Električni kontaktni grelci

Električno kontaktno segrevanje z uporom se uporablja za segrevanje, kontaktno varjenje, laminacijo pri obnovi obrabljenih delov in ogrevalnih cevovodov.

S segrevanjem se uporablja kot glavna metoda ogrevanja delov in detajlov za njihovo naknadno tlačno obdelavo ali toplotno obdelavo, pa tudi kot sestavni del tehnološkega ogrevanja v kombinaciji z drugimi operacijami v proizvodnji polizdelkov ali končnih delov. S segrevanjem se električna energija pretvarja v toplotno neposredno v delih ali detajlih, vključenih v električni tokokrog. Za ogrevanje se na splošno lahko uporablja enosmerni in izmenični tok.

V elektrokontaktnih inštalacijah je izmenični tok zelo razširjen, saj je potrebne tokove za ogrevanje v tisočih in desettisočih amperov pri napetosti nekaj voltov najlažje dobiti le s pomočjo transformatorjev za izmenični tok. Naprave za električno kontaktno ogrevanje delov ali detajlov so razdeljene na enopoložajne in večpoložajne (slika 1).

riž. 1. Sheme enopoložajnih (a) in večpozicijskih naprav s serijsko (b) in vzporedno (c) vključitvijo podrobnosti v električni tokokrog: 1-vpenjalni kontakt za trenutni tok; 2 - ogrevan detajl; 3 - žica za napajanje toka.

Odvisno od zahtevane stopnje ogrevanja in produktivnosti tehnološke linije se uporablja ena ali druga shema. Iz tehničnih in ekonomskih razlogov je najugodnejša uporaba miopozicijske sheme z zaporedno povezavo ogrevanih obdelovancev z električnim tokokrogom, saj je v tem primeru katera koli dana hitrost dovajanja ogretih obdelovancev zagotovljena s postopnim zviševanjem njihove temperature. na vnaprej določeno vrednost s premikanjem podrobnosti iz enega položaja v drugega.

Ne glede na shemo vključitve ogrevanih delov v električni tokokrog ima trenutna obremenitev na mestih stika tokovnih kontaktov z ogrevanim obdelovancem velik vpliv na tehnološke, električne in tehnično-ekonomske kazalnike električnih kontaktnih instalacij. . Tokovno obremenitev zmanjšamo s hlajenjem in tlakom kontaktov ter z uporabo sponk z radialnimi in končnimi kontakti.

V servisnih podjetjih se lahko uporabljajo enofazne in trifazne električne kontaktne instalacije. Trifazne inštalacije so učinkovitejše od enopozicijskih enofaznih inštalacij enake zmogljivosti, saj zagotavljajo enakomerno obremenitev faz napajalnega omrežja in zmanjšujejo tokovno obremenitev posamezne faze.

Možnost električnega kontaktnega ogrevanja in ogrevalne instalacije se izbere glede na specifične pogoje.

Glavne električne značilnosti električnih kontaktnih ogrevalnih naprav

Za vsako električno kontaktno inštalacijo so določeni naslednji projektni parametri:

• močnostni transformator,

• potreben električni tok v sekundarnem krogu,

• obremenitev segretega dela ali obdelovanca,

• učinkovitost

• Faktor moči.

Izhodiščni podatki za izračun električnih kontaktnih inštalacij so:

• razred materiala,

• maso ogrevanega dela in njegove geometrijske mere

• napajalna napetost,

• čas ogrevanja in temperatura.

Navidezna moč, V ∙ A, močnostnega transformatorja za napravo z enim položajem:

kjer kz = 1,1 ... 1,3 - varnostni faktor; F - tok koristne toplote; ηtotal — splošna učinkovitost naprave: ηe — električna učinkovitost; ηt — toplotna učinkovitost; ηtr — izkoristek močnostnega transformatorja.

Jakost toka, A, v sekundarnem tokokrogu, ko je obdelovanec segret na temperaturo nad točko magnetne pretvorbe

kjer je ρ gostota materiala obdelovanca, kg / m3; ΔT = T2 — T1 je razlika med končno T2 in začetno T1 temperaturo segrevanja obdelovanca, K; σ2 - površina prečnega prereza obdelovanca, m2.

Čas segrevanja je odvisen od premera obdelovanca in temperaturne razlike po dolžini in prerezu. V skladu s tehnološkimi pogoji temperaturna razlika med notranjo in površinsko plastjo ogrevanega obdelovanca ne sme presegati ΔТП = 100 K. Izračunane in eksperimentalne grafične odvisnosti za določanje časa segrevanja so podane v referenčni literaturi.

V praktičnih izračunih se lahko čas segrevanja, s, valjastih surovcev s premerom d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K določi z empirično formulo

Če se obdelovanec segreje na temperaturo pod točko magnetne pretvorbe, je treba pri določanju toka v sekundarnem tokokrogu upoštevati površinski učinek, katerega stopnja vpliva je odvisna od magnetne prepustnosti.

Glede na električno kontaktno segrevanje ima empirična odvisnost, ki vzpostavlja razmerje med tokom I2, relativno magnetno prepustnostjo μr2 obdelovanca in njegovim premerom obliko

V praktičnih izračunih so običajno podane z različnimi vrednostmi μr2, jakost toka I2 pa je določena s formulami. Ista vrednost amperaže, ugotovljena iz danih formul (2) in (4), bo želena vrednost v danem trenutku. Glede na izračunane vrednosti I2 in Z2 je napetost V v sekundarnem tokokrogu podana z izrazom

riž. 2. Odvisnost cosφ električnih kontaktnih inštalacij od razmerja l2 / σ2: 1 - za dvopoložajno namestitev s spremenljivim ogrevanjem dveh surovcev; 2 — za namestitev v dveh položajih s hkratnim ogrevanjem dveh zalog; 3 — za namestitev v enem položaju.

Pri določanju glavnih električnih karakteristik električne kontaktne instalacije je potrebno upoštevati, da se fizikalni parametri dela in električni parametri instalacije med segrevanjem spreminjajo. Specifična toplota cm in specifična električna upornost prevodnika ρт se spreminjata glede na temperaturo, cosφ, η in t pa glede na temperaturo, konstrukcijsko-tehnološki način vgradnje in število grelnih položajev.

Glede na grafične eksperimentalne odvisnosti (sl. 2, 3) se cosφ in ηtotal določita glede na razmerje dolžine obdelovanca l2 do σ2. Zahtevane vrednosti S, l2 in U2 je mogoče dobiti z zamenjavo ustreznih vrednosti spremenljivih količin v formulah (1), (2), (4) in (5). V praktičnih izračunih se povprečne vrednosti cm, ρt, η, t in cosφ običajno nadomestijo s formulami, povprečna vrednost moči, toka ali napetosti pa se določi v predpostavljenem temperaturnem intervalu ogrevanja.

riž. 3. Odvisnost celotne učinkovitosti elektrokontaktnih naprav od razmerja l2 / σ2: 1 - za dvopozicijsko namestitev s spremenljivim ogrevanjem dveh obdelovancev; 2 — za namestitev v dveh položajih s hkratnim segrevanjem dveh obdelovancev; 3 — za namestitev v enem položaju.

Močnostni transformatorji električnih kontaktnih instalacij delujejo v periodičnem načinu, za katerega je značilno relativno trajanje vklopa.

kjer je tn čas segrevanja surovcev, s; t3 - čas raztovarjanja in prevoza, sek.

Skupna nazivna moč, kVA, močnostnega transformatorja ob upoštevanju εx je določena z izrazom

riž. 4. Odvisnost izkoristka in faktorja moči električnega kontaktnega grelnika od dimenzij dela