Indukční ohřev

Firma Rajmont s.r.o. vyvinula a dodává vysokofrekvenční a středofrekvenční zdroje pro indukční kalení, indukční ohřev, indukční pájení a indukční svařování v širokém výkonovém rozsahu, aby pokryla poptávku v celém rozsahu výrobních technologií.

Prospekt - indukční ohřev v ochranné atmosféře

Základní řada generátorů pro indukční ohřev:

Typ generátoru	Výkon [kW]	Kmitočet	Spotřeba chladící vody
HFR 15	15	50-500 kHz	10 Lt./ Max. 25°C
HFR 22	22	50-500 kHz	15 Lt./ Max. 25°C
HFR 50	50	50-500 kHz	40 Lt./ Max. 25°C
HFR 80	80	50-500 kHz	70 Lt./ Max. 25°C
HFR 100	100	50-500 kHz	90 Lt./ Max. 25°C
HFR 150	150	50-500 kHz	120 Lt./ Max. 25°C
HFR 200	200	50-500 kHz	150 Lt./ Max. 25°C
HFR 250	250	50-500 kHz	170 Lt./ Max. 25°C
HFR 300	300	50-400 kHz	210 Lt./ Max. 25°C
HFR 350	350	50-400 kHz	250 Lt./ Max. 25°C
HFR 400	400	50-400 kHz	280 Lt./ Max. 25°C

Základní řada středofrekvenčních generátorů pro indukční ohřev:

Typ generátoru	Výkon [kW]	Kmitočet	Spotřeba chladící vody
SFR 100	100	5-50 kHz	50 Lt./ Max. 25°C
SFR 150	150	5-50 kHz	70 Lt./ Max. 25°C
SFR 200	200	5-50 kHz	90 Lt./ Max. 25°C
SFR 250	250	5-50 kHz	110 Lt./ Max. 25°C
SFR 350	350	5-50 kHz	150 Lt./ Max. 25°C
Generátory je možno standartně dodat v jimých výkonových a kmitočtových rozsazích.

Důvody použití vysokofrekvenčních a středofrekvenčních generátorů pro indukční ohřev

není zapotřebí kontakt mezi zpracovávaným materiálem a cívkou
vysoká hustota výkonu a rychlost ohřevu
dobré řízení teploty kovu
přesné určení ohřívaných zón
jednoduchost činnosti
velká pružnost regulace
dobrá účinnost
dobré pracovní podmínky a minimální negativní vliv na životní prostředí

Co se týče účinnosti, je indukční ohřev v porovnání s průběžnou plynovou, nebo odporovou pecí energeticky řádově úspornější. Například 100kW průběžnou pec sloužící k ohřevu ocelových součástí lze nahradit vysokofrekvenčním generátorem o výkonu 25kW, jež lokálně zahřeje daný polotovar za dobu v řádech jednotek sekund pouze proto, že energie potřebná k ohřevu směřuje přímo do požadovaného místa.

Výhody plně tranzistorových HFR generátorů pro indukční ohřev

Použití plně polovodičové koncepce HFR (tranzistory MOSFET a IGBT) s sebou přináší tyto výhody:

vysoká účinnost - 90%
modetní MOSFET a IGBT technologie
teoreticky nekonečná životnost - tranzistor nestárne
zhruba poloviční až třetinová zástavbová plocha
malá spotřeba chladicí vody
okamžitý náběh do plného výkonu
až 1000x lacinější opravitelnost v případě havárie
trvalá stálost provozních parametrů – zajištění opakovanosti výroby

Galvanické oddělení VF generátoru od napájecí sítě je nezbytné především z hlediska potlačení proudů při zemních zkratech mezi induktorem a neživými kovovými částmi okolního zařízení. Zároveň chrání obsluhu generátoru při nechtěném kontaktu s induktorem – typické při pájecích aplikacích. Pro galvanické oddělení od sítě se běžně používá tzv. síťový oddělovací transformátor. Jeho oddělovací efekt je však téměř nulový pro kmitočty v řádu stovek kHz z důvodu příliš vysoké vzájemné kapacity vinutí pohybující se v řádu jednotek nanoFaradů. Optimálního galvanického oddělení je možné dosáhnou pomocí spínaného zdroje s pulsním transformátorem, jež s sebou přináší i další výhody v podobě lepšího účiníku, vynikající účinnosti, minimálních rozměrů a hlavně zlomkové hmotnosti oproti klasickému řešení (např. 15kW třífázový transformátor váží typicky 170-200kg, kdežto ekvivalentní spínaný zdroj cca 20kg).

