Здравствуйте!

Я с индукционным нагревом пока на вы. Поэтому хотелось задать несколько вопросов:

А. Как рассчитать необходимую мощность для нагрева стальной болванки диаметром 30-35мм и весом примерно 1кГ до температуры 300 град С? Время нагрева от 20 до 60сек.
Б. Какую лучше выбирать частоту тока через катушку? Есть ли требования по стандартным частотам, чтобы к примеру, выполнить требования стандарта электромагнитной совместимости?
В. Какое лучше выбирать соотношение напряжение - ток для нагревательной катушки (сечение один из критериев)? И напряжение питания схемы?
Г. Какая схема лучше и по каким параметрам: однотактная на MOSFET, однотактная на IGBT, полумостовая MOSFET/IGBT, тиристорная?

Заранее спасибо за ответы

Электропроводную таких размеров болванку нагреть до 300 градусов за 30 секунд невозможно. Электромагнитное поле внутрь болванки не пройдет (скин эфект). А за счет теплопроводности необходимая энергия с повехности до центра дойти не успеет.

Удивительно, но такие импортные индукционные нагреватели существуют. Видимо они волшебники за границей.

Я забыла написать, что она полая - толщина стенок примерно 5мм. И я вначале указала, что от 20 и до 60 секунд.

Я предполагала, что скорость нагревания еще зависит от мощности подаваемой в катушку.

Существуют, и не только за границей, но они не прогревают заготовку насквозь А только поверхностный слой десятые миллиметра. (высокочастотная закалка).
Почитайте теплопроводность, теплоемкость.
Трубку толщиной несколько милиметров на относительно низких частотах прогреть уже можно.

Спасибо за подробный ответ на мои вопросы про частоту, и др. Найти информацию в интернете, книгах я могу без вас, уважаемый MaslovVG. Но меня интересует в первую очередь мнение специалистов в конференции. На то она и конференция, чтобы задавать вопросы. Если я их сформулировала не правильно или задала глупые вопросы, то заранее извините.

Для достижения 312 градусов идет

70 кВт/час на тонну стали

Дальше как говоритЦа мучайтесь сами

И на этом спасибо.

В смысле ????

Это реальные цифры использующиеся на производстве!!!
Вам остается только пересчитать мощность в зависимости от той производительности какую Вы хотите.
Или сейчас студенты не могут умножить и поделить ????


================
А вообще если внимательно присмотреться к Вашим вопросам
И предположить что вы действительно студент, и это Ваша спецуха, то как то направление вашей спецухи вААще не совпадает с вопросами.
Если вы конечно не просидели 5 лет за колонной и препод вас обнаружил только на дипломе

Делаю Вам пока замечание за нарушение п. 2.1 Правил. Прошу впредь быть сдержаннее.
Модератор.

Я не так давно в этой конференции, и такого хамства еще не встречала. Если мои вопросы дурацкие, то это не повод перехода на "личности" и разговоры не по теме топика...
Я уже нашла ответы на некоторые вопросы в других конференциях. А вам посоветую придерживаться правил конференции и быть немного вежливее. Или хотя бы промолчать по поводу моих знаний и не писать ваши "предположения" в этом топике - я вопросы задавала специалистам в этой области.

Попробуйте пообщаться на форуме

h_ttp://www.offtop.ru/gauss2k/v7_625902_1.php?of991=5lj1mgq1hqnndc870552d48os1

Согласен, что на всех форумах случается, что и на личности переходят - тут уж не обессудьте.

По поводу частот - есть ряды промышленных частот.
Сейчас по памяти, а чуть позже уточню:

1кГц 2,4, 8, 18, 22, 44, 66, 440Кгц.

Вот нашел у себя нормы. Пока не могу вспомнить, где оговорены более низкие частоты. Скорей всего в общем госте на преобразователи частоты. Еще дома гляну

Вот посмотрел еще такое есть, хоть и старое, но статус "Действующий"

Большое спасибо за реально полезную информацию!

Не за что. Успехов.
По поводу элементной базы.
Очевидно, что тиристоры применяются на низких частотах и при большой мощности. Максимальный реальный ТПЧ видел на 8 кГц. Кажется, были всякие ухищрения (многоячеечные инверторы), призванные повысить частоты. Но такую схему видел лишь для ультразвука на 18 и 22 кГц.
Igbt занимают нишу примерно до 66 кГц. Соответственно, мощности поменьше тиристорных.
Полевикам на откуп пока отданы 440 кГц.
В основном все виденные устройства двухтактные - полумосты и мосты.
На высоких частотах в основном все схемы используют согласующий трансформатор. Тиристорные схемы чаще всего представляют из себя параллельный инвертор тока.
Однотактники, кажется, в бытовых плитках китайцы делают.
По схемотехнике можете почитать книги Бальян Тиристорные генераторы и инверторы (есть в интернете) и Берковича - на вскидку название не припомню.

