Степанов К.С., Белянин И.В., Широнин Ю.Н. Электротехника и промышленная электроника

Подождите немного. Документ загружается.

меров и мощности, которую необходимо подводить к индуктору, при извест-

ных размерах детали и рабочей температуре (стр. 280-283, Л1).

По полученным результатам расчета (мощности, рабочим напряжениям и

токам) выбираются: преобразователи частоты, согласующие трансформаторы,

конденсаторы, регуляторы напряжения, щиты управления и автоматики, шины

питания индукторов и всей установки (стр. 287-301, Л1; стр. 153-190, Л2).

4. ВЫБОР

БЛОК-СХЕМЫ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ.

При выборе блок-схемы источника питания установки необходимо пока-

зать альтернативный вариант источника и доказать преимущества выбранного.

Блок-схемы нагревательных установок, выпускаемых промышленностью, при-

ведены в Л1, Л3.

5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ.

Выбор вида и типа электротермического оборудования зависит от тех-

нологического процесса и технико-экономических обоснований

применения

электротермических процессов (стр. 12-14, Л1).

Выбор схемы и основного электрооборудования электротермических ус-

тановок (ЭТУ) зависит от их характеристик и режимов работы и в первую оче-

редь от того:

а). При каком напряжении происходит преобразование электрической

энергии в тепловую энергию.

б). Каковы номинальные мощность и ток ЭТУ.

в). Требуется ли регулирование

или стабилизация температуры нагре-

ваемого изделия и если требуется, то за счет какого параметра (тока, напряже-

ния, мощности).

г. Режим работы ЭТУ (продолжительный, кратковременный, повторно-

кратковременный).

д. Коэффициент мощности ЭТУ (постоянная или переменная его вели-

чина).

6. БЕЗОПАСНОСТЬ.

При эксплуатации электротермического оборудования должны выпол-

няться меры по защите жизни и

здоровья персонала от следующих видов воз-

действия: а) поражения: током, высокими температурами и электромагнитным

излучением, б) возгораний и отравлений, г) механических повреждений (стр.

15-16, Л1; 10-13, Л2)

7. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Основным содержанием технико-экономического анализа является со-

поставление вариантов выполнения установки и связанным с ними капиталь-

ным и эксплуатационным затратам (стр. 9-10, Л2).

8. ОФОРМЛЕНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Литературные источники указываются в последовательности ссылок на

них.

Электротермическое оборудование: Справочник/ Под общ. ред. А.П.

Альтгаузена.- 2-е изд., - М.: Энергия, 1980. - 416 с.

2. Электрооборудование и автоматика электротермических установок:

Справочник/ Под общ. ред. А.П. Альтгаузена.- М.: Энергия, 1978. - 304 с.

3. Слухоцкий А.Е. Индукторы. - Л.: Машиностроение. 1979. - 72 с.

4. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. -

Л:

Энергия, 1974. - 264 с.

5. Свенчанский А.Д. Электрические промышленные печи. Ч. 1. Электри-

ческие печи сопротивления. - М.: Энергия, 1975. – 384 с.

9. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА.

Графическая часть проекта выполняется на листах ватмана в соответст-

вии с требованиями ЕСКД:

2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

2.302-68 ЕСКД. Масштабы.

2.303-68 ЕСКД. Линии.

2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные

2.306-68 ЕСКД. Обозначения графических материалов и правила нанесе-

ния их на чертежах.

2.316-68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических

требований и таблиц.

Приложение 1.

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Автоматики и Электромеханики.

Кафедра "Электроэнергетика".

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование источника питания для

термоэлектрических установок.

Студент________________________________________________

Код проекта: КП - НГТУ - - (9__-ММ-__) - __ - ___

Срок сдачи студентом законченного проекта:"__""_______"19__г.

1. Исходные данные к проекту:

1.1. Форма детали _________________________________________

1.2. Размеры детали ________________________________________

1.3. Марка стали ___________________________________________

1.4. Глубина закалки детали __________________________________

1.5. Вид оборудования ______________________________________

1.6.______________________________________________________

2. Вопросы, подлежащие разработке:

2.1. Составить и обосновать выбор функциональной

схемы источника пи-

тания для закалки детали.

2.2. Провести технико-экономическое обоснование, выбранного электро-

термического процесса.

2.3. Рассчитать основные параметры закалочной печи.

2.4. Рассчитать и выбрать основные устройства источника питания для

закалочной печи.

2.5. Рассчитать сечение и выбрать тип подводящих проводов к закалоч-

ной печи.

2.6. Экология, охрана труда, техника безопасности и противопожарная

техника при работе с электротермическим оборудованием.

