SU1753628A1 - Inductor for induction heating of a metal strip by a travelling magnetic field - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : индуктор содержит магнитопроводы с обмотками, установленные с рабочим зазором дл  полосы. Обмотка выполнена в виде секций различной конфигурации - центральной спиральной и крайних плоских, что позвол ет обеспечить равномерный нагрев. 3 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: The inductor comprises magnetic cores with windings mounted with a working gap for the strip. The winding is made in the form of sections of various configurations — central spiral and extreme flat, which allows for uniform heating. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к термической обработке металлов и предназначено дл  нагревани  вихревыми токами металлической полосы или листа.The invention relates to the heat treatment of metals and is intended for eddy current heating of a metal strip or sheet.

Известны однофазные индукторы дл  индукционного нагрева плоских металлических тел вихревыми токами промышленной или повышенной частоты, Их недостатки состо т в неравномерности нагрева из-за невозможности использовани  центрального пространства катушек, в слабом использовании лобовых частей катушек, в повышенных габаритах, неравномерной загрузке сети, низком КПД.Single-phase inductors are known for induction heating of flat metal bodies by eddy currents of industrial or increased frequency. Their disadvantages are uneven heating due to the impossibility of using the central space of the coils, the poor use of the coil frontal parts, the increased size, the uneven network load, low efficiency.

В индукторе, выполненном из трех обмоток , эти недостатки частично устран ютс , однако эффективность нагрева недостаточна из-за расположени  катушек в двух параллельных плоскост х.In an inductor made of three windings, these disadvantages are partially eliminated, however, the heating efficiency is insufficient due to the arrangement of the coils in two parallel planes.

Дл  нагрева металлической полосы предложено примен ть трехфазные индукторы бегущего магнитного пол , обмотки ко- торых уложены в пазы стальных магнитопроводов, обращенных своими активными поверхнст ми друг к другу и обр#- зующих узкую щель дл  помещени  или прохождени  в ней металлической полосы.To heat a metal strip, it is proposed to use three-phase inductors of a traveling magnetic field, the windings of which are laid in the grooves of steel magnetic circuits, which face their active surfaces to each other and form a narrow slit for placing or passing a metal strip in it.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  трехфазный нагреватель поперечного магнитного пол  дл  нагрева листового материала, содержащий две группы секций, между которыми размещен нагреваемый лист. Кажда  секци  выполнена в виде П-об- разного магнитопровода с однофазной обмоткой на его среднем стержне. Секции в группах установлены в р д, торцами магнитопроводов друг к другу так, что осевые линии активных частей их обмоток наход тс  на одной пр мой. Обмотки секций первой группы подключены к трехфазному источнику питани  по схеме звезды. Обмотки секций второй группы подключены к двум фазам трехфазного источника.Closest to the present invention is a three-phase transverse magnetic field heater for heating sheet material, comprising two groups of sections, between which a heated sheet is placed. Each section is made in the form of a U-shaped magnetic circuit with a single-phase winding on its middle rod. The sections in the groups are installed in rows, with the ends of the magnetic cores to each other so that the axial lines of the active parts of their windings are on the same straight line. The windings of the sections of the first group are connected to a three-phase power source according to the star circuit. The windings of the sections of the second group are connected to two phases of a three-phase source.

При подаче напр же ни  на обмотки секций они создают поперечное бегущее магнитное поле в рабочем зазоре, которое пронизывает нагреваемый лист и индуктиfeWhen applied directly to the windings of the sections, they create a transverse traveling magnetic field in the working gap, which penetrates the heated sheet and inductife

СПSP

со о юso about yu

0000

рует в нем вихревые токи, нагревающие узкую зону под активными ветв ми обмоток.It generates eddy currents in it, heating a narrow zone under the active branches of the windings.

Недостатком известного индукционного нагревател   вл етс  низка  эффективность , обусловленна  большим рассе нием магнитного потока и невозможностью нагрева полосы по всей ее ширине. Кроме того, данна  конструкци  может обеспечивать узкозональный нагревтолько при некотором определенном соотношении между воздушным зазором и полюсным рассто нием . В других случа х ожидаемый эффект не достигаетс .A disadvantage of the known induction heater is the low efficiency due to the large scattering of the magnetic flux and the impossibility of heating the strip across its entire width. In addition, this design can provide a narrow-zone heating only at some specific ratio between the air gap and the pole distance. In other cases, the expected effect is not achieved.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД устройства.The aim of the invention is to increase the efficiency of the device.

