Среднечастотные ТВЧ установки


Назначение среднечастотных ТВЧ установок

Среднечастотные ТВЧ установки применяются для глубокого нагрева заготовок, пайки массивных деталей и плавки металлов.

Вот лишь некоторые возможности их применения:

  • Сплошная и сканирующая закалка, а также отпуск: валов, шестерен, труб, плоских поверхностей. Глубина закаленного слоя от 2 до 5 мм.
  • Сквозной нагрев пластин, заготовок болтов и гаек для горячей штамповки. Нагрев перед гибкой, ковкой, объемной деформацией и вытяжкой.
  • Работа в составе индукционных кузнечных нагревателей - ИКН.
  • Термопосадка и съем деталей валов, подшипников и турбин.
  • Пайка черных и цветных металлов. Пайка твердым припоем крупных резцов, долотьев, буров, медных шин, беличьих клеток роторов электродвигателей. В том числе с помощью среднечастотных закалочных трансформаторов.
  • Плавка в составе индукционных плавильных печей любых магнитных и немагнитных материалов. Таких как: кремний, сталь, чугун, медь, латунь, бронза, золото, серебро, свинец, алюминий, магний.

Совет: Вы можете позвонить менеджеру и объяснить задачи по индукционному нагреву и плавке прямо сейчас. Вы так же можете воспользоваться системой связи прямо на сайте. А можете послать нам чертеж или эскиз ваших деталей, указав зону нагрева, температуру и глубину закаленного слоя. Если вам нужна плавильная печь, укажите материал расплава и его вес.

Преимущества среднечастотных ТВЧ установок

  • Быстро нагревают металлические заготовки в глубину, используются для прогрева массивных деталей, в т. ч. цилиндрических до диаметра 160-180 мм.
  • Могут использоваться для нагрева заготовок из любых металлов и сплавов.
  • Низкая цена позволяет окупить среднечастотные ТВЧ установки всего за полгода.
  • Большая экономия электроэнергии. Это современное энергосберегающее оборудование на транзисторных IGBT модулях. КПД – более 95%!
  • Малые габариты и вес позволяют располагать ТВЧ установки рядом с оборудованием последующего технологического цикла.
  • Как одноблочные, так и двухблочные среднечастотные ТВЧ установки могут работать непрерывно.
  • Имеют пренебрежимо малую мощность холостого хода и не нуждаются в прогреве.
  • Индукционная пайка самая прочная из всех существующих видов пайки, за счет вибрации припоя и флюса с частотой генерации магнитного поля.
  • ТВЧ установки идут на замену электрическим и газовым печам, обеспечивают высокую эргономику рабочего места и комфортные условия труда.
  • Отсутствует высокое напряжение и высокие частоты, что безопасно для персонала.
  • Легко научиться работать, навыки можно получить за 10 минут.

Номенклатура среднечастотных ТВЧ установок на транзисторных IGBT модулях

Параметр / обозначение СЧВ-15В СЧВ-25В СЧВ-35В СЧВ-45В СЧВ-70В СЧВ-90В СЧВ-110В СЧВ-160В
Потребляемая мощность, кВА* 15 25 35 45 70 90 110 160
Диапазон рабочих частот, кГц 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10
Напряжение питания, В 380 380 380 380 380 380 380 380
Количество фаз, шт. 3 3 3 3 3 3 3 3
Максимальный ток одной фазы, А 23 36 51 68 105 135 170 250
КПД, % 95 95 95 95 95 95 95 95
Вес оборудования, кг 23 27 31 52 65 78 92 120
Водяное охлаждение
Расход воды, л/мин макс. 5 7 12 18 22 30 40 68
Давление воды, атм. 2 2 2 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3
Мощность насоса, кВт 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,5

*Возможно изготовление и более мощных моделей, однако мы предпочитаем поставлять среднечастотные преобразователи мощностью больше 160 кВт в виде ТПЧ, тиристорных преобразователей частоты. Они надежнее, проще в эксплуатации и настройке.

