СОГЛАСУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКТОРА

СОГЛАСУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИВДУКТОРА
Изобретение относится к индукционному нагреву металлов и может найти применение в конструкциях установок для поверхностной закалки изделий.
Известно устройство для индукционного нагрева металла 1, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого расположена на тороидальном сердечнике и подключена к генератору переменного тока, а вторичная обмотка выполнена в форме объемного витка, подключенного к индуктору. В устройстве 1 для получения максимальной мощности в зоне нагрева путем компенсации реактивной составляющей сопротивления контура с индуктором, в контур генератора переменного тока включают батарею компенсирующих конденсаторов. Иедостатком этого устройства являются высокие тепловые потери, обусловленные циркуляцией реактивной мощности в контурах генератора и индуктора. Этот недостаток отсутствует в индукционной установке 2, содержащей источник питания и подключенный к нему индуктор, параллельно которому подключена, по меньщей мере, одна цепочка из последовательно соединенных компенсирующего конденсатора и силового контакта коммутирующего элемента, отличающаяся наличием перестраиваемой индуктивности и электронной схемы для автоматического поддержания максимальной величины коэффициента мощности индукционной установки.
Индукционная установка 2 взята заявителем в качестве прототипа.
Недостатком известной индукционной установки 2 являются высокие тепловые потери в объемном витке устройства, согласующего вход индуктора с выходом генератора переменного тока, обусловленные высокой плотностью тока в местах подключения компенсирующих конденсаторов и коммутирующих элементов к объемному витку.
Целью изобретения является увеличение коэффициента полезного действия согласующего устройства для индуктора.
Поставленная цель достигается тем, что в согласующем устройстве для индуктора, содержащем кольцевой магнитопровод с многовитковой обмоткой, подключенной к генератору переменного тока, и обмоткой, выполненной в форме объемного витка, подключенной к индуктору, содержащем компенсирующие конденсаторы и силовые контакты коммутирующих элементов, с целью повышения коэффициента полезного действия путем уменьшения плотности тока в местах подключения компенсирующих конденсаторов к объемному витку и путем увеличения площади и силы сжатия силовых контактов коммутирующих элементов, объемный виток выполнен в форме изолированных друг от друга секций с фланцами, к смежным из которых подключены равномерно размещенные по периметру фланца компенсирующие конденсаторы, а силовые контакты коммутирующих элементов выполнены в форме равномерно размещенных по периметру фланца стягивающих смежные секции объемного витка болтов в диэлектрических втулках со съемными диэлектрическими шайбами.
На фиг. 1 схематично показана конструкция предлагаемого согласующего устройства для индуктора. На фиг.2, фиг.З показаны разрезы, иллюстрирующие работу стягивающего смежные секции объемного витка болта в режимах выключения-включения батареи компенсирующих конденсаторов.
Цифрами на фиг.1, фиг.2, фиг.З обозначены: 1 - секция объемного витка с фланцами; 2 - торцевая крыщка объемного витка; 3 - диэлектрическое кольцо; 4 - болт с гайкой; 5 - диэлектрическая втулка; 6 - съемная диэлектрическая шайба; 7 - кольцевой магнитопровод; 8 - многовитковая обмотка; 9 - индуктор; 10 - компенсирующий конденсатор; 11 - клеммы для подключения переменного тока (на фиг. 1 генератор неременного тока не показан).
Работа предлагаемого согласующего устройства для индуктора происходит следующим образом: для получения максимального тока в индукторе 9, надевая или снимая съемные диэлектрические шайбы 6 с болтов 4, включают или выключают батареи компенсирующих конденсаторов - 10, подключенные к фланцам секций 1 объемного витка. В конструкции из двух секций объемного витка, показанной на фиг.1, имеющей три стыка фланцев (один - центральный и два - по торцам, с крышками 2 объемного витка), возможны следующие варианты включения трех батарей компенсирующих конденсаторов 10: диэлектрические шайбы 6 сняты с болтов всех трех стыков (фиг.2), контакты болтов 4 с поверхностью фланцев секций 1 объемного витка замкнуты, болты работают в режиме электрических щунтов - все батареи компенсирующих конденсаторов выключены; диэлектрические шайбы 6 надеты на болты одного стыка (фиг.З), контакты болтов 4 с поверхностью фланцев секций 1 объемного витка разомкнуты - включена одна батарея компенсирующих конденсаторов; диэлектрические шайбы надеты на болты двух стыков - включены последовательно две батареи компенсирующих конденсаторов; диэлектрические шайбы надеты на болты всех трех стыков - последовательно включены компенсируюшие конденсаторы всех трех батарей.
Выполнение согласующего устройства для индуктора в форме изолированных друг от друга секций с фланцами, а силовых контактов коммутирующих элементов в форме болтов, со съемными диэлектрическими шайбами, и равномерное размещение по периметру фланца компенсирующих конденсаторов и болтов позволяет уменьшить тепловые потери энергии за счет снижения плотности тока в местах контакта компенсирующих конденсаторов и болтов с поверхностью фланца объемного витка. Кроме того, применение болтов в качестве коммутирующих элементов существенно упрощает конструкцию согласующего устройства для индуктора за счет одновременного выполнения болтом
функций крепежного элемента конструкции и контакта коммутирующего устройства.
Источники информации:
1.А.с. СССР Н 05В 6/36 №1514231
2.А.с. СССР Н 05В 6/06 № 849557
Начальник отдела НТИ и патентования Автор Х-гу.А.Кабанов  / . Ю.М.Тихомиров