پروژه کوره های القایی در فرکانس شبکه – مقاله کوره های القایی در فرکانس شبکه – پایان نامه کوره های القایی در فرکانس شبکه 

صنعت متالوژی یا به عبارت دیگر صنعت ریخته گری وعلم یکی ازکهن ترین علوم و صنایعی است که بشربه آن پرداخته است ودرآن پیشرفت کرده است . مهمترین مساله ای که دراین زمینه ازدیرباز وجود داشته وذهن بشر به آن معطوف بوده است مساله ذوب کردن مواد مختلف می باشد که برای ساخت ابزارآلات ووسایل مختلف مجبور به انجام آن بوده است.

کوره های القایی در فرکانس شبکه,مقاله کوره های القایی در فرکانس شبکه,پروژه کوره های القایی در فرکانس شبکه,کوره,کوره القایی,کوره های القایی,مقاله کوره القایی,کوره القایی در فرکانس شبکه,پایان نامه کوره های القایی,پایان نامه کوره القایی,مقالات برق,پروژه های برق,دانلود پروژه های برق,کوره در شبکه برق,دانلود مقالات برق,کوره قوس الکتریکی

شاید به جرات بتوان ادعا کرد که استفاده ازنیروی الکتریسته برای ذوب کردن مواد، نقطه عطف صنعت متالوژی بوده است . دراین زمینه کوره های القائی، پرکاربردترین کوره ها در این زمینه بوده اند که با استفاده ازایجاد گرما توسط نیروی مغناطیسی کارمی کنند و مزایای پرشماری نسبت به سایر روشها ذوب دارند که درفصل دوم بدان می پردازیم.

برای توضیحات بیشتر به ادامه مطلب بروید

 

 

کوره القائی دستگاهی است الکتریکی که می‌تواند با عامل محرکه جریان متناوب به سیم پیچی که دور مواد ذوب شونده فلزی پیچیده شده آن را ذوب کند.

 

  • تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی 

تاریخ کشف پدیده القای مغناطیسی به سال ۱۸۳۱ م برمی گردد. درنوامبر آن سال مایکل فاردای دو سیم پیچ را برروی یک حلقه آهنی پیچید ونشان داد که هنگامی که یک جریان متناوب را به یکی از دو سیم پیچ وصل کنیم یک ولتاژ دردیگری القا می شود . این کشف ،‌منجربه تولید ترانسفورماتور وتجهیزات وابسته به آن گردید وتا مدت ها تمامی سعی وتلاش متخصصان برگسترش وتوسعه این نوع تجهیزات متمرکز شده بود.

 

درسالهای پایان قرن نوزدهم بود که کاربردهای عملی گرمایش القائی شناخته شد واولین کاربرد شناخته شده ، ذوب فلزات بود در آغاز ازکوره هائی با بوته فلزی استفاده می شد ولی این روش به علت معایب زیاد به سرعت منسوخ شد وپس از آن سه تن ازمتخصصین به نامهای فرانتی ،کولبی وکلین روش ذوب را توسعه دادند ودرواقع اولین کوره ذوب واقعی راساختند که جریان، مستقیما درمذاب القا می شد وبا فرکانس برق شهر کار می کرد. درآغاز این نوع کوره ها به صورت یک اجاق حلقوی شکل بودند که مشکلات فراوانی منجمله مشکلات ناشی از نیروهای مکانیکی حاصل از تداخل جریان فوکوی القائی درذوب و جریا ن سیم پیچ اولیه را داشتند. مشکل دیگر این نوع کوره ها اثر « فشار » بود که باعث می شد ذوب از هم کسیخته شود وبنابراین مسیرالکتریکی که برای القائی لازم است قطع می شد وگرمایش متوقف می گشت . این مشکل درمورد ذوب فلزات غیرآهنی به مراتب حادتر بود.

