na takšni kuhalni plošči zahteva natančno nastavitev za vsako vrsto hrane. Za potrebno prilagajanje vseh električnih parametrov med postopkom kuhanja je potreben mikrokrmilnik. Drugi razlog je cena elektronskih delov, ki sestavljajo peč. Skupno bodo vsi elementi stali veliko več kot stroški že dokončane naprave.

Indukcijski štedilnik ima naslednje pozitivne lastnosti:

• pomanjkanje, za razliko od mikrovalovne pečice, sevanje tretjih oseb;
• zmožnost programiranja peči glede na vaš način kuhanja;
• kuhanje jedi, kot je karamela, brez pregrevanja ali zažganja;
• varčnost zahvaljujoč učinkoviti uporabi ogrevalne energije.