Конструкция современных среднечастотных ТВЧ установок и нагревателей

Среднечастотные индукционные ТВЧ установки имеют обозначение «СЧ». Буква В означает высоковольтные, есть модификации с буквой Н – низковольтные. Далее в названии модели указана максимальная потребляемая мощность, измеряемая в кВА, учитывающая как активную, так и реактивную составляющую, т.е. емкостную и индуктивную. Полная мощность зависит от согласования индуктора с конденсаторной батареей ТВЧ установки и ее резонансной частотой. Резонансная частота в транзисторных генераторах подстраивается автоматически в рабочем диапазоне частот. Подробнее >>>

Буква «В» в названии модели (после цифр) означает бинарное исполнение, при котором конденсаторные батареи размещены в отдельном блоке. Подробнее>>>

Среднечастотные ТВЧ установки очень универсальны и могут использоваться для решения разнообразных задач.

1. К блоку конденсаторных батарей можно подключить индуктор из медной трубки с большим количеством витков для нагрева массивных деталей. Как правило, такие индукционные катушки футеруют в жаропрочный бетон. Футеровка решает ряд задач: защищает индуктор от прожогов и механических повреждений, экономит тепло и как следствие электроэнергию, улучшает эргономику рабочего места и защищает обслуживающий персонал от инфракрасного излучения. Основное назначение футерованного индуктора – нагрев заготовок перед кузнечно-прессовой обработкой. Обращайтесь в компанию «Мосиндуктор» и наша сервисная служба рассчитает и изготовит для вас футерованный индуктор необходимого размера.

Среднечастотная ТВЧ установка может питать индукционную катушку индукционного кузнечного нагревателя ИКН

2. К блоку конденсаторных батарей с помощью водохлаждаемого токовода можно подключить индукционную плавильную печь для плавки металлов и неметаллов. У нас на складе имеются в наличие малогабаритные индукционные плавильные печи для черных и цветных металлов.

3. Для выполнения разнообразных задач по пайке, закалке и отпуску деталей к блоку конденсаторных батарей подключают среднечастотный закалочный трансформатор. Такую ТВЧ установку рекомендуется применять для укомплектования индукционных закалочных станков. Профессиональная работа деталей по закалке начинается с использования закалочных трансформаторов серии СЧТЗ.

Внимание! Из-за отсутствия гальванической развязки от сети 380 В, на выходных клеммах (трубках) среднечастотной высоковольтной ТВЧ установки напряжение достигает 550 В! Требуется изоляция индуктора, а еще лучше его футеровка. На ТВЧ установках серии СЧВ не допускаются короткие замыкания витков индуктора. Это приводит к перегоранию IGBT модулей.

Охлаждение индукторов и индукционных плавильных печей на среднечастотных ТВЧ установках осуществляется через блок конденсаторных батарей. Возможно отдельное охлаждение индукторов проточной водой. А охлаждение преобразователя и конденсаторных батарей дистиллированной водой с помощью чиллера или теплообменника.

Электрическое питание у среднечастотных ТВЧ установок – трехфазное 380 В. На задней, нижней части корпуса ТВЧ установки расположено заземление для защиты персонала от поражения электрическим токов, не пренебрегайте им.

Можно сказать, что индукционные ТВЧ установки это симбиоз электрического преобразователя тока и системы водяного охлаждения. Необходимо обслуживать и содержать в нормальном состоянии обе эти системы. Неправильная работа любой из них приводит к поломке прибора в целом.
Все блоки транзисторных ТВЧ установок оснащены датчиками, которые выключают прибор при низком давлении воды. Запрещается перерегулировать их на более низкое давление. Ухудшение условий охлаждения прибора вызывает его поломку! Купите для своей установки отдельный или более мощный насос, и она вознаградит вас безотказной работой. Учтите, что для создания необходимого давления в системе охлаждения зачастую приходится использовать многолопастные насосы или включать два однолопастных насоса последовательно. Давление воды проверяется с помощью манометра на входе распределительной гребенки системы охлаждения на подключенном к воде приборе, т.е. под нагрузкой.
Применяйте для охлаждения ТВЧ установки только дистиллированную воду. Плохая вода вызывает отложение солей и ухудшение условий охлаждения компонентов приборов. С помощью электролиза вода разъедает водоохлаждаемые алюминиевые радиаторы IGBT модулей и диодных мостов. За счет электропроводности - нарушает работу электронных компонентов и может поражать обслуживающий персонал электрическим током.

