چاپ

 

image001

در سال ١٨٣١ ميلادي مايكل فارادي با ارائه اين مطلب كه اگر از سيم پيچ اوليه اي جريان متغيري عبور كند، در سيم پيچ ثانويه مجاورش نيز جريان القاء مي شود، تئوري گرمايش القايی را بنا نهاد. علت اصلي اين پديده القاء ، تغييرات شار در مدار بسته ثانويه است كه از جريان متناوب اوليه ناشي مي شود.

image002

در اواخر قرن نوزدهم استفاده از تلفات فوكو و هيسترزيس به عنوان منبع گرمايش القائي از طرف مهندسين

مطرح شد. همچنين در اوايل قرن اخير در كشورهاي فرانسه، سوئد و ايتاليا بر اساس استفاده از خازنهاي
جبران كننده
توان راكتيو پيشنهاداتي براي كوره هاي القايي بدون هسته ارائه شد. در اين پيشنهادات بيشتر ذوب فلزات درفركانس هاي مياني مورد نظر بود.

image003

هرسیستم ذوب اینداکتوترم شامل چهار قسمت اصلی است:

-         ترانسفورماتور قدرت اصلی و کلید برق

-         یک یونیت قدرت

-         سیستم آب خنک کننده

-         یک کویل القایی

یک مزیت قابل توجه ذوب القایی نسبت به سایر روش ها این است که حرارت ایجاد شده به طور مستقیم در قطعه وجود دارد. یعنی بیشترانرِژی القایی صرف افزایش دمای قطعه یا قراضه می شود .

هنگامی که از سوخت های گازی مایع و یا جامد استفاده می شود حرارت کاربردی فلز در سطح قراضه یا اطراف آن پخش می شود . بیشتر حرارت تولید شده بدون استفاده و ارتباط با قطعه یا قراضه هدر می شود و بدون اینکه استفاده مفیدی از این حرارت بشود از بین می رود .

ذوب القایی هدایت حرارت الکتریکی اجسام در یک میدان مغناطیسی متناوب می باشد . قراضه هایی که در کوره مورد استفاده قرار می گیرد برای اثرپذیری بیشتر بهتر است آهنربا نباشد . همه این مواد باید دارای رسانای الکتریکی خوبی باشد . بیشتر فلزات آهنی و غیر آهنی می توانند ذوب شوند . ذوب القایی مستقیم فقط با مواد رسانا امکان پذیر است. جریان های گردابی که در قطعه و یا قراضه وجود دارند اصلی ترین نقش را در ذوب دارند.

جریان های گردابی

جریان های گردابی جریانهای الکتریکی القا شده فعال در مواد هستند. لغت گردابی از یک جنبش جریان در چرخش درون جرم یک ماده جامد بوجود می آيد .تلفات جریان گردابی در هر مواد رسانا در میدان مغناطیسی متغیر رخ می دهد. این عمل باعث ذوب شدن مواد حتی اگر مواد خواص مغناطیسی مربوط به آهن و استیل را نداشته باشند می شود.

image004

هیسترزیس
پدیده هیسترزیس ناپیوستگی مقدار مغناطیسی شوندگی یک مواد مغناطیسی بدلیل بوجود آمدن میدان مغناطیسی متغیر می باشد. حرارت تولید شده توسط هیسترزیس به افزایش دمای میدان مغناطیسی موادی مانند ( آهن استیل و نیکل ) کمک می کند. میزان مصرف انرژی (توان) با افزایش مقدار فرکانس افزایش می یابد . تلفات هیستر زیس بعد از اینکه دمای فلز از دمای کوره تجاوز کرد ناپدید می شود . (تقریبا F1400 برای استیل )

image005

*دمای کوره دمایی است که در آن مواد خاصیت مغناطیسی دائمی خود را از دست می دهند.

تلفات هیستر زیس و جریان گردابی

در کوره های القایی تلفات جریان گردابی بسیار مهم تر از تلفات هیسترزیس هستند. جریان جاری القا شده ناشی از تغییر میدان مغناطیسی کویل باعث ذوب شدن قراضه ها می شود.

توان مصرفی

توان ، جریان جاری مصرف شده از طریق رسانا می باشد. این توان میزان تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی می باشد. این توان متناسب با مربع جریان است بر جهت جریان بستگی ندارد. P=I2R که در آن P توان است که واحد آن وات،I جریان و واحد آن آمپر و R مقاومت که واحد آن اهم است.

این توان باعث می شود جریان القا شده در سرتاسر قطعه ذوب و یا قراضه گردش داشته باشد .

کویل القایی بدون هسته

یک کویل مارپیچ با آب خنک شده به یک منبع جریان متصل هست که کوره القایی بدون هسته را می سازد .

شکل زیر بخش ساده شده یک کوره القایی بدون هسته را نشان می دهد که در کوره های اینداکتوترم نیز ازین نوع کویل ها استفاده می شود .

image006

جریان متناوب به کویل برای تولید میدان مغناطیسی متغیر به کار برده می شود که درون کویل مارپیچ متمرکز است.

این میدان مغناطیسی با عبور از قطعه باعث ایجاد جریان متناوب در قراضه می شود گردش جریان در قطعه باعث تلفات توان می شود که قعطه را ذوب می کند.

انواع کوره القایی از نظر فرکانس                                    

1) کوره القایی فرکانس بالا

2) کوره القایی فرکانس متوسط ( کوره های اینداکتورترم )

3) کوره القایی فرکانس پایین                                           

4) کوره القایی ذوب در خلاء

یک دسته بندی دیگر برای کوره‌های القایی، نوع طراحی آنهاست به طوری که کلا دو نوع طراحی وجود دارد:

·        کوره‌های القایی مدار سری ( کوره های اینداکتورترم )

·        کوره‌های القایی مدار موازی.

کوره‌های القایی مدار سری که کوره های اینداکتوترم از همین نوع است یعنی آن دسته از کوره‌هایی که خازن و کویل به صورت سری و در کوره‌های مدار موازی به صورت موازی در مدار قرار می گیرند.

همچنین با توجه به تکنولوژی به کار رفته در کوره‌های القایی نیز کوره‌ها دسته بندی می‌گردند که تکنولوژی قدیمی‌تر استفاده از تریستور و تکنولوژی جدید استفاده از IGBT در مدار کوره است.

image007