Máy sưởi tiếp xúc điện

Gia nhiệt tiếp xúc điện bằng điện trở được sử dụng để gia nhiệt, hàn tiếp xúc, cán màng trong quá trình phục hồi các bộ phận bị mòn và đường ống gia nhiệt.

Bằng cách nung nóng, nó được sử dụng như một phương pháp chính để gia nhiệt các bộ phận và chi tiết để xử lý áp suất hoặc xử lý nhiệt tiếp theo của chúng, cũng như là một phần không thể thiếu của quá trình gia nhiệt công nghệ kết hợp với các hoạt động khác trong sản xuất các bộ phận bán thành phẩm hoặc thành phẩm. Bằng cách đốt nóng, điện năng được biến đổi trực tiếp thành nhiệt năng trong các bộ phận, chi tiết có trong mạch điện. Cả dòng điện một chiều và xoay chiều thường có thể được sử dụng để sưởi ấm.

Trong các thiết bị lắp đặt tiếp xúc điện, dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi, vì dòng điện cần thiết để đốt nóng trong hàng nghìn và hàng chục nghìn ampe ở điện áp vài vôn có thể dễ dàng đạt được nhất chỉ với sự trợ giúp của máy biến dòng xoay chiều. Các cài đặt để sưởi ấm tiếp xúc điện của các bộ phận hoặc chi tiết được chia thành một vị trí và nhiều vị trí (Hình 1).

Cơm. 1. Sơ đồ của các thiết bị một vị trí (a) và nhiều vị trí có nối tiếp (b) và song song (c) bao gồm các bộ phận trong mạch điện: 1-tiếp điểm kẹp cho dòng điện hiện tại; 2 — chi tiết gia nhiệt; 3 — dây nguồn hiện tại.

Tùy thuộc vào tốc độ gia nhiệt cần thiết và năng suất của dây chuyền công nghệ, sơ đồ này hoặc sơ đồ khác được sử dụng. Vì lý do kỹ thuật và kinh tế, thuận lợi nhất là sử dụng sơ đồ định vị với sự kết nối nối tiếp của các phôi được gia nhiệt với mạch điện, vì trong trường hợp này, bất kỳ tốc độ phân phối nhất định nào của các phôi được gia nhiệt đều được đảm bảo bằng cách tăng dần nhiệt độ của chúng. đến một giá trị định trước bằng cách di chuyển các chi tiết từ vị trí này sang vị trí khác.

Bất kể sơ đồ bao gồm các bộ phận được làm nóng trong mạch điện, tải hiện tại tại các điểm tiếp xúc của các tiếp điểm mang dòng điện với phôi được làm nóng có ảnh hưởng lớn đến các chỉ số công nghệ, điện và kỹ thuật và kinh tế của việc lắp đặt tiếp xúc điện . Tải hiện tại được giảm bằng cách làm mát và tạo áp suất cho các tiếp điểm, cũng như bằng cách sử dụng các kẹp có tiếp điểm hướng tâm và cuối.

Các thiết bị tiếp xúc điện một pha và ba pha có thể được sử dụng trong các doanh nghiệp sửa chữa. Hệ thống lắp đặt ba pha hiệu quả hơn so với hệ thống lắp đặt một pha một vị trí có cùng hiệu suất, vì chúng cung cấp tải đồng đều trên các pha của mạng cung cấp và giảm tải hiện tại trên mỗi pha.

Phương án lắp đặt gia nhiệt và gia nhiệt tiếp điểm điện được lựa chọn tùy theo điều kiện cụ thể.

Các đặc tính điện chính của lắp đặt hệ thống sưởi tiếp xúc điện

Các thông số thiết kế sau đây được xác định cho từng cài đặt tiếp xúc điện:

• máy biến áp điện,

• dòng điện cần thiết trong mạch thứ cấp,

• căng thẳng trên phần nóng hoặc phôi,

• hiệu quả

• Hệ số công suất.

Dữ liệu ban đầu để tính toán cài đặt tiếp xúc điện là:

• lớp vật liệu,

• khối lượng của phần được làm nóng và kích thước hình học của nó

• điện áp cung cấp điện,

• thời gian và nhiệt độ gia nhiệt.

Công suất biểu kiến, V ∙ A, của máy biến áp dùng cho thiết bị một vị trí:

trong đó kz = 1,1 ...1,3 — hệ số an toàn; F - dòng nhiệt hữu ích; ηtotal — hiệu suất chung của hệ thống lắp đặt: ηe — hiệu suất điện; ηt - hiệu suất nhiệt; ηtr - hiệu suất máy biến áp.