Необходимо проверять величину напряжения питания, на включенном приборе и на максимальной мощности нагрева. Напряжение питания не должно просаживаться под нагрузкой более чем на 5%. Все среднечастотные ТВЧ установки оборудованы системой защиты от возможных перегрузок и перенапряжений. Подробнее с ними можно ознакомиться в статье здесь >>>
В случае зажигания любого индикатора или появления сигнала зуммера запомните название индикатора, выключите прибор и по возможности выясните причину появления сбоя в работе. Наиболее частыми причинами отключения ТВЧ установок являются недостаточное давление воды, недостаток или превышение напряжение питания, короткие замыкания в индукторе, превышение температуры в системе многоточечного контроля. Если зажигаются индикаторы, указывающие на внутренние проблемы, ТВЧ установку следует отправить в ремонт.

Все приборы данного класса оборудованы входным выключателем – предохранителем – разъединителем. После его включения на прибор подается питание и включается режим холостого хода, при котором запитываются платы управления прибором. Запуск и выключение индукционного генератора ТВЧ установки можно сделать различными способами. Нажатием зеленой кнопки Пуск, с последующим выключение нажатием красной кнопки Стоп. При подключенной педали ножного управления – нажали на педаль – Пуск, отпустили педаль Стоп. По окончании работы выключите входной выключатель – предохранитель – разъединитель и обесточьте ТВЧ установку.

Типовое схемное решение современных среднечастотных транзисторных ТВЧ установок следующее. Диодные мосты выпрямителя превращают трехфазный электрический ток в постоянный. Затем, включенные по мостовой схеме IGBT модули, генерируют переменный ток, который, подается на резонансный контур, образованный дросселем, индуктором и конденсаторной батареей.
Имейте ввиду, что здесь применяется параллельный резонанс токов. При параллельном резонансе токи, протекающие между конденсаторной батареей и индуктором (печью) во много раз больше токов протекающих между генератором (преобразователем) и конденсаторной батареей. Именно по этой причине для питания индуктора (печи) применяются только водоохлаждаемые тоководы. Исключите прилегание водоохлаждаемых тоководов к любым металлическим поверхностям, это вызовет перегрев тоководов и их перегорание.

Главная плата управления с помощью датчиков собирает информацию о работе ТВЧ установки и выдает команды на управление мощностью генерации и выбор резонансной частоты. ТВЧ установка автоматически подбирает и генерирует резонансную частоту в зависимости от количества витков индуктора и переменных параметров нагреваемой детали. Однако только в определенных пределах. На среднечастотных установках нет индикаторов «Очень низкой» и «Очень высокой» рабочей частоты прибора. Поэтому после подключения нового индуктора необходимо замерить частоту генерации и при необходимости изменением числа витков индуктора вогнать частоту в рабочий диапазон ТВЧ установки.

Учтите! ТВЧ установки зачастую перевозятся грузовым транспортом, практически как дрова. При такой транспортировке велика вероятность нарушения контактов разъемов и раскручивания болтов контактов. Именно по этой причине мы рекомендуем заказывать пусконаладочные работы с помощью квалифицированного персонала нашей сервисной службы.
Скупой платит дважды! Силовые ключи - транзисторные IGBT модули стоят недешево, до 10 тысяч рублей, а выгорают иногда по несколько штук. Так что решать вам...

Внимание! Перед транспортировкой или хранением на неотапливаемом складе тщательно слейте воду из системы охлаждения, наклоняя прибор. Иначе оставшаяся вода разморозит (разорвет) алюминиевые радиаторы IGBT модулей.

Особенности эксплуатации индукционного оборудования

ТВЧ установки требуют постоянного ухода и квалифицированного обслуживания. Не верьте поставщикам, которые уверяют вас в том, что ТВЧ установки никогда не ломаются. Это может случиться не раз за весь период эксплуатации, который при грамотном обслуживании может длиться до 10 и более лет. Интенсивная эксплуатация в цехе с воздухом загрязненным парами металла, масел, кислот и пылью, возможна в течение 4-6 лет. За это время оборудование должно многократно окупиться. По отзывам большинства наших клиентов, индукционное оборудование окупается максимум за полгода.

