中频炉感性部件的结构设计计算
abzhongpin
abzhongpin Lv.3
2014年09月11日 13:10:56
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中频炉感性部件的结构设计计算 在中频炉感应加热装置中,必须使用各种感性部件,如进线电感、滤波电抗器、换流电抗器 和淬火变压器等。这些部件有的采用铁芯,有的则没有用铁芯,它们在电路中起产生电感 的作用,因而在计算前述电路参数时,只是计算出其电感量大小。这里需要讨论的问题是 如何根据这些部件的电感量,计算它们的线圈外形尺寸、匝数、线径及铁芯尺寸等结构参 数。同一部件可以用不同外形、不同尺寸的线圈制成。例如,进线电感可以采用圆筒形、矩

中频炉感性部件的结构设计计算
在中频炉感应加热装置中,必须使用各种感性部件,如进线电感、滤波电抗器、换流电抗器
和淬火变压器等。这些部件有的采用铁芯,有的则没有用铁芯,它们在电路中起产生电感
的作用,因而在计算前述电路参数时,只是计算出其电感量大小。这里需要讨论的问题是
如何根据这些部件的电感量,计算它们的线圈外形尺寸、匝数、线径及铁芯尺寸等结构参
数。同一部件可以用不同外形、不同尺寸的线圈制成。例如,进线电感可以采用圆筒形、矩
形或盘状线圈,可以带铁芯也可以不用铁芯。限于篇幅,不可能一一介绍。在此,只介鲳
最通用的结构形式,而且只介绍结构参数计算。至于它们的其他结构形式、绝缘处理以及
发热、冷却的计算。加热线圈和空芯电抗器
在中频炉感应透热和感应熔炼设备中,加热线圈多采用单层圆筒形式。在中频炉感应加热装置中的进
线电感和换流电抗器,则采用单层或多层圆筒式线圈或盘状线圈。这些线圈都不用铁芯,属
空心电抗器。空心电抗器的电感量取决于线圈的匝数及线圈的几何形状和尺寸。绕制线圈
的导线,应根据流过线圈电流的大小来选定。自然冷却的线圈,其电流密度 j=l. 5 2. 5A/
mm2 ,强迫风冷可大到 4. 5A rrirr12 ,如采用水冷则可取 j=10 15A mm2 。根据冷却方式,
按流过线圈电流大小和所取电流密度,即可计算出绕制线圈的导线截面积,然后选择导线
或铜管。选择绕制线圈的导体时,必须注意绝缘等级和集肤效应的影响,每根导体的厚度
或管材的壁厚可取为电流透入深度的 1. 2 1. 57 倍。再厚则是浪费,必要时可采用多根并
绕方式。从导电和减少功率损耗的角度看,相同截面的厚导体的功率损耗要比由薄导体并
绕的大得多。一般都用铜导线或铜管绕制线圈。其电流透入深度可按 o- —专≥ (mm) 计算,
其中,是流过线圉的电流频率 (Hz)
选择好绕制线圈的导体后,再选择线圈形状。假设几种尺寸(多从美观,便于制作、安
装考虑)和线圈匝数进行试算,根据计算结果,对匝数和几何尺寸进行修正后再算,重复
几次,直到线圈尺寸和实际相符,电感量也合适为止。线圈形状繁多,下面列举最常用的
三种。
单层圆筒形线圈。单层圆筒形线圈的电感
功率控制的实现过程为:逆变器的输入电压 Ud 和电流 Ja 的乘积与设定值比较,其差值
输入到功率调节器,再把它的输出与电流,。进行比较,经电流调节器运算后,去控制压控
振荡器的输出脉冲频率,使计数器的溢出脉冲时间改变,进而改变晶闸管的触发脉冲频率,
从而达到预期的控制效果。这种控制效果体现在炉子参数额定值以上的重负载情况下,保
持炉子的输入功率恒定;在额定值以下的轻负载范围内,则控制输出电流在限制值内。
延时环节的延时时间 td 是使晶闸管具有足够的承受反压时间,以便进行可靠关断。一
般取 td=l. 3 1. 8tq0 。与此同时,还利用压控振荡器的输出脉冲频率上限,进一步确保晶
闸管的关断时间。利用压控振荡器的频率上、下限,将晶闸管的触发频率亦即逆变器的输
出功率调节范围加以限制。
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