درسال های اولیه قرن بیستم کوره های حلقوی کنارگذاشته شدند وشخص دیگری به نام نورث راپ یک کوره استوانه ای شکل با یک منبع تغذیه فرکانس بالا ساخت . فرکانس

بالا توسط روشهای ابتدائی مانند استفاده از ژنراتور جرقه تولید می شد که هزینه های زیادی داشت ومقرون به صرفه نبود ولی به هرحال این نوع کوره ها اولین نوع کوره های القائی بدون هسته بودند . درسال ۱۹۲۲ م مشکل زیاد بودن هزینه ، با پیشرفت موتور- ژنراتور ،‌که قابلیت تولید چند صد کیلو وات را درفرکانس های بالا( تا حدود ۹۶۰ هرتز) داشت تا حد زیادی کم شد . درسال ۱۹۶۰ م مبدل های نیمه ها دی فرکانس ، جایگزین موتور- ژنراتورها شدند .

به دنبال استفاده از گرمایش القائی به منظور ذوب فلزات ، سایرکاربردهای گرمایش القائی شدیدا مورد تقاضا واقع شد . این تقاضاها شامل سخت کاری فولاد وعملیات حرارتی قطعات حساس بود . درسال ۱۹۲۷ م شرکت فولاد میدوال برای اولین بار ازاین تکنیک برای سخت کاری فولاد استفاده کرد . درسال ۱۹۳۰ م نیز شرکت میل لنگ سازی اوهایو به منظور استحکام بیشتر میل لنگ های خود ازگرمایش القائی به منظور عملیات حرارتی برروی میل لنگ استفاده کرد .

جنگ جهانی دوم یک حرکت جدی برای توسعه واستفاده ازگرمایش القائی را باعث شد که مشخصا برای تولید اجزاء توپ، خمپاره ، گلوله وهمچنین تولید اجزا مختلف تانک ها و زره پوش ها مورد استفاده قرارمی گرفت وباعث پیشرفت چشمگیری دراین صنعت شد .

بسیاری از پیشرفت های اخیر دراین صنعت ناشی از پیشرفت مبدل های فرکانسی نیمه هادی که درسال ۱۹۶۷ م ساخته شد می باشد. دردهه های اخیر راندمان این نوع مبدل ها افزایش چشمگیری داشته است وبه حدود ۹۵ درصد ( برحسب مقدارانرژی که ازفرکانس شبکه به فرکانس مورد نظر تبدیل می کنند ) رسیده است .

 

 

ساختمان و روش کار کوره القایی

کوره القایی در مقایسه با کوره های سوخت فسیلی دارای مزایای فراوانی از جمله دقت بیشتر ، تمیزی و تلفات گرمایی کمتر و … است . همچنین در کوره هایی که در آنها از روشهای دیگر ، غیر القاء استفاده می شود ، اندازه کوره القایی بسیار بزرگ بوده و زمان راه اندازی و خاموش کردن آنها طولانی است . کوره القایی از نظر افزایش و تقلیل مصرف انرژی نسبت به سایر کوره ها دارای مزایای فراوانی می باشد . این کوره ها در ظرفیتهای مختلف قادر به ذوب از ۱۵ کیلوگرم تا چندین تن می باشد.درکوره القایی هیچ گونه فعل و انفعالی شیمیایی که باعث افزایش ناخالصی و تغییرات ترکیبی مذاب گردد ، انجام نمی شود و علاوه بر آن به دلیل عدم استفاده از الکترود نسبت به کوره های قوس الکتریک امکان ورود ناخالصی های مواد از طریق مکانیکی نیز امکان پذیر نیست و از نظر توزیع حرارت و کنترل ترکیب مطلوب می باشد و از نظر مسائل الکتریکی محدودیتی برای افزایش درجه حرارت ندارند .

 

 

قسمتهای مختلف کوره القایی

به طور کلی قسمتهای مختلف کوره القایی را می توان به بوته ،تاسیسات الکتریکی، تاسیسات خنک کن ، تاسیسات حرکت بوته ، محل استقرار کوره ، تاسیسات تهویه تقسیم بندی کرد.