Поставщики, продающие «Вечное оборудование европейского качества по бросовой цене» обманывают вас. При таких словах вы должны услышать следующее: «Это ТВЧ установки гаражной сборки и у нас некому их ремонтировать»!

Китайские производители не ремонтируют индукционное оборудование в России и СНГ. Оборудование должен обслуживать и ремонтировать российский поставщик, как это делаем мы.

Основные причины выхода из строя индукционного оборудования и способы исправления:

Причина неисправности Методы исправления
Низкая квалификация обслуживающего персонала. Пошлите высокочастотников термистов и технологов на курсы повышения квалификации
Низкое давление воды в системе охлаждения, засоленная вода. Установите нужные насосы и фильтры, подайте дистиллированную воду.
Водяные течи и заливание установок водой. Следите за герметичностью системы охлаждения внутри и снаружи прибора. Применяйте толстые шланги и немагнитные струбцины.
Неправильная конструкция индукторов и выход за диапазон рабочих частот. Поменяйте количество витков индуктора, добейтесь рабочего диапазона частот.
Замыкание витков индуктора. Особенно опасно для серии СЧВ. Изолируйте индуктор термостойким рукавом или зафутеруйте жаропрочным бетоном.
Засорение пылью и возникновение электрической дуги. Приводит к возгоранию установок. Периодически очищайте от пыли все платы и силовые электронные компоненты ТВЧ установок.

Помните! Ремонтом ТВЧ установок может заниматься только высококвалифицированная сервисная служба. Мы более 5 лет обслуживаем и поддерживаем в работоспособном состоянии уже более 500 единиц индукционного оборудования у наших клиентов. Большой опыт, накопленный сервисной службой компании «Мосиндуктор» позволяет производить обслуживание и ремонт индукционного оборудования быстро и качественно! Обращайтесь, мы будем рады помочь вам.

Системы охлаждения для среднечастотных ТВЧ установок

Тип системы охлаждения и область использования Недостатки и преимущества
Самодельные
Бак с водой и насосом (Вода)
Используется для охлаждения маломощных ТВЧ установок, эпизодической или односменной работы.
Просто и дешево. Быстро перегревается летом. Расширение возможностей за счет бака на несколько тонн воды. Обязателен контроль температуры воды. Работает только при положительной температуре.
Бак с водой и насосом. Плюс радиатор с вентилятором. (Вода-воздух)
Используется для охлаждения ТВЧ установок средней мощности и небольших индукционных плавильных печей.
Просто, недорого и можно сделать самим. Требуется большой медный радиатор. Может перегреваться летом. Обязателен контроль температуры воды. Работает только при положительной температуре.
Бак с водой и насосом. Плюс пластинчатый водяной теплообменник. (Вода-Вода)
Используется для охлаждения ТВЧ установок средней мощности и небольших индукционных плавильных печей.
Просто, недорого и можно сделать самим. Большой расход технической воды. Обязателен контроль температуры воды. Работает только при положительной температуре.
Чиллеры
фреоновые холодильники для воды
Чиллер. Модели ЧА (Вода-воздух)
Выделяет тепло в воздух цеха.Используется для охлаждения ТВЧ установок от малой до большой мощности, транзисторных и тиристорных преобразователей индукционных плавильных печей.
Дорого и беззаботно. Купил и живи без проблем. Полностью автоматическая система. Работает только при положительной температуре.
Чиллер. Модели ЧВ (Вода-вода)
Выделяет тепло в техническую воду. Используется для охлаждения ТВЧ установок от малой до большой мощности, транзисторных и тиристорных преобразователей индукционных плавильных печей.
Дорого и беззаботно. Купил и живи без проблем. Полностью автоматическая система. Малый расход технической воды. Работает только при положительной температуре. Компактный.
Градирни
отвод тепла за счет испарения воды и принудительной вентиляции
Одноконтурная градирня плюс бак с водой. Модель ОКГ (Вода-воздух)
Один контур охлаждения с дистиллированной водой, она же испаряется.Используется для охлаждения индукционных плавильных печей ИПП
Просто и недорого. Требует периодического долива дистиллированной воды. Вода загрязняется цеховой пылью. Требует применения фильтров. Работает только при положительной температуре.
Двухконтурная градирня. Модель ДКГ (Вода-воздух)
Первый контур охлаждения - медные трубки с дистиллированной водой. Второй контур -техническая вода из внутреннего бака. Универсальная система охлаждения с очень большим диапазоном охлаждающей мощности. Применяется для охлаждения мощных индукционных ТВЧ установок ВЧ, СЧ, СВЧ, индукционных кузнечных нагревателей ИКН, индукционных плавильных печей ИПП.
Дорого и беззаботно. Купил и живи без проблем. Полностью автоматическая система. Не расходует дистиллированную воду. Можно использовать антифриз и работать при отрицательных температурах.
Три режима работы:
1.Циркуляция
2.Плюс Вентиляция
3.Плюс Орошение

