تهران القا

تحلیل مدار کوره القایی

 

عبور جریان از یک سیم پیچ و استفاده از میدان مغناطیسی برای ایجاد جریان در هسته سیم پیچ، اساس کار کوره های القایی را تشکیل می دهد. یکی از اجزای مهم و کلیدی  کوره القایی مدار کوره القایی است که وظیفه ایجاد جریان الکتریکی را دارا است. در این راستا طراحان  کوره القایی  باید به طور کامل با نحوه طراحی مدار الکتریکی در کوره القایی آشنا باشند. انتخاب پارامترها به طور مناسب در طراحی می تواند باعث افزایش بازده سیستم و کاهش هزینه ها شود. در این مقاله قصد داریم مدار کوره القایی را تشریح کنیم.

 

 

مدار کوره القایی

 

در کوره القایی هدف تولید گرما به وسیله انرژی الکتریکی است و هر چه گرما بیشتر باشد راندمان مدار کوره القایی بالاتر است. در کوره القایی المان های مدار را طوری انتخاب می کنند که مقدار تلفات حرارتی زیاد شود تا گرمای بیشتری تولید شود.

قسمت های مختلف مدار الکتریکی در کوره القایی عبارتند از:

• منبع تغذیه: منبع تغذیه قطعه محرک و تغذیه کننده کل مدار است.
• سیم های رابط: سیم رابط در واقع ارتباط دهنده مدار است.
• مصرف گر و بار: مصرف گر و بار ایجاد کننده جریان برق در مدار الکتریکی می باشند.

سایر المان های مداری: مقاومت، دیود و خازن از قسمت های مهم مدار الکتریکی محسوب می شوند.

 

انواع منابع تغذیه کوره القایی

 

از لحاظ سیستم قدرت می توان کوره های القایی را به چهار دسته اساسی تقسیم نمود:

الف) سیستم های منبع کوره القایی: در سیستم منبع کوره القایی فرکانس کار بین 50 تا 60 هرتز و 150 تا 540 هرتز می باشد. احتیاجی به تبدیل فرکانس نیست و مقدار توان لازم تا حدود چند صد مگا وات می باشد.

ب) سیستم های موتور- ژنراتور: در سیستم های موتورـ ژنراتور فرکانس از 500 تا 10 کیلو هرتز است. در این نوع از سیستم ها تبدیل فرکانس لازم است و این عمل به وسیله ژنراتورهای کوپل شده با موتورهای القایی انجام می شود. در این سیستم ها توان به وسیله ماشینهای 500 کیلو وات تامین می شود.

ج)سیستم های مبدل نیمه هادی: فرکانس در سیستم های مبدل نیمه هادی در محدوده 500 تا 100 کیلو هرتز بوده و تبدیل فرکانس به روش های مختلفی انجام می شود. در سیستم های مبدل نیمه هادی توان مبدل با توجه به نوع کاربرد آن تا حدود چندین مگا وات می رسدو

د)سیستم های فرکانس رادیویی: در سیستم های فرکانس رادیویی فرکانس در محدوده 500 تا 100 کیلو هرتز بوده و تبدیل فرکانس به روش گوناگون انجام می شود. در این سیستم ها عمق نفوذ جریان بسیار سطحی و در حدود یک تا دو میلیمتر بوده و در آن از روش گرمایی متمرکز با سرعت تولید بالا استفاده می شود.

 

اینورتر در کوره القایی

 

از اینورتر نیز به عنوان منبع تغذیه کوره القایی استفاده می شود. کاربرد اینورتر در صنعت به سال های 1960 میلادی باز می گردد. اینورترها بنا به کاربرد مورد نیاز می توانند به صور مختلفی تقسیم بندی گردند. در اینورتر ها فرکانس خروجی توسط فرکانس تحریک سوئیچ ها تعیین می گردد و در حالت کلی می تواند مستقل از بار باشد به طوری که تحت شرایط گذرا و پایدار بار، ثابت بماند. اما در اینورترهای مورد استفاده برای تغذیه کورهای القایی، فرکانس کلید زنی نمی تواند مستقل از تغییرات بار عمل کند. مزیت اصلی کوره القایی با اینورتر توانایی کنترل فرکانس کلید زنی، متناسب با نیاز بار می باشد. در شکل زیر منظور از مدار میانی، بخش جریان مستقیم در خروجی یک سوساز و در ورودی اینورتر است.

 

مبدل مستقیم در کوره القایی

 

مبدل مستقیم منابع تغذیه ای هستند که مستقیما توان را به بار می دهند. این نوع مبدل ها ساده ترین مبدل هایی هستند که برای تغذیه کوره القایی به کار می روند. در این مبدل ها منبع تغذیه اصلی یکسو نمی شود و صرفا با تغییر فرکانس، به منبع تغذیه با فرکانس دیگر تبدیل می گردد.

 

مبدل با مدار میانی در کوره القایی

 

این نوع از مبدل ها به دو دسته مبدل با مدار میانی سلفی و مبدل با مدار میانی خازنی تقسیم می گردند. منابع تغذیه ای که دارای مدار واسط خازنی هستند نیز خود بر دو قسم منابع تغذیه با مدار نوسانی سری و منابع تغذیه با مدار نوسانی سری موازی می باشند.

اینورتر این نوع مبدل ها به اینورتر منبع ولتاژ معروفند. مدار یکسوساز در این مبدل ها معمولا از نوع پل سه فاز کنترل نشده (دیودی) می باشد و این باعث می شود که ولتاژ خروجی یکسوساز قابل کنترل نبوده و مقدار ثابتی را داشته باشد. بعد از مرحله یکسوسازی ولتاژ یکسو شده توسط به ولتاژ متناوب و با فرکانس مورد نظر تبدیل می گردد.

 

جمع بندی

در این مقاله به بررسی مدار الکتریکی پرداخته شد و سعی شد به طور خلاصه مدار کوره القایی مورد بررسی قرار گیرد. منبع تغذیه در مدار یکی از ارکان مهم در مدار الکتریکی به حساب می آید. انتخاب هر یک از  پارامترهای مرتبط با مدار می تواند در طراحی تفاوت ایجاد کند و در افزایش بازده سیستم و کاهش هزینه ها تاثیر گذار باشد.