2.7. Спец. вопрос: Описать работу узла:___________________________

___________________________________________________________

3. Графическая часть:

3.1. Варианты функциональных схем источника питания.

3.2. Принципиальная схема, выбранного источника питания.

3.3. Чертеж закалочной установки.

4. Задание выдано: "___""_________" 19__г.

Руководитель ________________ Студент _____________

Курс. проект защищен "___""________" 19___г. с оценкой _______.

Приложение 2.

Таблица 1.

Варианты заданий по курсовому проекту.

№ Темп Глубина Размеры заготовки в мм. Материал Оборудо-

вариан. Т˚С закал.b Толoщ. d Диам. D Длина L Шир. H заготовки вание

900 2 10 --- 1000 100 Ст45 Сопрот.

1000 4 20 80 500 --- Ст45 ТВЧ

1000 3 30 --- 400 80 Ст60 Сопрот.

1100 3 40 200 500 --- Ст60 ТВЧ

1000 4 50 --- 1000 500 Ст60 ТВЧ

900 2,5 10 --- 500 60 Ст45 Сопрот.

1000 3,5 --- 80 400 --- Ст60 ТВЧ

900 4 20 --- 500 80 Ст45 Сопрот.

1000 3 30 --- 600 100 Ст60 Сопрот.

900 2,5 --- 50 800 --- Ст45 ТВЧ

1050 2.5 40 --- 600 80 Ст60 Сопрот.

1000 3 20 --- 1000 600 Ст60 ТВЧ

900 3 --- 60 600 --- СТ45 Сопрот.

900 3 --- 60 600 --- СТ45 ТВЧ

1100 3 30 --- 1000 800 Ст60 ТВЧ

900 3 30 --- 600 600 СТ45 Сопрот.

900 3 30 --- 600 600 СТ45 ТВЧ

1000 4 50 --- 800 800 СТ60 ТВЧ

900 2 10 --- 1000 500 СТ45 ТВЧ

1050 2,5 10 --- 800 100 Ст45 Сопрот.

900 3 30 150 800 --- СТ45 ТВЧ

1000 4 40 --- 800 150 СТ60 Сопрот.

900 3,6 10 200 600 --- СТ45 ТВЧ

1100 3,5 --- 50 800 --- СТ60 Сопрот.

950 2 10 100 1000 --- СТ45 ТВЧ

Приложение 2.

Таблица 2.

Допустимые длительные токи и мощности для неизолированных

сталеалюминевых проводов марок АС, АСК, АСКП, АСКС

при температуре воздуха +25_5 о_0С

Номин. Ток Мощность

сечение вне поме-

щений

внутри

омещений

вне помещ. при напряжении КВ.

35 110 150 220 330 500

мм

А А МВт

1 2 3 4 5 6 7 8 9

35/6,2 175 135 10.0 - - - - -

50/8 210 165 12.0 - - - - -

70/11 265 210 15.2 47.6 - - - -

95/16 330 260 18.9 59.3 80.9 - - -

120/19 390 313 223 70.1 95.6 - - -

120/27 375 - 21.5 67.4 92.0 - - -

150/19 450 365 25.7 80.9 110.3 - - -

150/24 450 365 25.7 80.9 110.3 - - -

150/34 450 - 25.7 80.9 110.3 - - -

185/24 520 430 29.7 93.5 127.5 - - -

185/29 510 425 29.2 91.7 125.1 - - -

185/43 515 - 29.5 92.6 126.3 - - -

240/32 605 505 - 108.8 148.4 217 326 -

240/39 610 505 - 109.7 149.6 219 329 -

240/56 610 - - 109,7 149.6 219 329 -

300/39 710 600 - - - 255 383 580

300/48 690 585 - - - 248 372 564

300/66 680 - - - - 245 367 556

330/27 730 - - - - - - 597

400/22 830 713 - - - 298 448 678

400/51 825 705 - - - 297 445 674

400/64 860 - - - - 309 464 703

500/27 960 830 - - - 345 518 785

500/64 945 815 - - - 340 510 772

600/72 1050 920 - - - - - -

700/186 1180 1040 - - - - - -

Примечания:

1. Для ВЛ 330 и 500 КВ мощность приведена на один провод и должна быть увеличена в соответствии

с количеством проводов в фазе.

2. Мощность рассчитана при U=1,05U_4ном_0 и Cos_7f_0=0,9.

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “ Электроэнергетика”

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Методические указания

к курсовому проектированию.

Пример расчета индуктора и выбора источника питания для

закалочной установки.

ЧАСТЬ 2

Нижний Новгород 1999

Составители: К.С. Степанов, Ю.Н. Широнин, И.В. Белянин.