Помните! Температура охлаждающей жидкости на входе индукционного оборудования не должна превышать 35°С!

Видео



Полное собрание видеороликов по применению индукционного нагрева смотрите в разделе мосиндуктор-видео.

Сопутствующие товары

Индукционные установки СВЧ Индукционные установки СВЧ Индукционные установки ВЧ Индукционные установки ВЧ Чиллеры ЧВ
 Чиллеры ЧВ
Двухконтурные градирни ДКГ Двухконтурные градирни ДКГ
Вертикальный индукционный закалочный станок ИЗС Вертикальный ИЗС Программируемый индукционный закалочный станок ИЗС Программируемый ИЗС Закалка вала Закалка вала Закалка шестерни Закалка шестерни



Особенности индукционного нагрева

ТВЧ установки индукционного нагрева используется для индукционного нагрева черных и цветных металлов. Черные металлы до температуры точки Кюри 768°С нагреваются за счет магнитного сопротивления и токов Фуко. После повышения температуры выше точки Кюри, только за счет токов Фуко. Немагнитные и цветные металлы нагреваются намного медленнее только за счет токов Фуко. Поэтому магнитные стали и чугун плавят в немагнитных, например, кварцевых тиглях. А для плавки цветных металлов и сплавов используют тигли с содержанием графита, который сам прекрасно нагревается в индукционном поле и передает тепло расплавляемому металлу. 
Однако, есть способ заставить индуктор эффективно нагревать цветные металлы за счет применения двухрядных катушек. Такие индукторы применяются для нагрева и плавки немагнитных металлов. Таких как медь, латунь, золото, вольфрам, молибден, алюминий. 
Высокочастотная ТВЧ установка состоит из генератора, блока конденсаторов, высокочастотного трансформатора и индукционной катушки — индуктора. Индуктор и конденсаторы представляют собой резонансный колебательный контур. ТВЧ установки работают только на резонансных частотах. Транзисторные ТВЧ установки умеют подстраивать резонансную частоту в довольно широких пределах. Это нужно для использования различных по конструкции индукционных катушек — индукторов. 
Именно с помощью индуктора магнитное поле передается нагреваемой детали. Силовые элементы генератора, ТВЧ трансформатор и индукционная катушка, сделанная из медной трубки — охлаждаются водой. Новейшие ТВЧ установки для термообработки труб работают без водяного охлаждения. Что очень удобно, особенно в мобильных системах. 
Аббревиатура ТВЧ расшифровывается как токи высокой частоты. ТВЧ оборудование (индукционные ТВЧ установки и нагреватели) применяются для ТВЧ закалки и ТВЧ термообработки металлов. На старых моделях ТВЧ генераторы были ламповыми, затем стали применяться тиристорные преобразователи частоты (ТПЧ). Современные модели генераторов для ТВЧ нагрева изготавливаются на базе MOSFET транзисторов и транзисторных IGBT модулей.
Применение современной элементной базы позволило повысить коэффициент полезного действия ТВЧ установок и индукционных нагревателей. Насколько больше энергии выделяется в виде индукционного нагрева, настолько меньше требуется мощность систем охлаждения силовых элементов самой ТВЧ установки.


Автор статьи директор компании «Мосиндуктор»
© 2013 Кучеров Вячеслав Васильевич
Авторские права защищены.
Гарантируется судебное преследование
за размещение статьи или ее части
на любом сайте кроме www.mosinductor.ru