الف- بوته
حاوی اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز ،هسته ترانسفورمر،بوغها،پلات فرم

ب تاسیسات الکتریکی

شامل دژنکتور،Sectionnerها،ترانسفورماتور،مبدل فرکانس،خازنها،چوکها،کلیدهای کولر،مکنده ها و تابلوهای کنترل

 

 

 

  • طبقه بندی کوره های القائی ازنظرفرکانس

کوره های القائی انواع مختلفی دارند که برای کاربردهای مختلفی ساخته شده اند. دراکثر منابع ومراجع این کوره ها براساس فرکانسی که توسط آن تغذیه می شوند طبقه بندی شده اند بین ترتیب که معمولا به سه گروه زیردسته بندی می شوند.

 

 

الف – کوره های القائی فرکانس شبکه

این کوره ها که با فرکانس ۵۰ هرتز دراروپا و ۶۰ هرتز درآمریکا کارمی کنند، معمولا برای ذوب مواد یا گرم نگاه داشتن مواد درمقادیر زیاد بکار می روند. این نوع کوره ها چون نیاز به هیچ گونه تغییر فرکانس ندارند . دارای ساختمانی ساده می باشند وتنها مساله مهم در این نوع کوره ها ، مساله تصحیح ضریب قدرت ویکسان کردن بار برروی سه فاز می باشد .

 

ب – کوره های القائی با فرکانس متوسط

این نوع کوره ها معمولا با فرکانس ۵۰۰ هرتز تا ۵۰ کیلو هرتز کارمی کنند. البته سازند های مختلف ، حدود مختلفی برای تعیین فرکانس متوسط دارند. دراین نوع کوره ها معمولا ازیک موتور القائی که به یک ژنراتور متصل است برای تولید فرکانس مورد نیاز استفاده می کنند. البته اخیرا ازمبدل های فرکانسی نیمه هادی برای این منظور استفاده می کنند.

 

 

 

ج – کوره های القائی با فرکانس زیاد ( فرکانس رادیوئی )

این نوع کوره ها درفرکانس ۵۰ کیلو هرتز تا ۱۰ مگاهرتز وبیشتر کارمی کنند و معمولا برای سخت کاری وعملیات حرارتی استفاده می شود زیرا همان گونه که بعدا خواهیم دید عمق نفوذ با فرکانس کارنسبت معکوس دارد ( عمق نفوذ این کوره ها ۱/۰ تا ۲ میلی متراست ). دراین نوع کوره ها نیزفرکانس توسط موتور- ژنراتورها ویا مبدل های نیمه هادی ( تریستوری ) تامین می شود.

 

 

  • کاربرد گرمای القائی درصنعت
  • ذوب فلزات مختلف ، مانند فولاد ، چدن ، مس ، آلومینیم ، برنج و … درصنایع ریخته گری
  • پیش گرم کردن شمش درصنایع آهنگری ( فورج) ، جهت گرم کردن وشکل دادن قطعات مختلف به وسیله پرس ، نورد و …
  • سخت کاری درصنایع ماشین سازی ، جهت سخت کاری سطحی قطعات ، مانند چرخ دنده میل لنگ ، میل پولس و…
  • کوره های آزمایشگاهی ، جهت آلیاژ سازی واندازه گیری تنش ، خمش وکشش دردرجه حرارت معین قطعات و…
  • جوشکاری موضعی وجوشکاری قطعات خاص
  • سخت کاری موضعی