Эта цель достигаетс  тем, что в индукторе дл  индукционного нагрева металлической полосы бегущим полем, содержащем установленные друг против друга с образованием рабочего зазора одинаковые сек- ции, кажда  из которых выполнена в виде магнитопровода с размещенной на нем трехфазной обмоткой, магнитопроводы секций выполнены в виде центрального пакета с продольной шихтовкой и по меньшей мере двух боковых пакетов с поперечной шихтов-. кой, а указанна  трехфазна  обмотка выполнена в зиде по меньшей мере одной, охватывающей центральный пакет спиральной катушки средней фазы и охватывающих ее плоских пр моугольных катушек крайних фаз, уложенных на поверхности мэгнитопроводов таким образом, что их лобовые участкьГрасположены на боковых пакетах.This goal is achieved by the fact that in an inductor for induction heating of a metal strip by a running field containing identical sections installed opposite each other to form a working gap, each of which is made in the form of a magnetic conductor with a three-phase winding placed on it, the magnetic conductors of the sections are made in the form of a central package with a longitudinal straightening and at least two side packages with transverse charge-. This three-phase winding is made in the form of at least one covering the central package of the spiral coil of the middle phase and covering its flat rectangular coils of the extreme phases laid on the surface of the magnetic conduits in such a way that their frontal sections are located on the side packages.

На фиг.1 показан индуктор, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - размещение трехфазной комбинированной обмотки (вид А на фиг.1)Figure 1 shows the inductor, a general view; figure 2 is the same cross section; on fig.Z - placement of a three-phase combined winding (type A in figure 1)

Магнитопроводы двухстороннего индуктора выполнены секционными и содер- жат центральные секции 1 и боковые секции 2, на которых уложены комбинированные обмотки, состо щие из концентрических ка- тущек 3 крайних фаз и кольцевых катушек 4 средней фазы. Магнитопроводы устанавли- ваютс  на неподвижном основании посредством кронштейнов 5 и 6, обмотка крепитс  к магнитопроводу с помощью нажимной плиты 7. Нагреваема  полоса 8 помещаетс  в зазоре индуктора. Продольный магнито- провод шихтован в направлении бегущего магнитного пол , на нем помещены кольцевые катушки средней фазы трехфазной обмотки и пр молинейные участки концентрических катушек крайних фаз. Бо- The magnetic conductors of a two-sided inductor are sectioned and contain central sections 1 and side sections 2 on which combined windings are laid, consisting of concentric coils 3 extreme phases and ring coils 4 of the middle phase. The magnetic cores are mounted on a fixed base by means of the brackets 5 and 6, the winding is attached to the magnetic core by means of a pressure plate 7. The heated strip 8 is placed in the gap of the inductor. The longitudinal magnetic conductor is blended in the direction of a traveling magnetic field; annular coils of the middle phase of a three-phase winding and straight lines of concentric coils of the extreme phases are placed on it. Bo-

ковые магнитопроводы шихтованы в поперечном направлении и расположены под лобовыми част ми катушек крайних фаз.The magnetic cores are blended in the transverse direction and located under the frontal parts of the coils of the outer phases.

Индуктор работает следующим образом .The inductor works as follows.

