Publication: İndüksiyon fırınında sıcaklık kontrolü ve ergiyen malzemelerin ısıl homojenliğinin sağlanması
Abstract
İNDÜKSİYON FIRININDA SICAKLIK KONTROLÜ VE ERGİYEN MALZEMELERİN ISIL HOMOJENLİĞİNİN SAĞLANMASI İndüksiyonla ısıtma; denetim kolaylığı, yüksek verimliliği, işlem süresinin kısalığı, madde kayıplarının son derece düşük olması tam otomatik üretime uygunluğu ve çevre kirliliğine yol açmaması gibi üstünlüklere sahiptir. Bu üstünlüklerinden dolayı günümüz endüstrisinde yüzey sertleştirme, kaynak yapma, tavlama, haddeleme, ısıtma ve ergitme gibi işlemelerde giderek yaygın bir kullanım kazanmaktadır. Bu çalışmada metallerin ergitilmesinde kullanılmak üzere 15 Khz’lik anahtarlama frekansında çalışan yarım köprü invertörlü seri rezonans devreli bir indüksiyon fırını tasarlanmıştır. Akıllı güç modülü (IPM) tabanlı invertör devresinin sürülmesi, tasarlanan analog kontrolör ile gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan sistemin ergitme sıcaklığını yükseltebilmek için, üç fazlı şebeke gerilimi kullanılmıştır. Sistem içinde yer alan güç elektroniği elemanlarının kararlı ve indüksiyon bobinin uzun süreli çalıştırılabilmesi için, sulu soğutma sistemi geliştirilmiştir. Rezonans invertör ve sıfır akım anahtarlama tekniği kullanılarak anahtar kayıpları azaltılmıştır. Elektromanyetik parazitler önlenerek daha verimli bir çalışma sağlanmıştır.
TEMPERATURE CONTROL IN AN INDUCTION OVEN AND ACHIEVING THERMAL HOMOGENEITY IN THE MELTING MATERIAL Induction heating has many advantages because of its easy control, high efficiency, short processing time, low material loss, compatiblty to full automatic production and no environmental pollution. Due to these advantages, the use of induction heating becomes common in hardening, welding, soldering, rolling, heating and melting applications in today’s industry. In this study, an induction oven based on half bridge serial resonant inverter, operating at 15 kHz switching frequency, is designed for use in melting of metals. The driving of inverter circuit, based on intelligent power module (IPM), is realized by an analog controller designed in this work. In order to reach higher melting temperatures, a three-phase power line is used. Power electronic devices and induction coil are cooled by water to get longer lifetime of the designed system. Switching losses are considerably reduced by using zero current switching and resonant inverter techniques. Higher efficiencies are obtained by preventing electromagnetic interferences.
TEMPERATURE CONTROL IN AN INDUCTION OVEN AND ACHIEVING THERMAL HOMOGENEITY IN THE MELTING MATERIAL Induction heating has many advantages because of its easy control, high efficiency, short processing time, low material loss, compatiblty to full automatic production and no environmental pollution. Due to these advantages, the use of induction heating becomes common in hardening, welding, soldering, rolling, heating and melting applications in today’s industry. In this study, an induction oven based on half bridge serial resonant inverter, operating at 15 kHz switching frequency, is designed for use in melting of metals. The driving of inverter circuit, based on intelligent power module (IPM), is realized by an analog controller designed in this work. In order to reach higher melting temperatures, a three-phase power line is used. Power electronic devices and induction coil are cooled by water to get longer lifetime of the designed system. Switching losses are considerably reduced by using zero current switching and resonant inverter techniques. Higher efficiencies are obtained by preventing electromagnetic interferences.