Да, я это уже поняла о работе на более низких частотах и на значительно более высоких мощностях.

Насколько я понимаю, двухтактные перед однотактными выигрывают более высоким КПД и что для меня не мало важно, более низкими ВЧ пульсациями (гармониками) по силовой сети и по эфиру.

А возможно, ли использовать вместо трансформатора изолированные трансляторы типа ADUM1400 (10МГц) или других фирм?

С китайцами все ясно, но все таки недостатки однотактных схем?

Спасибо, я поищу эту книгу.

Книга

Спасибо, интересная книжка. По построению схем на MOSFET и IGBT ключах инверторов для индукционного нагрева с ФАПЧ пока ничего не нашла, кроме замечательного сайта со статьями из журнала "Силовая Электроника" Индукционный нагрев статьи

Почитайте еще статьи на сайте

Дабы не плодить однотипных тем.

Хотелось бы узнать у специалистов по индукционному нагреву ряд вещей, а именно:
1. Используете ли вы в расчетах эквивалентные схемы (воздушный тр-р)?
Если да, то можете ли привести схемы.
2. Измеряете ли и как сопротивление, индуктивность первичной, вторичной цепи?
3. Каким образом рассчитываются индукторы сложной формы (конической), индуктивность, взаимоиндукция? ( Каланталов, индуктивность катушек с произвольным сечением? )

Спасибо за внимание.

1. Безусловно, согласующий трансформатор расчитывается. Можно на бумажке по формулам. А можно в прграммах моделирования Ansys, Jmag, Maxwell.
2. Индуктивность хх трансформатора измеряем прибором.
3. Индуктора расчитываем или по книге Слухоцкого, или в прграммах Ansys, Jmag, Maxwell. Есть еще специализированные программы. Но они стоят достаточно больших денег и защищины ключом.

1. Расчет согласующего тр-ра включает в себя и расчет согласующего устройства? Кстати, вот можете подсказать как это рассчитать в Maxwell, установил себе RmExpert, это там можно подсчитать? Хотел было зайти на форум http://maxwell.ipboard.net.ru/index.php?act=idx, но увы... надеюсь он восстановиться. Есть ли простые примеры?
2. А каким прибором можно измерить индуктивность индуктора на высоких частотах? Причем интересно измерить как с включенным вторым контуром, так и без. И где надо измерять? Дело в том что у нас это будет работать в вакууме.
3. Это которая "индукторы для индукционного нагрева" ?

Если интересно, кстати dmitrp, вы можете помнить меня по форуму посвященному Maxwell, то наша задача - это индукционный нагрев плазмы, действие происходит в вакууме. Частоты около 1 МГц, мощности 100 - 500 Вт.

1. Нормальный расчет согласующего трансформатора у нас народ делал в JMAG. Там есть примеры. Он делается в трехмерной постановке задачи. С RmExpert не знаком.
2. Индуктивность индуктора, если несколько витков и индуктивность больше 1мкГн, можно померить LC метром. Есть такие приборы. Естественно он измеряет на определенной частоте, но пустой индуктор померить можно. Но можно и посчитать пустой индуктор. Если круглый, то в 2D. работы на пол часа максимум. А можно по Калантарову. Книжка есть такая по расчету индуктивности для разной геометрии. Индуктивность от частоты зависит конечно, но не так радикально. А вот когда будет плазма, может весьма измениться. Вакуум или воздух на индуктивность не влияет.
3. Точно.

Помню. Я уж думал тема закрыта. Все уж сделано давно. Мы уж 5-ть генераторов продали для получения индукционной плазмы мощностью до 100кВт. И генераторы сделали 12кВт 500кГц.
1МГц - 5-6кВт можно взять. Но пока не нужно никому. Если будут вопросы, можно в личку dmitrp [] mail.ru

Дело не в генераторах, их уже как три штуки будет, согласующие тоже есть.
На некоторые вопросы я получил ответы, спасибо.
Меня интересует экспериментальная сторона вопроса.
От генератора идет мощность, по пути она теряется, поэтому каким образом померить ток, который течет непосредственно в индукторе, если учесть что индуктор расположен в вакуумной камере. Есть мысль поместить рядом с индуктором пояс Роговского, по току наводимому в нем, найдем ток в индукторе.
В общем, интересуют эксперименты которые могут проводиться в технике индукционного нагрева.

Так в чем вопрос. Токи не большие. Наверное 100-200А. Можно взять трансформатор тока на феррите или сделать самому. Ничего сложного нет.
А можно мерить на компенсирующем конденсаторе напряжение. Если он установлен последовательно с индуктором. Последовательная компенсация.
Uc/Xc=I. Вообще проблем не вижу. Было бы 10кА. Тогда были бы проблемы. А то, что в вакууме. Нужно грамотно вывести провода из камеры и все.
Мощность у вас ведь копеечная.