Nově vyvinuté stejnosměrné spínané zdroje jsou dodávány taky samostatne dle potřeb zákazníka. Mezi referenční zákazníky stejnosměrných spínaných zdrojů patří firma SIEMENS.

Vizualizace VF generátoru na PC

Vizualizace technologických procesů je v současné době již velice známá věc a není ji proto třeba dlouze představovat. V tomto případě máme dlouholeté zkušenosti s projektováním a realizací výrobních linek na auto-vodiče a kabely, kde je vizualizace vzhledem k nutnosti monitoringu výroby nezbytná. Pro dosažení tohoto požadavku využíváme známý a univerzální vizualizační program tuzemského výrobce s názvem ControlWeb, od fy. Moravské přístroje, pro zahraniční zákazníky WinCC od fy. SIEMENS.

Systém záznamu provozních dat

U stávajících VF HFR generátorů je implementován monitoring provozních dat. Do připojeného počítače se zaznamenávají provozní a poruchové stavy v podobě textového souboru. Počítač je v neustálém spojení s VF generátorem a v případě, že dojde ke změně některého sledovaného parametru o více než 3%, je vše zaznamenáno. Tato provozní data v současnosti slouží především k analýze pracovních podmínek VF generátorů v praxi. Cílem je monitoring dat elektroniky generátoru pro možnosti vyhodnocování kvalty, řízení výroby a servisního provozu. Samozřejmě existuje možnost dálkového posílání provozních dat přes internet, případně GSM bránu.

Chladící okruh s výměníkem

Pro zajištění odvodu tepla z vnitřních částí VF generátoru byl vyvinut vlastní vnitřní chladící okruh demineralizované vody s tepelným výměníkem, přes nějž může zákazník provádět ochlazování. Zajistí se tak z dlouhodobého hlediska konstantní kvalita chladicího média bez rizika vzniku vodního kamene a tvorby dalších nečistot. Parametry a koncepce tohoto systému jsou konzultovány a optimalizovány externí formou s příslušnými odborníky s ohledem na minimalizaci zástavbových rozměrů a dlouhodobou spolehlivost.

Nevýhody elektronkových generátorů pro indukční ohřev

V současné době se v České republice používají pro vysokofrekvenční indukční ohřevy v naprosté většině staré elektronkové generátory z 60, 70 a 80 let minulého století. Jedná se především o výrobky podniku ZEZ Rychnov n. Nisou (typová řada GV), založených na elektronkách tehdejšího českého výrobce Tesly Vršovice, vyráběné ve stovkových sériích. V některých případech je možné též narazit na elektronkové VF generátory firmy SIEMENS (definitivní ukončení výroby 1993) a nebo švýcarské BROWN&BOWERI z konce šedesátých let 20. století.

Kromě dnes již značně kritického nedostatku náhradních dílů jako jsou především vysokonapěťové kondenzátory, transformátory a do jisté míry i elektronky jsou zde problémy s existencí vysokého napětí (až 30kV) a velmi nízkou účinností, jež se teoreticky dotýká hranice 60% (reálně 40 - 50%). Zbytek elektrické energie se přemění na teplo, které je nutné dalšími systémy z prostoru elektronkového generátoru odvádět. V případě vodního chlazení, které se v tomto případě používá téměř výhradně, je nutné dále řešit problematiku dochlazování oběžného média, případně jeho nadměrnou spotřebu. Elektronkový generátor je nutné pozvolna „nabíhat“, tedy žhavit desítky minut, což přináší prostoje ve výrobě. V případě poruchy elektronky, která nastane vždy (dáno principem její funkce), je nutné obstarat novou, jejíž pořizovací náklady tvoří často 2/3 ceny celého generátoru a pohybují se v řádech desítek, spíše však stovek tisíc korun. Dlouhodobým skladováním elektronka stárne rovněž, čímž se zkracuje její životnost, aniž by byla nasazena v provozu.