پایان نامه کوره های القایی در فرکانس شبکه

تعداد صفحات: ۱۰۰ | قابل ویرایش

فهرست مطالب

خلاصه

فصل اول

مقدمه

۱-۱- تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی

۱-۲- طبقه بندی کوره های القائی ازنظرفرکانس

۱-۳- کاربرد گرمایش القائی درصنعت

فصل دوم

اصول گرمایش القائی ومزایای آن نسبت به سایرروشها

۲-۱- مقدمه

۲-۲- اساس گرمایش القائی

۲-۳- اساس کارکوه القائی

۲-۴- توزیع جریان گردابی دریک میله توپر

۲-۵- مزایای گرمایش القائی نسبت به سایرروش ها گرمادهی

فصل سوم

انواع کوره های القائی ذوب ( فرکانس شبکه )

۳-۱- مقدمه

۳-۲- کوره های القایی بدون هسته

۳-۳ – کوره القائی کانالی

۳-۳-۱- کوره القائی کانالی خودریز

فصل چهارم

تجهیزات جانبی ونقش آنها درعملکرد کوره های القائی

۴-۱- مقدمه

۴-۲- سیستم های حفاظتی

۴-۲-۱- وسیله ایمنی اتصال زمین

۴-۲-۲- رله فشاری

۴-۲-۳ – رله های ولتاژ زیاد وجریان زیاد

۴-۲-۴ – رله های حرارت زیاد

۴-۲-۵ – تخلیه بار خازن ها

۴-۳- سیستم خنک کنندگی

۴-۴- مواد دیرگذار

۴-۴-۱آسترکشی کوره

۴-۵ –سیستم تخلیه مذاب

۴-۶ – بانک خازن

۴-۶-۱ حفاظت خازن ها

۴-۷ – سیم پیچ کوره های القایی

۴-۷-۱ ضریب کیفیت سیم پیچ کوره

۴-۸ –ترانسفورماتور

۴-۹- سلف کوره های القائی

۴-۱۰ – طرح کلی یک کوره القائی

۴-۱۱- مسئله « پل » درکوره های القائی

۴-۱۲- خطرقراضه های مرطوب

فصل پنجم

اصول جبران سازی بارومتعادل کردن آن

۵-۱- مقدمه

۵-۲- تصحیح ضریب قدرت وجبران سازی

۵-۳-متعادل کردن بار

۵-۳-۱ مدارمتعادل کننده ایده آل

فصل ششم

انتخاب مشخصات اصلی کوره های القائی ذوب

۶-۱- مقدمه

۶-۲- انتخاب مشخصات ظاهری کوره

۶-۳- انتخاب فرکانس مناسب

۶-۴- انتخاب توان مورد نیاز

۶-۵- انتخاب ظرفیت کوره

فصل هفتم

نتیجه گیری وپیشنهاد

منابع ومراجع

خلاصه

کلمات کلیدی: گرمایش القائی – کوره القائی – کوره بدون هسته – کوره کانالی – متعادل کردن بار – تصحیح ضریب قدرت

امروزه کوره های القایی یکی ازاساسی ترین نیازهای صنعت می باشد و درواقع می توان گفت بسیاری ازصنایع به نوعی به این نوع کوره ها وابستگی دارند. این کوره ها انواع مختلفی دارند که دراین پایان نامه سعی شده است یکی ازپرکاربرد ترین آنها ، کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه مورد بررسی قرارگیرد.

دراین پایان نامه سعی برتدوین دانش فنی درزمینه کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه بوده است تا در آینده مورد استفاده صنعتگران ودانش پژوهان قرارگیرد . مسائلی ازقبیل انواع کوره های ذوب ، حفاظت کوره ها ، مساله تصحیح ضریب قدرت ومتعادل کردن بار دراین پایان نامه موردیوجه قرارگرفته است .

ابتدا سعی شده است . اصول کلی گرمایش القائی با استفاده از قانون الکترومغناطیس فاردای ودرواقع طرز کار کلی کوره القائی بیان گردد. درادامه ، انواع کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه مورد بررسی قرارمی گیرند ونحوه عملکرد هریک بیان می شود . سپس تجهیزات جانبی این نوع کوره ها مورد توجه قرارمی گیرد. پس از آن بررسی مدارهای مورد استفاده به منظور جبران سازی ضریب قدرت ومتعادل سازی پرداخته می شود.

مقدمه

صنعت متالوژی یا به عبارت دیگر صنعت ریخته گری وعلم یکی ازکهن ترین علو وصنایعی است که بشربه آن پرداخته است ودرآن پیشرفت کرده است . مهمترین مساله ای که دراین زمینه ازدیرباز وجود داشته وذهن بشر به آن معطوف بوده است مساله ذوب کردن مواد مختلف می باشد که برای ساخت ابزارآلات ووسایل مختلف مجبور به انجام آن بوده است .

شاید به جرات بتوان ادعا کرد که استفاده ازنیروی الکتریسته برای ذوب کردن مواد، نقطه عطف صنعت متالوژی بوده است . دراین زمینه کوره های القائی، پرکاربردترین کوره ها در این زمینه بوده اند که با استفاده ازایجاد گرما توسط نیروی مغناطیسی کارمی کنند و مزایای پرشماری نسبت به سایر روشها ذوب دارند که درفصل دوم بدان می پردازیم .

تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی

تاریخ کشف پدیده القای مغناطیسی به سال ۱۸۳۱ م برمی گردد. درنوامبر آن سال مایکل فاردای دو سیم پیچ را برروی یک حلقه آهنی پیچید ونشان داد که هنگامی که یک جریان متناوب را به یکی از دو سیم پیچ وصل کنیم یک ولتاژ دردیگری القا می شود . این کشف ،‌منجربه تولید ترانسفورماتور وتجهیزات وابسته به آن گردید وتا مدت ها تمامی سعی وتلاش متخصصان برگسترش وتوسعه این نوع تجهیزات متمرکز شده بود.

درسالهای پایان قرن نوزدهم بود که کاربردهای عملی گرمایش القائی شناخته شد واولین کاربرد شناخته شده ، ذوب فلزات بود در آغاز ازکوره هائی با بوته فلزی استفاده می شد ولی این روش به علت معایب زیاد به سرعت منسوخ شد وپس از آن سه تن ازمتخصصین به نامهای فرانتی ،کولبی وکلین روش ذوب را توسعه دادند ودرواقع اولین کوره ذوب واقعی راساختند که جریان، مستقیما درمذاب القا می شد وبا فرکانس برق شهر کار می کرد. درآغاز این نوع کوره ها به صورت یک اجاق حلقوی شکل بودند که مشکلات فراوانی منجمله مشکلات ناشی از نیروهای مکانیکی حاصل از تداخل جریان فوکوی القائی درذوب و جریا ن سیم پیچ اولیه را داشتند. مشکل دیگر این نوع کوره ها اثر « فشار » بود که باعث می شد ذوب از هم کسیخته شود وبنابراین مسیرالکتریکی که برای القائی لازم است قطع می شد وگرمایش متوقف می گشت . این مشکل درمورد ذوب فلزات غیرآهنی به مراتب حادتر بود.

طبقه بندی کوره های القایی از نظر فرکانس

کوره های القایی انواع مختلفی دارند که برای کاربردهای مختلفی ساخته شده اند. دراکثر منابع ومراجع این کوره ها براساس فرکانسی که توسط آن تغذیه می شوند طبقه بندی شده اند بین ترتیب که معمولا به سه گروه زیردسته بندی می شوند.

الف – کوره های القائی فرکانس شبکه

این کوره ها که با فرکانس ۵۰ هرتز دراروپا و ۶۰ هرتز درآمریکا کارمی کنند، معمولا برای ذوب مواد یا گرم نگاهداشتن مواد درمقادیر زیاد بکار می روند. این نوع کوره ها چون نیاز به هیچ گونه تغییر فرکانس ندارند . دارای ساختمانی ساده می باشند وتنها مساله مهم در این نوع کوره ها ، مساله تصحیح ضریب قدرت ویکسان کردن بار برروی سه فاز می باشد .

ب – کوره های القائی با فرکانس متوسط

این نوع کوره ها معمولا با فرکانس ۵۰۰ هرتز تا ۵۰ کیلو هرتز کارمی کنند. البته سازند های مختلف ، حدود مختلفی برای تعیین فرکانس متوسط دارند. دراین نوع کوره ها معمولا ازیک موتور القائی که به یک ژنراتور متصل است برای تولید فرکانس مورد نیاز استفاده می کنند. البته اخیرا ازمبدل های فرکانسی نیمه هادی برای این منظور استفاده می کنند.

ج – کوره های القائی با فرکانس زیاد ( فرکانس رادیوئی )

کاربرد گرمای القائی درصنعت

• ذوب فلزات مختلف ، مانند فولاد ، چدن ، مس ، آلومینیم ، برنج و … درصنایع ریخته گری .
• پیش گرم کردن شمش درصنایع آهنگری ( فورج) ، جهت گرم کردن وشکل دادن قطعات مختلف به وسیله پرس ، نورد و …
• سخت کاری درصنایع ماشین سازی ، جهت سخت کاری سطحی قطعات ، مانند چرخ دنده میل لنگ ، میل پولس و…
• کوره های آزمایشگاهی ، جهت آلیاژ سازی واندازه گیری تنش ، خمش وکشش دردرجه حرارت معین قطعات و…
• جوشکاری موضعی وجوشکاری قطعات خاص
• سخت کاری موضعی

دراین پروژه بحث اصلی برروی کوره های القایی ذوب فرکانس شبکه می باشد و. درفصل دوم به بحث درمورد اساس گرمایش القائی ونحوه ایجاد آن می پردازیم وسپس به مزایای پرشمار این نوع گرمایش نسبت به سایرروشها می پردازیم . درفصل سوم یک بررسی در مورد انواع کوره های القائی فرکانس شبکه انجام می دهیم وکاربرد انها ومزایا ومعایب آنها را بیان می کنیم . درفصل چهارم به معرفی تجهیزات جانبی وملحقات این نوع کوره ها می پردازیم ونقش هریک را درعملکرد کوره های القائی بررسی می کنیم .

منابع و مراجع

]۱[ مطلبی ، ع . الکترونیک قدرت و کوره های القایی ، چاپ دوم ، مرکز نشر دانشگاهی

]۲[ میلر ، تی جی . ای . کنترل توان راکتیو درسیستم های الکتریکی ، چاپ اول ، جهاد دانشگاهی مشهد ، ۱۳۷۱

]۳[ مرکز نوآوری صنعتی ، کوره القائی ، چاپ دوم ، جهاد دانشگاهی دانشگاه اصفهان ، ۱۳۶۳

[۴] Davies ,s and et-aI. Eiements of Induction Heating ,book .Mc Graw-HiII. 1979.

[۵] Zinn s, and aI Eiements of Indution Heating ,EPRI and ASM, 3^rd ED,1991

[۶] Semiation S.L and D.E Indution Heat Treatment of steeI .ASM.1986.