دراین پروژه بحث اصلی برروی کوره های القائی ذوب فرکانس شبکه می باشد و. درفصل دوم به بحث درمورد اساس گرمایش القائی ونحوه ایجاد آن می پردازیم وسپس به مزایای پرشمار این نوع گرمایش نسبت به سایرروشها می پردازیم . درفصل سوم یک بررسی در مورد انواع کوره های القائی فرکانس شبکه انجام می دهیم وکاربرد انها ومزایا ومعایب آنها را بیان می کنیم . درفصل چهارم به معرفی تجهیزات جانبی وملحقات این نوع کوره ها می پردازیم ونقش هریک را درعملکرد کوره های القائی بررسی می کنیم . فصل پنجم این پایان نامه به بحث درمورد مهمترین مساله کوره های القائی فرکانس شبکه که مساله جبران سازی ومتعادل نمودن بار می باشد می پردازد. فصل ششم این پروژه اختصاص به چگونگی انتخاب مشخصات اصلی کوره های القائی برای یک کاربرد خاص دارد . درفصل پایانی نیزیک نتیجه گیری ازکل بحث به همراه پیشنهادهائی درزمینه کوره های القائی ارائه خواهد شد .

 

 

 

 

اصول وگرمای القائی ومزایای آن نسبت به سایر روشها

 مقدمه

حرارت وگرما همواره ناشی از تلفات می باشد و دراین نوع ازگرمایش نیز ازتلفات هیسترزیس وفوکو استفاده می کنیم ، تلفاتی که دراکثر تجهیزات الکتریکی مانند ترانسفورماتور وماشین های الکتریکی مضراست وسعی براین است که مقدار این تلفات به حداقل ممکن برسد .

به طورکلی یک سیستم گرمایش القائی شامل یک منبع تغذیه با جریان ، متناوب ، یک سیم پیچ ویک قطعه که باید تحت حرارت قراربگیرد می باشد . اتفاق اصلی واساسی مابین قطعه کار وسیم پیچ رخ می دهد. دراین مورد نقش منبع تغذیه درمورد فرکانس ومیزان جریان سیم پیچ اهمیت دارد . این دوفاکتور مهم واساسی است که تاثیرات الکتریکی و حرارتی برقطع کارمی گذارند.

 

اساس گرمایش القائی

همانطوریکه گفته شد گرمایش القائی برپایه دومکانیسم اتلاف انرژی استواراست. این دومکانیسم یکی ، تلفات جریان فوکو ( ) یا تلفات فوکو ودیگری تلفات هیستر زیس می باشد. درمواد غیرمغناطیسی مانند آلومینیوم ، مس و چدن ( دردمای بالاتر ازنقطه کوری ) تنها مکانیسم اول ، یعنی تلفات انرژی به علت قانون ژول تاثیرگذار است ولی

درمواد فرومغناطیسی مانند فولاد وچدن ( دردمای پائین تر از نقطه کوری ) ، تلفات هیستر زیس نیز نقش دارد. یک توضیح ساده ولی مفید برای تلفات هیسترزیس این است که این تلفات دراثر اصطکاک بین مولکول ها ، یا به عبارت دیگر بین دوقطبی های مغناطیسی بوجود می آید .

 

هنگامی که یک ماده فرومغناطیسی ابتدا دریک جهت وسپس درجهت دیگرمغناطیسی می شود ، این دوقطبی را می توان همانند یک آهن ربا فرض کرد که با هربار تغییر جهت میدان مغناطیسی که درنتیجه تغییرجهت جریان متناوب ایجاد می شود ، می چرخند . مقدار افزایش این تلفات با نرخ افزایش تغییر جهت میدان ویا درواقع همان فرکانس جریان الکتریکی متناسب است .

