Электрический расчет


Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1584


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

 

 

Расчет выполняют обычно для горячего режима и нормального заполнения тигля, когда весь металл находится в расплавленном состоянии.

Глубина проникновения тока в металл индуктора, м

 

, (3.21)

 

где ρ1 – удельное сопротивление меди, из которой изготовлен индуктор. При 50°С ρ1 = 2 ∙ 10-8Ом/м.

Глубина проникновения тока в материал загрузки, м

 

, (3.22)

 

где ρ2 – удельное сопротивление загрузки (табл. 3.2);

Относительный радиус загрузки (характерный поперечный размер)

 

. (3.23)

 

Активное сопротивление индуктора, Ом (при условии, что толщина внутренней стенки трубки индуктора b1 > Δ1). Обычно принимаем толщину трубки не менее 1,5 ∙ Δ1.

 

, (3.24)

 

где k3 – коэффициент заполнения индуктора, равный отношению высоты витка без изоляции к шагу навивки (зависит от конструкции индуктора и вида изоляции). k3 = 0,75..0,9.

Активное сопротивление загрузки, Ом/виток2

 

, (3.25)

 

где А – вспомогательная функция, определяется по рис. 3.5.

 

Рисунок 3.5 – Вспомогательные функции для определения активного и
реактивного сопротивления загрузки

 

Внутреннее реактивное сопротивление индуктора, Ом

 

x=r1tgφ, (3.26)

 

где φ – сдвиг фаз между напряженностями электрического и магнитного полей в металле индуктора. При b1 > 1,5 ∙ Δ1tgφ = 1.

Внутреннее реактивное сопротивление загрузки, Ом/виток2

 

, (3.27)

 

где B – вспомогательная функция, определяется по рис.3.5.

Реактивное сопротивление рассеивания,Ом/виток2

 

, (3.28)

 

где ω – круговая частота тока, рад/с

 

ω=2∙π∙f , (3.29)

 

μ0 – относительная магнитная проницаемость загрузки. Принимается равной μ0=1 Гн/м.

Sh – площадь зазора между индуктором и садкой, м2

 

. (3.30)

 

Реактивное сопротивление пустого индуктора, Ом

 

. (3.31)

 

Реактивное сопротивление обратного замыкания, Ом/виток2

 

, (3.32)

 

где К1 – поправочный коэффициент, учитывающий концевые эффекты короткого индуктора. Определяется по рис. 3.6.

 

 

Рисунок 3.6 – Поправочный коэффициент для вычисления реактивных
сопротивлений

Коэффициент приведения параметров загрузки к цепи индуктора

 

. (3.33)

 

Приведенное активное сопротивление загрузки, Ом

 

r2'=С ∙ r2 . (3.35)

 

Приведенное активное сопротивление загрузки, Ом

 

. (3.36)

 

Эквивалентное активное сопротивление индуктора, Ом

 

r = r1 + r2' . (3.37)

 

Эквивалентное реактивное сопротивление индуктора, Ом

 

х = х10 + х2' . (3.38)

 

Эквивалентное активное сопротивление индуктора, Ом

 

. (3.39)

 

Электрический КПД индуктора

 

. (3.40)

 

Коэффициент мощности

 

. (3.41)

 

Полученное значение cosφ сравниваем с оптимальным для стандартной печи. При значении cosφ меньше табличных электрический расчет следует проверить и внести коррективы.

Активная мощность индуктора, кВт

 

. (3.42)

 

Полученное значение сравнивается с табличным. При превышении табличного значения более чем на 20% расчет выполняется повторно.

По активной мощности индуктора и частоте тока выбираем источник питания, причем его мощность должна быть больше Рu на 5…10%, поскольку он должен покрывать потери в токопроводах и конденсаторах.

 

Числовитков индуктора, шт

 

, (3.43)

 

где UИ – напряжение на индукторе. Выбирается в пределах 700…3000 В.

Толщина изоляции между витками индуктора, м

 

. (3.44)

 

Минимальная толщина изоляции ΔИ=1,5…2 мм.

Ориентировочная высота индуктирующего витка, м:

 

. (3.45)

 

Используя справочные данные (ГОСТ 617-2006, ГОСТ 16774-78, табл. 3.4, 3.5) выбирается медный профиль для изготовления индуктора с учетом того, что толщина стенки водоохлаждаемой трубки должна соответствовать частоте тока.

Уточняем высоту индуктора, м

 

. (3.46)

 

Активное сопротивление системы индуктор-загрузка, Ом

 

. (3.47)

 

Реактивное сопротивление системы индуктор-загрузка, Ом

 

. (3.48)

 

Ток индуктора, А

 

. (3.49)

Таблица 3.4– Параметрымеднойпрофилированнойтрубки для
индукторапромышленнойчастоты

Эскиз А, мм В, мм С, мм D, мм E, мм r, мм
   

 

Таблица 3.5 – Стандартный медный прямоугольный профиль

Поперечное сечение А, мм B, мм S, мм А, мм B, мм S, мм
2,0 3;4
2,5 30; 40 3;4
2,5 30; 40 3; 4; 5
2,5; 4 40; 30 3; 4; 5
2,5; 4 30; 40 4; 6
2,5; 4 4; 6
3;4
3;4 4; 6
3;4

 

Плотность тока по сечению трубки индуктора, А/мм2

 

, (3.50)

 

где SТР – площадь поперечного сечения трубки индуктора.При водяном охлаждении меди плотность тока не должна превышать 20А/мм2.

Напряженность магнитного поля на внутренней поверхности индуктора (настил тока в индукторе) определяется по выражению, А/м

 

. (3.51)

 

Для тигельных печей напряженность магнитного поля в зазоре обычно составляет H = 104105А/м.

Для увеличения коэффициента мощности cosφ путем компенсации реактивной индуктивной мощности применяют конденсаторные батареи. Емкость конденсаторной батареи, мкФ

 

, (3.52)

 

где РР – реактивная мощность индуктора, кВар

 

. (3.53)

 

Необходимое количество конденсаторов, шт.

 

, (3.54)

 

где С1 – емкость одной батареи по справочным данным[8].

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.048 сек.)