Высокочастотный индукционный нагрев применяется для поверхностной закалки деталей и инструмента, плавки металлов, сквозного нагрева заготовок, подогрева деталей перед металлизацией и т. д.
В ремонтном производстве используются индукционные установки со стандартными ступенями колебательной мощности от 10 до 100 кВт.
Например, индукционная установка с колебательной мощностью 63 кВт включает в себя генераторный блок со щитом управления и блоком контура, индуктор и индукционную печь. Установка предназначена для плавки металлов в индукционной печи или поверхностной термообработки стальных изделий в индукторе.
Ламповый генератор (рис. 22.4) собран по схеме параллельного питания с самовозбуждением. На анод генераторной лампы V типа ГУ-23А подается напряжение с высоковольтного выпрямителя, собранного на тиратронах. Анодный колебательный контур состоит из индуктивностей L5...L6 и емкости СИ, с которым связан нагревательный контур с индуктивностями L7...L8 и емкостью С12. Напряжение на индукторе плавно изменяется перемещением короткозамкнутой катушки L5. Индуктивность L1 и емкость С6 служат для разделения высокочастотной цепи генератора и цепи постоянного тока выпрямителя.
Рис. 22.4. Принципиальная электрическая схема генераторного блока индукционной установки:
V — триод генераторный ГУ-23А; L1 — дроссель анодный; С6 — конденсатор анодно-разделительный; L2 — дроссель неточный; L3 ... L4 — трансформатор обратной сеточной связи; LS — короткозамкнутая катушка; L6 — индуктивность анодного контура; СИ — конденсатор анодного контура; 1.7 ... LS — высокочастотный трансформатор; L9 — индуктор; VI, V2 — киловольтметры; А1 и А2 — амперметры анодный и сетчатый; Р — реле токовое.
Обратная сеточная связь, представляющая собой отношение анодного напряжения к напряжению на сетке, обеспечивается трансформатором L3 — L4. Для согласования работы генератора с нагрузкой в оптимальном режиме, характеризуемом наибольшим значением отдаваемой мощности и к. п. д., коэффициент обратной связи изменяют обычно от 1 до 3.
Установленные приборы позволяют контролировать анодное напряжение (VI), ток нагрузки (Л1), сеточный ток (А2) и напряжение обратной связи (V2). Токовое реле Р отключает генератор при перегрузке индуктора. Потребляемая мощность установки 105 кВ-А, ее рабочая частота 67 кГц, анодное напряжение 10,5 кВ, анодный ток 9А, сеточный ток 0,9... 2А, расход охлаждающей воды индуктором 3,6 м3/ч, масса 2600 кг.
Удельный расход электроэнергии при индукционном нагреве составляет для сквозною нагрева 0,35...0,45, под закалку — 0,2... 0,3 и отпуск — 0,1...0,15 кВт-ч/кг. При монтаже и обслуживании высокочастотных установок необходимо учитывать следующие общие правила. Вода для охлаждения индуктора должна подаваться через шланги из изолирующего материала длиной не менее 2,5 м при внутреннем диаметре до 18 мм и длиной 4 мм при диаметре до 50 мм. Вода должна непрерывно охлаждаться; кроме того, должна быть предусмотрена блокировка, отключающая установку при отсутствии воды.
Прямой и обратный токопроводы или кабели индукционной печи необходимо заключать в общий экран, чтобы предотвратить излишний нагрев экранирующих оболочек и большое падение напряжения из-за увеличенного индуктивного сопротивления. Нормальное обслуживание установки не должно быть сопряжено с опасностью прикосновения к индуктору, находящемуся под напряжением.