Cường độ dòng điện, A, trong mạch thứ cấp khi phôi gia công được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn điểm chuyển đổi từ tính

trong đó ρ là mật độ vật liệu của phôi, kg / m3; ΔT = T2 — T1 là hiệu số giữa T2 cuối cùng và nhiệt độ T1 ban đầu của quá trình gia nhiệt phôi, K; σ2 - diện tích mặt cắt ngang của phôi, m2.

Thời gian gia nhiệt phụ thuộc vào đường kính của phôi và chênh lệch nhiệt độ dọc theo chiều dài và mặt cắt ngang. Theo các điều kiện công nghệ, chênh lệch nhiệt độ giữa lớp bên trong và lớp bề mặt của phôi gia nhiệt không được vượt quá ΔТП = 100 K. Sự phụ thuộc đồ họa được tính toán và thử nghiệm để xác định thời gian gia nhiệt được đưa ra trong tài liệu tham khảo.

Trong tính toán thực tế, thời gian gia nhiệt, s, của phôi hình trụ có đường kính d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K có thể được xác định theo công thức thực nghiệm

Nếu phôi được nung nóng đến nhiệt độ dưới điểm chuyển đổi từ, thì khi xác định dòng điện trong mạch thứ cấp, cần tính đến hiệu ứng bề mặt, mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào độ thấm từ.

Đối với sự gia nhiệt của tiếp xúc điện, sự phụ thuộc theo kinh nghiệm thiết lập mối quan hệ giữa dòng điện I2, độ thấm từ tương đối μr2 của phôi và đường kính của nó có dạng

Trong các tính toán thực tế, chúng thường được đưa ra với các giá trị khác nhau của μr2 và cường độ dòng điện I2 được xác định theo các công thức. Cùng một giá trị cường độ dòng điện được tìm thấy từ các công thức đã cho (2) và (4) sẽ là giá trị mong muốn tại một thời điểm nhất định. Theo các giá trị tính được của I2 và Z2, hiệu điện thế V ở mạch thứ cấp được cho bởi biểu thức

Cơm. 2. Sự phụ thuộc của cosφ của cài đặt tiếp điểm điện vào tỷ lệ l2 / σ2: 1 — đối với cài đặt hai vị trí có hệ thống sưởi thay đổi của hai khoảng trống; 2 — để lắp đặt hai vị trí có gia nhiệt đồng thời hai cổ phiếu; 3 — để lắp đặt một vị trí.

Khi xác định các đặc tính điện chính của cài đặt tiếp xúc điện, cần phải tính đến các thông số vật lý của bộ phận và các thông số điện của cài đặt thay đổi trong quá trình gia nhiệt. Nhiệt dung riêng cm và điện trở suất riêng của dây dẫn ρт thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ và cosφ, η và t — tùy thuộc vào nhiệt độ, loại công trình và công nghệ lắp đặt cũng như số lượng vị trí gia nhiệt.

Theo sự phụ thuộc của thí nghiệm đồ họa (Hình 2, 3), cosφ và ηtotal được xác định tùy thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài của phôi l2 và σ2. Các giá trị cần thiết của S, l2 và U2 có thể nhận được bằng cách thay thế các giá trị tương ứng của các đại lượng biến đổi trong các công thức (1), (2), (4) và (5). Trong các tính toán thực tế, các giá trị trung bình của cm, ρt, η, t và cosφ thường được thay thế vào các công thức và giá trị trung bình của công suất, dòng điện hoặc điện áp được xác định trong khoảng nhiệt độ gia nhiệt giả định.

Cơm. 3. Sự phụ thuộc của hiệu quả tổng thể của việc lắp đặt tiếp điểm điện vào tỷ lệ l2 / σ2: 1 — đối với việc lắp đặt hai vị trí với hệ thống sưởi thay đổi của hai phôi; 2 — để lắp đặt hai vị trí có gia nhiệt đồng thời hai phôi; 3 — để lắp đặt một vị trí.

Máy biến áp điện của hệ thống tiếp xúc điện hoạt động ở chế độ định kỳ, được đặc trưng bởi thời gian bật tương đối

trong đó tn là thời gian gia nhiệt mẫu trắng, s; t3 — thời gian của hoạt động dỡ hàng và vận chuyển, giây.

Tổng công suất định mức, kVA, của máy biến áp điện lực, có tính đến εx, được xác định theo biểu thức

Cơm. 4. Sự phụ thuộc của hiệu quả và hệ số công suất của hệ thống sưởi tiếp xúc điện vào kích thước của bộ phận