УДК 621,311

Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине

"Электротехника и промышленная электроника" для специальности 1208000

дневной формы обучения/ НГТУ; сост.: К.С. Степанов, Ю.Н. Широнин.

Рассматриваются вопросы проектирования источников питания для

технологических процессов тепловой обработки материалов

и выбора электро-

оборудования.

Работа предназначена для студентов неэлектротехнических специальностей.

Научный редактор Б.В.Папков

Подп. к печ. __. __ . 99. Формат 60×84/16. Бумага газетная. Печать

офсетная. Печ.л. ____. Уч.- изд.л. ___. Тираж 60 экз. Заказ __.

_____________________________________________

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ. 603600, Н.Новгород, ул. Минина, 24.

технический университет, 1999

Приложение 3.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ.

Условные обозначения и размерности величин:

P -мощность нагревателя, кВт;

U -напряжение на нагревателе, В;

ρ -удельное сопротивление материала нагревателя в горячем состоянии,

Ом мм

/м;

l -длина нагревателя, м;

d -диаметр проволочного нагревателя, мм;

изд

-расчетная поверхность изделия, м

;

ст

-поверхность стен, занятая нагревателями, м

;

ω -удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт/м

ид

-удельная поверхностная мощность идеального нагревателя, Вт/м

γ -плотность материала нагревателя, кг/м

;

ε -коэффициент теплового излучения поверхности;

пр

-приведенный коэффициент излучения, Вт/(м

×К

Пусть заданы следующие исходные данные:

Форма детали - плоская; размеры детали (в мм.): длина (L)=1000, ширина

(H)=100, толщина (d)=10; температура нагрева детали (Т)=900

С; материал -

сталь 45.

Выбрать тип печи, определить мощность, рассчитать нагревательные

элементы и выбрать электрооборудование для неё.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

В начале необходимо выбрать материал нагревателя и определить его

геометрические размеры при известных размерах геометрического про-

странства, при известной рабочей температуре и известной мощности печи.

Как правило, металлические нагреватели в

низкотемпературных печах

располагают на боковых стенках и поду; в крупных средне - и высокотемпе-

ратурных (до 120С) печах, если требуется большая равномерность температу-

ры внутри рабочего пространства, нагреватели устанавливаются дополни-

тельно на своде и дверцах.

Для комплексной термической и химико-термической обработки и

пайки применяются механизированные камерные агрегаты, которые могут

входить в

состав установок, объединённых общими механизмами обслужи-

вания.

Для данной печи подходит проволочный нихромовый нагреватель

(проволочный зигзаг) рис.3.1.

Рис. 3.1. Основные размеры зигзагообразного нагревателя.

Срок службы нагревателя, зависящий от условий окисления его по-

верхности, определяет удельная поверхностная мощность, выделяющаяся с

единицы поверхности нагревателя. Для её нахождения вводится понятие

идеального нагревателя. Под идеальным нагревателем понимают тот, кото-

рый образует с

изделием две сплошные параллельные бесконечные плос-

кости, при условии, что тепловые потери равны нулю, т.е. футеровка в

теплообмене не участвует.

На рис. 3.2 (см. рис.5.27 Л1 стр.99) представлена зависимость допусти-

мой удельной поверхностной мощности идеального нагревателя ω

ид от

температур тепловоспринимающей поверхности и нагревателя для случая

н = εизд = 0,8, т.е. Спр = 4,56 Вт/(м

·К

)

где ε −степень черноты поверхности; Спр- приведённый коэффициент

теплоотдачи.

А также там приведены ориентировочные максимальные мощности,

которые можно разместить на 1м футеровки при свободно излучающих

нагревателях.

При непрерывном регулировании максимальная температура нагрева-

теля зависит от мощности, потребляемой в момент достижения изделием

заданной температуры.

При позиционном регулировании максимальная температура нагрева-

теля – это пиковая температура, которая создаётся на

включенном нагрева-

теле при номинальной установленной мощности и достижении изделием

заданной температуры.

Рис. 3.2. Значения удельной мощности идеального нагревателя ω

ид и мощности,

размещаемой на

1м футеровки, Pmax/Fфут в зависимости от температур тепло-

воспринимающей поверхности и нагревателя (цифры на кривых).

Из рис. 3.2 определим значения удельной поверхностной мощности

идеального нагревателя ω

ид = 7 Вт/см и мощность, размещаемой на 1м

футеровки, P

max/Fфут = 40 кВт/м ± 15% в зависимости от температур тепло-

воспринимающей поверхности (900°С) и нагревателя (1100°С).

Связь между реально допустимой и идеальной удельной поверхностной

мощностью выражается зависимостью

= ω

ид

·α

эф

·α

где α

эф,αг,αс,αр –поправочные коэффициенты, αг = αс= αр=1;