تلفات جریان گردابی وتولید تلفات ژول که بدان مربوط می باشد توسط همان روابط معمول مدارهای جریان متناوب ویا مدارهای جریان مستقیم توصیف می شود. همانند دیگر جریان الکتریکی، جریان گردابی نیز به یک مسیر کاملا بسته نیاز دارد. هنگامی که این جریان جاری می شود یک افت ولتاژ که توسط قانون اهم (V=RI) تعیین می گردد، ایجاد می شود که R مقاومت مسیر جریان است. هنگامی که یک افت ولتاژ اتفاق می افتد انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی یا گرما تبدیل می شود. این تبدیل را می توان با تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی درسیستم های مکانیکی ، هنگامی که مثلا یک جسم ازارتفاع معین به علت نیروی جنبه به زمین سقوط می کند مقایسه کرد. درسیستم های الکتریکی ، حرارتی که توسط افت ولتاژ بوجود می آید . توسط رابطه VI=RI2تعیین می شود .دقت کنید که رابطه بیان کننده میزان توان تلف شده است و واحد آن انرژی برواحد زمان است .

سوالی که دراین لحظه به ذهن می رسد این است که جریان گردابی به چه صورتی درقطعه کارالقاء می شود فهم این موضوع برای طراحی سیم پیچ ها ی القاء کننده وکنترل مقدار حرارت والگوهای حرارتی ضروری است .

اصل پدیده این مربوط به این است که هرمیدان مغناطیسی توسط یک جریان الکتریکی ایجاد می شود این جریان ac باشد ویا dc .

درمورد یک هادی حامل جریان dc، جهت میدان مغناطیسی ( یا به عبارت بهتر میدان القای مغناطیسی ) عمود برجهت جریان است وشدت آن هرچه که ازهادی دورتر می شویم کمتر می شود. همچنین شدت میدان مغناطیسی متناسب با جریان است . جهت میدان یا مسیر خطوط القای مغناطیسی توسط قانون « دست راست » تعیین می شود .

 

 

 

 

فهرست مطالب

خلاصه
فصل اول

  • مقدمه
  • تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی
  • طبقه بندی کوره های القائی ازنظرفرکانس
  • کاربرد گرمایش القائی درصنعت

فصل دوم

  • اصول گرمایش القائی ومزایای آن نسبت به سایرروشها
  • مقدمه
  • اساس گرمایش القائی
  • اساس کارکوره القائی
  • توزیع جریان گردابی دریک میله توپر
  • مزایای گرمایش القائی نسبت به سایرروش ها گرمادهی

فصل سوم

  • انواع کوره های القائی ذوب ( فرکانس شبکه )
  • مقدمه
  • کوره های القائی بدون هسته
  • کوره القائی کانالی
  • کوره القائی کانالی خودریز

فصل چهارم

  • تجهیزات جانبی ونقش آنها درعملکرد کوره های القائی
  • مقدمه
  • سیستم های حفاظتی
  • وسیله ایمنی اتصال زمین
  • رله فشاری
  • رله های ولتاژ زیاد وجریان زیاد
  • رله های حرارت زیاد
  • تخلیه بار خازن ها
  • سیستم خنک کنندگی
  • مواد دیرگذار
  • آسترکشی کوره
  • سیستم تخلیه مذاب
  • بانک خازن
  • حفاظت خازن ها
  • سیم پیچ کوره های القائی
  • ضریب کیفیت سیم پیچ کوره
  • ترانسفورماتور
  • سلف کوره های القائی
  • طرح کلی یک کوره القائی
  • مسئله « پل » درکوره های القائی
  • خطرقراضه های مرطوب

فصل پنجم

  • اصول جبران سازی بارومتعادل کردن آن
  • مقدمه
  • تصحیح ضریب قدرت وجبران سازی
  • متعادل کردن بار
  • مدارمتعادل کننده ایده آل

فصل ششم

  • انتخاب مشخصات اصلی کوره های القائی ذوب
  • مقدمه
  • انتخاب مشخصات ظاهری کوره
  • انتخاب فرکانس مناسب
  • انتخاب توان مورد نیاز
  • انتخاب ظرفیت کوره

فصل هفتم

  • نتیجه گیری وپیشنهاد

منابع ومراجع

 

 

 

تصاویر فایل پروژه:

  

  

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۹۶ صفحه
  • حجم فایل :   حجم کمتر از ۱ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com