Escalfadors elèctrics de contacte

L'escalfament de contacte elèctric per resistència s'utilitza per a la calefacció, soldadura per contacte, laminació en la restauració de peces desgastades i canonades de calefacció.

Mitjançant la calefacció, s'utilitza com a mètode principal d'escalfament de peces i detalls per al seu posterior tractament a pressió o tractament tèrmic, així com com a part integral de la calefacció tecnològica en combinació amb altres operacions en la producció de peces semielaborades o acabades. Mitjançant la calefacció, l'energia elèctrica es converteix en energia tèrmica directament en parts o detalls inclosos en el circuit elèctric. Generalment es pot utilitzar tant el corrent continu com el altern per a la calefacció.

A les instal·lacions de contacte elèctric, el corrent altern s'utilitza àmpliament, ja que els corrents necessaris per escalfar milers i desenes de milers d'amperes a una tensió de diversos volts es poden obtenir més fàcilment només amb l'ajuda de transformadors de corrent altern. Les instal·lacions per a la calefacció per contacte elèctric de peces o detalls es divideixen en posició única i multiposició (Fig. 1).

Arròs. 1. Esquemes de dispositius d'una sola posició (a) i de múltiples posicions amb inclusió de detalls en sèrie (b) i paral·lel (c) en un circuit elèctric: 1-contacte de fixació per a corrent de corrent; 2 — detall escalfat; 3 — cable d'alimentació de corrent.

Depenent de la velocitat de calefacció requerida i de la productivitat de la línia tecnològica, s'utilitza un o un altre esquema. Per raons tècniques i econòmiques, és més avantatjós utilitzar un esquema de mioposició amb una connexió en sèrie de les peces escalfades al circuit elèctric, ja que en aquest cas qualsevol velocitat de lliurament de les peces escalfades està assegurada per un augment gradual de la seva temperatura. a un valor predeterminat movent els detalls d'una posició a una altra.

Independentment de l'esquema per incloure les parts escalfades al circuit elèctric, la càrrega de corrent als punts de contacte dels contactes que transporten corrent amb la peça de treball escalfada té una gran influència en els indicadors tecnològics, elèctrics i tècnics i econòmics de les instal·lacions de contacte elèctric. . La càrrega de corrent es redueix refrigerant i pressionant els contactes, així com utilitzant pinces amb contactes radials i extrems.

Les instal·lacions de contacte elèctric monofàsic i trifàsic es poden utilitzar a les empreses de reparació. Les instal·lacions trifàsiques són més eficients que les instal·lacions monofàsiques d'una posició del mateix rendiment, ja que proporcionen una càrrega uniforme a les fases de la xarxa de subministrament i redueixen la càrrega de corrent en cada fase.

L'opció d'instal·lació de calefacció i calefacció per contacte elèctric es selecciona en funció de les condicions específiques.

Les principals característiques elèctriques de les instal·lacions de calefacció per contacte elèctric

Per a cada instal·lació de contacte elèctric es determinen els següents paràmetres de disseny:

• potència del transformador de potència,

• el corrent elèctric requerit al circuit secundari,

• tensió a la peça o peça escalfada,

• eficiència

• Factor de potència.

Les dades inicials per calcular les instal·lacions de contacte elèctric són:

• classe material,

• massa de la part escalfada i les seves dimensions geomètriques

• tensió d'alimentació,

• temps i temperatura d'escalfament.

Potència aparent, V ∙ A, d'un transformador de potència per a un dispositiu d'una posició:

on kz = 1,1 ...1,3 — factor de seguretat; F - flux de calor útil; ηtotal — eficiència global de la instal·lació: ηe — eficiència elèctrica; ηt — eficiència tèrmica; ηtr — eficiència del transformador de potència.

Potència del corrent, A, al circuit secundari quan la peça s'escalfa a una temperatura per sobre del punt de conversió magnètica

on ρ és la densitat del material de la peça, kg / m3; ΔT = T2 — T1 és la diferència entre la T2 final i la temperatura T1 inicial de l'escalfament de la peça, K; σ2 - àrea de la secció transversal de la peça, m2.

El temps d'escalfament depèn del diàmetre de la peça i de la diferència de temperatura al llarg de la longitud i la secció transversal. Segons les condicions tecnològiques, la diferència de temperatura entre les capes internes i superficials de la peça de treball escalfada no ha de superar ΔТП = 100 K. Les dependències gràfiques calculades i experimentals per determinar el temps d'escalfament es donen a la literatura de referència.

En càlculs pràctics, el temps d'escalfament, s, dels blancs cilíndrics amb un diàmetre d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K es pot determinar mitjançant la fórmula empírica

Si la peça de treball s'escalfa a una temperatura inferior al punt de conversió magnètica, a l'hora de determinar el corrent al circuit secundari, cal tenir en compte l'efecte superficial, el grau d'influència del qual depèn de la permeabilitat magnètica.

Pel que fa a l'escalfament per contacte elèctric, la dependència empírica que estableix la relació entre el corrent I2, la permeabilitat magnètica relativa μr2 de la peça i el seu diàmetre té la forma

En els càlculs pràctics, normalment es donen amb diferents valors de μr2, i la intensitat actual I2 està determinada per les fórmules. El mateix valor d'amperatge trobat a partir de les fórmules donades (2) i (4) serà el valor desitjat en un moment determinat. Segons els valors calculats de I2 i Z2, la tensió, V, al circuit secundari ve donada per l'expressió

Arròs. 2. Dependència del cosφ de les instal·lacions de contacte elèctric de la relació l2 / σ2: 1 — per a una instal·lació de dues posicions amb calefacció variable de dos buits; 2 — per a instal·lació de dues posicions amb escalfament simultània de dos estocs; 3 — per a instal·lació d'una posició.

A l'hora de determinar les principals característiques elèctriques d'una instal·lació de contacte elèctric, cal tenir en compte que els paràmetres físics de la peça i els paràmetres elèctrics de la instal·lació canvien durant el procés de calefacció. La calor específica cm i la resistència elèctrica específica del conductor ρт canvien en funció de la temperatura, i cosφ, η i t — depenent de la temperatura, la construcció i el tipus tecnològic d'instal·lació i el nombre de llocs de calefacció.

Segons les dependències experimentals gràfiques (Fig. 2, 3), cosφ i ηtotal es determinen en funció de la relació entre la longitud de la peça l2 i σ2. Els valors requerits de S, l2 i U2 es poden obtenir substituint els valors corresponents de les magnituds variables en les fórmules (1), (2), (4) i (5). En càlculs pràctics, els valors mitjans de cm, ρt, η, t i cosφ solen substituir-se a les fórmules i el valor mitjà de potència, corrent o tensió es determina durant l'interval de temperatura de calefacció suposat.

Arròs. 3. Dependència de l'eficiència global de les instal·lacions d'electrocontacte de la relació l2 / σ2: 1 — per a una instal·lació de dues posicions amb escalfament variable de dues peces; 2 — per a instal·lació de dues posicions amb escalfament simultània de dues peces de treball; 3 — per a instal·lació d'una posició.

Els transformadors de potència de les instal·lacions de contacte elèctric funcionen en un mode periòdic, que es caracteritza per la durada relativa de l'encesa.

on tn és el temps d'escalfament dels espais en blanc, s; t3 — temps de les operacions de descàrrega i transport de càrrega, sec.

La potència nominal total, kVA, d'un transformador de potència, tenint en compte εx, ve determinada per l'expressió

Arròs. 4. Dependència de l'eficiència i el factor de potència d'una instal·lació de calefacció per contacte elèctric de les dimensions de la peça