Расчет индуктора и выбор индукционной установки для термообработки заготовок цилиндрической формы
3. Электрический расчет индуктора
Задача расчета - определить напряжение на индукторе , ток индуктора , число витков индуктора W, коэффициент мощности , коэффициент полезного действия , мощность, подводимую к индуктору .
Расчет выполняют на примере условного одновиткового индуктора. В конце расчета определяют количество витков W и пересчитывают параметры индуктора на это количество витков.
Глубина проникновения тока:
в медь индуктора, м:
, (3.1)
м.
в заготовку в горячем режиме:
(3.2)
где с2 - удельное сопротивление заготовки в горячем режиме (табл.2.3), с2=1,2210-6 Омм, при относительной магнитной проницаемости равной относительной магнитной проницаемости на поверхности заготовки .
(3.3)
Величину Zae находят из таблицы 2.4 Для этого необходимо определить величину:
(3.4)
В таблице находим Не=4104 А/м, =35,2, Zae=0,0410-2м.
Так как 2>0,18Омм, то полученное значение Zae увеличиваем в раз.
По формулам таблицы 2.5 рассчитываем г2, х2м для холодного, промежуточного и горячего режимов нагрева, а также xs и х0. Температуру промежуточного режима принимаем 750-800 °С. Холодный
где =0,2Ом приняли по таблице 2.3 для холодного режима;
промежуточный
где ц=1,46 принято по табл.2.6
горячий
где Ф=0,4 принято по табл.2.7, при
Индуктивное сопротивление заготовки магнитному потоку для режимов нагрева (табл.2.5)
холодный
Промежуточный
,
Горячий
, где ш=1,06
Индуктивное сопротивление в зазоре между индуктором и заготовкой
Индуктивное сопротивление обратного замыкания
где kx1=0,8 - принято по рис.2.6 для 2R1/l1 = 0,5.
Коэффициент приведения параметров, характеризующий соотношение размеров индуктора и заготовки:
Активное сопротивление пустого индуктора, Ом:
цилиндрического
Где с1=0,018*10-6 Ом*м - удельное сопротивление меди,W1=1, kr1=1,3.
Сопротивление нагруженного индуктора: активное
Индуктивное
полное
Ток в одновитковом индукторе
Напряжение на индуктирующем проводе одновиткового индуктора:
Число витков индуктора:
где Uи =30 - принято минимальное вторичное напряжение для понижающих трансформаторов индукционных установок.
витков;
Диаметр индуктирующего провода:
Принимаем медную трубку с наружным диаметров dн=6мм.
Длина индуктора:
где 1,25 учитывает удлинение индуктора из-за зазора между витками.
Ток индуктора:
Пересчитываем сопротивление индуктора на реальное число витков:
Электрический КПД индуктора:
Коэффициент мощности в о. е:
Мощность, подводимая к индуктору:
Напряжение на индукторе:
где - полное сопротивление индуктора с числом витков W.
Реактивная мощность конденсаторных батарей: