Elektriske kontaktvarmere

Elektrisk kontaktopvarmning ved modstand bruges til opvarmning, kontaktsvejsning, laminering ved restaurering af slidte dele og varmerørledninger.

Ved opvarmning bruges den som hovedmetoden til opvarmning af dele og detaljer til deres efterfølgende trykbehandling eller varmebehandling, såvel som som en integreret del af teknologisk opvarmning i kombination med andre operationer i produktionen af ​​halvfabrikata eller færdige dele. Ved opvarmning omdannes elektrisk energi til termisk energi direkte i dele eller detaljer, der indgår i det elektriske kredsløb. Både jævn- og vekselstrøm kan generelt bruges til opvarmning.

I elektriske kontaktinstallationer er vekselstrøm meget brugt, da de strømme, der kræves til opvarmning i tusinder og titusinder af ampere ved en spænding på flere volt, lettest kun kan opnås ved hjælp af vekselstrømstransformatorer. Installationer til elektrisk kontaktopvarmning af dele eller detaljer er opdelt i enkeltposition og multiposition (fig. 1).

Ris. 1. Skemaer af enkeltpositions (a) og multipositionsanordninger med seriel (b) og parallel (c) inkludering af detaljer i et elektrisk kredsløb: 1-klemmekontakt for strømstrøm; 2 — opvarmet detalje; 3 — strømforsyningsledning.

Afhængigt af den krævede opvarmningshastighed og produktiviteten af ​​den teknologiske linje bruges et eller andet skema. Af tekniske og økonomiske årsager er det mest fordelagtigt at anvende et myopositionsskema med serieforbindelse af de opvarmede emner til det elektriske kredsløb, da en given leveringshastighed af de opvarmede emner i dette tilfælde sikres ved en gradvis stigning i deres temperatur til en forudbestemt værdi ved at flytte detaljerne fra en position til en anden.

Uanset skemaet for at inkludere de opvarmede dele i det elektriske kredsløb, har strømbelastningen ved kontaktpunkterne for de strømførende kontakter med det opvarmede emne stor indflydelse på de teknologiske, elektriske og tekniske og økonomiske indikatorer for elektriske kontaktinstallationer . Strømbelastningen reduceres ved afkøling og tryksætning af kontakterne samt ved brug af klemmer med radial- og endekontakter.

Enkeltfasede og trefasede elektriske kontaktinstallationer kan bruges i reparationsvirksomheder. Trefasede installationer er mere effektive end enkeltpositions enfasede installationer med samme ydeevne, da de giver en jævn belastning på forsyningsnettets faser og reducerer den aktuelle belastning på hver fase.

Muligheden for elektrisk kontaktvarme og varmeinstallation vælges afhængigt af de specifikke forhold.

De vigtigste elektriske egenskaber ved elektriske kontaktvarmeinstallationer

Følgende designparametre er bestemt for hver elektrisk kontaktinstallation:

• strøm transformer strøm,

• den nødvendige elektriske strøm i det sekundære kredsløb,

• belastning på den opvarmede del eller emne,

• effektivitet

• Magtfaktor.

De indledende data til beregning af elektriske kontaktinstallationer er:

• materiale klasse,

• massen af ​​den opvarmede del og dens geometriske dimensioner

• strømforsyningsspænding,

• opvarmningstid og temperatur.

Tilsyneladende effekt, V ∙ A, af en krafttransformator til en enkeltpositionsenhed:

hvor kz = 1,1 ... 1,3 — sikkerhedsfaktor; F — nyttig varmestrøm; ηtotal — anlæggets samlede effektivitet: ηe — elektrisk virkningsgrad; ηt — termisk effektivitet; ηtr — krafttransformatoreffektivitet.

Strømstyrke, A, i det sekundære kredsløb, når emnet opvarmes til en temperatur over det magnetiske konverteringspunkt

hvor ρ er densiteten af ​​emnets materiale, kg / m3; ΔT = T2 — T1 er forskellen mellem den endelige T2 og den initiale T1-temperatur for emneopvarmningen, K; σ2 - tværsnitsareal af emnet, m2.

Opvarmningstiden afhænger af emnets diameter og temperaturforskellen langs længden og tværsnittet. I henhold til de teknologiske forhold bør temperaturforskellen mellem det opvarmede emnes indre og overfladelag ikke overstige ΔТП = 100 K. De beregnede og eksperimentelle grafiske afhængigheder til bestemmelse af opvarmningstiden er angivet i referencelitteraturen.

I praktiske beregninger kan opvarmningstiden, s, for cylindriske emner med en diameter på d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K bestemmes med den empiriske formel

Hvis emnet opvarmes til en temperatur under det magnetiske konverteringspunkt, er det, når strømmen i det sekundære kredsløb bestemmes, nødvendigt at tage højde for overfladeeffekten, hvis indflydelse afhænger af den magnetiske permeabilitet.

Med hensyn til elektrisk kontaktopvarmning har den empiriske afhængighed, der etablerer forholdet mellem strømmen I2, den relative magnetiske permeabilitet μr2 af emnet og dets diameter, formen

I praktiske beregninger er de normalt givet med forskellige værdier af μr2, og strømstyrken I2 bestemmes af formlerne. Den samme strømstyrkeværdi fundet fra de givne formler (2) og (4) vil være den ønskede værdi på et givet tidspunkt. Ifølge de beregnede værdier af I2 og Z2 er spændingen, V, i det sekundære kredsløb givet af udtrykket

Ris. 2. Afhængighed af cosφ for elektriske kontaktinstallationer af forholdet l2 / σ2: 1 — for en to-positions installation med variabel opvarmning af to emner; 2 — til installation i to positioner med samtidig opvarmning af to lagre; 3 — til installation i én position.

Ved bestemmelse af de vigtigste elektriske egenskaber for en elektrisk kontaktinstallation er det nødvendigt at tage højde for, at delens fysiske parametre og installationens elektriske parametre ændres under opvarmningsprocessen. Den specifikke varme cm og den specifikke elektriske modstand af lederen ρт ændres afhængigt af temperaturen og cosφ, η og t — afhængigt af temperaturen, konstruktionen og den teknologiske type installation og antallet af varmepositioner.

Ifølge de grafiske eksperimentelle afhængigheder (fig. 2, 3) bestemmes cosφ og ηtotal afhængigt af forholdet mellem længden af ​​emnet l2 og σ2. De nødvendige værdier for S, l2 og U2 kan opnås ved at erstatte de tilsvarende værdier af de variable mængder i formlerne (1), (2), (4) og (5). I praktiske beregninger erstattes gennemsnitsværdierne for cm, ρt, η, t og cosφ normalt i formlerne, og gennemsnitsværdien af ​​effekt, strøm eller spænding bestemmes over det antagne opvarmningstemperaturinterval.

Ris. 3. Afhængighed af den samlede effektivitet af elektrokontaktinstallationer af l2 / σ2-forholdet: 1 — for en to-positions installation med variabel opvarmning af to emner; 2 — til installation i to positioner med samtidig opvarmning af to emner; 3 — til installation i én position.

Strømtransformatorerne til elektriske kontaktinstallationer arbejder i en periodisk tilstand, som er karakteriseret ved den relative varighed af tænding

hvor tn er tiden for opvarmning af emnerne, s; t3 — tidspunkt for lastlosning og transportoperationer, stk.

Den samlede mærkeeffekt, kVA, af en effekttransformator, under hensyntagen til εx, bestemmes af udtrykket

Ris. 4. Afhængighed af effektiviteten og effektfaktoren for en elektrisk kontaktvarmeinstallation af delens dimensioner