Каждую из двух трехфазных обмоток двухстороннего индуктора соедин ют в звезду или треугольник и включают в сеть трехфазного тока. При этом направление токов в противоположных проводниках двухстороннего индуктора должно быть таким , чтобы в зазоре образовалс  поперечный магнитный поток, который бы пронизывал металлическую полосу 8, индуктиру  в ней вихревые токи,  вл ющиес  источниками тепла, нагревающего металл. При этом центральна  часть полосы нагреваетс  под действием бегущего магнитного пол  трехфазных обмоток, а боковые участки греютс  за счет вихревых токов, образованных пульсирующими потоками лобовых частей крайних фаз обмоток. Эти потоки за счет боковых с екций магнитопроводов усиливаютс  примерно в два раза. Тем самым достигаетс  равномерный нагрев как центральной части полосы, так и ее боковых частей . Предлагаема  конструкци  индуктора обладает хорошей возможностью модульного исполнени  с целью как последовательного , так и параллельного размещени  относительно нагреваемой полосы, при котором отмеченные преимущества не будут зависеть от ширины последней.Each of the two three-phase windings of a two-sided inductor is connected into a star or delta and is connected to the three-phase current network. In this case, the direction of the currents in the opposite conductors of a two-sided inductor should be such that a transverse magnetic flux is formed in the gap, which would penetrate the metal strip 8, inducing eddy currents in it, which are sources of heat that heat the metal. In this case, the central part of the strip is heated under the action of the traveling magnetic field of the three-phase windings, and the side sections are heated by the eddy currents formed by the pulsating currents of the frontal parts of the extreme phases of the windings. These flows are approximately doubled due to lateral lengths of the magnetic cores. Thereby, uniform heating of both the central part of the strip and its side parts is achieved. The proposed design of the inductor has a good modularity for the purpose of both sequential and parallel placement with respect to the heated strip, in which the advantages noted do not depend on the width of the latter.

Фор м у ла изобретени  Индуктор дл  индукционного нагрева металлической полосы бегущим магнитным полем, содержащий установленные одна напротив другой с образованием рабочего зазора одинаковые секции, кажда  из которых выполнена в виде магнитопровода с размещенной на нем трехфазной обмоткой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, магнитопроводы секций выполнены в виде центрального пакета с продольной шихтовкой и по меньшей мере двух боковых пакетов с поперечной шихтовкой , а трехфазна  обмотка выполнена в виде по меньшей мере одной охватывающей центральный пакет спиральной катушки средней фазы и охватывающих ее плоских пр моугольных катушек крайних фаз, уложенных на поверхности магнитопроводов так, что их лобовые участки расположены на боковых Пакетах.Forms of the invention: Inductor for induction heating of a metal strip by a running magnetic field, which are installed opposite one another to form a working gap of the same section, each of which is made in the form of a magnetic circuit with a three-phase winding placed on it, characterized in that , the magnetic cores of the sections are made in the form of a central package with a longitudinal laminating and at least two lateral packages with a transverse laminating, and the three-phase winding is made in the form of at least one Noah covering the central package of the spiral coil of the middle phase and the extreme phases covering its flat rectangular coils, laid on the surface of the magnetic cores so that their frontal areas are located on the side Packs.

Oo 3Oo 3

Щ.U

ii

&&

ii

--

JL @Jl @

f-rif-ri

jj

СЛ CO 01SL CO 01

toto

COCO

NiNi

//

X,4X, 4

Вид АType A

Фиг.ЗFig.Z

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Индуктор для индукционного нагрева металлической полосы бегущим магнитным полем, содержащий установленные одна напротив другой с образованием рабочего зазора одинаковые секции, каждая из которых выполнена в виде магнитопровода с размещенной на нем трехфазной обмоткой, о т л и ч а го щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, маГнитопроводы секций 45 выполнены в виде центрального пакета с продольной шихтовкой и по меньшей мере двух боковых пакетов с поперечной шихтовкой, а трёхфазная обмотка выполнена в виде по меньшей мере одной охватывающей, | центральный пакет спиральной катушки средней фазы и охватывающих ее плоских прямоугольных катушек крайних фаз, уложенных на поверхности магнитопроводов_: · так, что их лобовые участки расположеныAn inductor for induction heating of a metal strip by a traveling magnetic field, containing identical sections mounted one opposite the other with the formation of a working gap, each of which is made in the form of a magnetic circuit with a three-phase winding placed on it, so that that, in order to increase the efficiency, the magnetic circuits of sections 45 are made in the form of a central package with a longitudinal charge and at least two side packages with a transverse charge, and the three-phase winding is made in the form of at least one covering st, | the central package of the spiral coil of the middle phase and the flat rectangular coils of the extreme phases surrounding it, laid on the surface of the magnetic cores _: · so that their frontal sections are Фиг 2Fig 2