1.4.1. Схемы индуктора
На индуктор действуют значительные радиальные электродинамические усилия: витки индуктора подвержены вибрациям, которые могут приводить к разрушению изоляции индуктора; расширяющаяся в процессе нагрева футеровка тигля создает значительные осевые усилия, стремящиеся сместить витки индуктора в осевом направлении; наконец, механические изгибающие усилия, возникающие при наклоне печи, могут также привести к деформации витков индуктора. Поэтому вопросу обеспечения достаточной жесткости индуктора уделяется самое серьезное внимание.
Кроме этого, охлаждение индуктора должно обеспечивать отвод тепла, вызываемого электрическими потерями, а электрическая изоляция витков индуктора должна исключать возможность электрического пробоя, приводящего к прожогу трубки индуктора и к возникновению аварийной ситуации.
Таким образом, индуктор тигельной плавильной печи должен обеспечивать: минимальные электрические потери, требуемый расход охлаждающей воды, необходимую механическую прочность и достаточную жесткость, надежную электроизоляцию витков.
Индуктор тигельной печи представляет собой цилиндрическую однослойную катушку (соленоид), витки которой уложены в виде спирали (спиральный индуктор) с постоянным углом наклона витков, определяемым шагом навивки (рис. 1.4).
Индуктор
Рис. 1.4
Достоинством этой конструкции является простота навивки (такой индуктор навивают на барабан, укладывая виток к витку), однако торцовые плоскости индуктора при этом не горизонтальны, что затрудняет осевую стяжку индуктора.
Ввиду больших токовых нагрузок индуктор ИТП выполнен с водяным охлаждением.
Для обеспечения
минимальных электрических потерь в
индукторе, необходимо соблюдение
следующих условий: а) материал индуктора
должен обладать малым удельным
электросопротивлением; б) он должен
быть немагнитным; в) толщина индуктирующего
витка
,
обращенная к расплаву, должна быть
.
Эти условия могут быть удовлетворены,
если индуктор выполнен из медной полой
трубки прямоугольного равностенного
сечения (рис. 1.5).
Профиль медной трубки, используемой для изготовления индуктора
Рис.1.5
Электроизоляция индуктора должна иметь высокую диэлектрическую прочность, быть пыле- и влагонепроницаемой, противостоять вибрациям и повышенным температурам (порядка 200–3000 С), быть ремонтоспособной.
Применяется несколько способов выполнения межвитковой электроизоляции [13]:
- обмоточная изоляция, когда на индуктирующие витки подготовленную наносится слой изоляционного лака, а затем витки индуктора обматываются лентой с высокими диэлектрическими свойствами (например, стекло-микалентой);
- прокладочная изоляция, когда в зазор между витками закладывают прокладки, выполненные, например, из стеклотекстолита. Индуктирующий провод предварительно покрывают изоляционным лаком, а прокладки приклеивают к виткам специальным клеем на эпоксидной основе. Этот вид изоляции применяется, в частности, на печах большой емкости.
Для обеспечения жесткости и механической прочности индуктора применен следующий способ крепления его витков:
- с помощью шпилек, выполненных из латуни, и припаянных к наружной стороне трубки индуктора, каждый его виток крепится к вертикальным изоляционным стойкам (выполненным из текстолита), показанного на рис. 1.6.
Крепление индуктора
Рис.1.6