کوره القایی بدون هسته
این نوع کوره شامل یک بوته دیر گداز میباشد که یک کویل مسی با قابلیت هدایت زیاد بدور آن پیچیده شده است و کویل با آب خنک میشود. حلقه های این سیم پیچ با نوار نسوز سیلیکونی و نوار نسوز FRP عایق می شوند که لایه های عایق از اتصال کوتاه شدن جریان برق جلوگیری میکنند. کوره های بدون هسته معمولا بر مبنای فرکانس کارشان طبقه بندی می شوند.
- مکانیزم کار
با عبور جریان متناوب از کویل مسی دور کوره میدان مغناطیسی در داخل کویل به وجود میآید که این میدان مغناطیسی در اثر برخورد با سطح قراضه موجود در داخل کوره که هسته را میسازد، سبب به وجود آمدن جریان الکتریکی درهسته میگردد. جریان الکتریکی القایی با عبور از هسته کوره که دارای مقاومت الکتریکی میباشد سبب ایجاد حرارت میشود. در حقیقت کوره القایی را میتوان به عنوان یک مبدل جریان در نظر گرفت که کویل کوره مدار اولیه و هسته (قراضه) داخل کوره مدار ثانویه را تشکیل میدهد. لازم به ذکر است که هسته کوره بایستی هادی جریان الکتریسیته باشد در غیر این صورت گرمایی ایجاد نخواهد شد. جهت جریان در کویل با جهت جریان در مذاب عکس یکدیگرند و همین موضوع باعث تلاطم ذوب در کوره های القایی میشود که علت اصلی آن پایین بودن فرکانس کوره است و عمدتا در کوره های فرکانس برق شهر دیده میشود .
با افزایش فرکانس در کوره ها شدت این تلاطم کاهش مییابد بطوری که در کوره های فرکانس بالا حداقل تلاطم ذوب را مشاهده میکنیم. این کوره ها جهت ذوب فولاد مناسب هستند، زیرا کاهش تلاطم باعث کاهش میزان اکسیداسیون سطحی مذاب فولاد میگردد.
- تقسیم بندی کوره القائی از لحاظ فرکانس
کوره های القایی با فرکانس پایین
کوره های القایی با فرکانس متوسط
کوره های القایی با فرکانس بالا
کوره های القایی با فرکانس متعدد
- کوره القائی با فرکانس پایین
چنانچه از نام آن پیداست، این فرکانس همان فرکانس شبکه است. استفاده از فرکانس شبکه ارزانترین راه برای نصب کوره بدون هسته میباشد، در این حالت به وجود مبدل فرکانس نیازی نیست. برای بار کوره فقط یک ترانسفورماتور موردنیاز میباشد. ترانسفورماتوری که در آن هسته ها از نظر مغناطیسی به حد اشباع در آمده اند یک جریان متغیر تولید میکند که شامل نوسانات زیادی میباشد. چنین کورهائی با ۳ تا ۹ برابر فرکانس شبکه کار میکنند. باید در کویل اولیه یک فیلتر هارمونیک کار گذاشته شود تا از بازگشت نوسانات به برق شبکه جلوگیری بعمل آید. کویلهایی که بصورت متوالی با سیم پیچ های اولیه قرارگرفتهاند این فیلتر را تقویت میکنند. کورههائی که با فرکانس پائین کار میکنند نیازی به دستگاه تنظیم بار ندارند چون بار به محض ورود به طور مساوی بین سه فاز تقسیم میشود.
شبیه سازی کوره القایی در سیمولینک متلب
- کوره القائی با فرکانس متوسط
فرکانس برق القا شده در این کوره ها بین ۵۰۰ الی ۱۰۰۰ هرتز میباشد. بنابر این دارای هزینه سرمایه گذاری اولیه بیشتری نسبت به کوره های با فرکانس شبکه بوده است. کار با این کوره ها ساده بوده و سرعت ذوب آن زیاد می باشد. این کوره ها را میتوان بدون نیاز به مذاب اولیه از حالت سرد بکار انداخت. این کوره ها بیشتر جهت تهیه چدنها و فولادهای مخصوص بکار می روند.
- کوره القایی با فرکانس بالا
در فرکانس ۱۰۰۰ هرتز و بالاتر، معمولاً از اصطلاح فرکانس زیاد استفاده میشود. برق از یک منبع سه فاز تأمین میشود.
- کوره القایی با فرکانس متعدد
این نوع کوره القایی معمولا دارای سه فرکانس متفاوت بوده و دارای مزایای هر دو کوره القائی با فرکانس شبکه و متوسط میباشد. استفاده از این کورهها برای کارگاههای ریخته گری کوچک و متوسط مناسب می باشد. (با حذف محدودیت نگهداری مذاب در کوره های القائی با فرکانس شبکه)
در صنعت با توجه به مزایای کوره های فرکانس متوسط، معمولا از این کوره ها جهت تولید فولاد یا چدن استفاده می شود.
یک دسته بندی دیگر برای کوره های القایی، نوع طراحی آنهاست به طوری که کلا دو نوع طراحی وجود دارد: کوره های القایی مدار سری و کوره های القایی مدار موازی.
کوره القایی مدار سری یعنی آن دسته از کوره ها که خازن و کویل به صورت سری در مدار قرار میگیرند و در کوره های مدار موازی به صورت موازی.
همچنین با توجه به تکنولوژی به کار رفته در کوره های القایی نیز کوره ها دسته بندی می گردند که تکنولوژی قدیمی تر استفاده از تریستور و تکنولوژی جدید استفاده از IGBT در مدار کوره است.
تریستور چیست؟
تریستور مانند یک دیود با یک پایه اضافی به نام گیت است، دو شرط برای به کارافتادن تریستور باید مهیّا باشد: اول اینکه آند به مثبت و کاتد به منفـــــی وصل باشد ( تغذیه مستقیم)، دوم اینکه به پایه گیت آن فرمان داده شود ( تحریک شود ) در این صورت تریستــور جریان را هدایت می کنـد و با یک فرمان تریستور شروع به هدایت جریان کرده و با قطع فرمان همچنان به کارش ادامه می دهد. تریستور در دو نوع گیت مثبت و گیت منفی وجود دارد. در واقع تریستور مانند کلیدی است که از طریق گیت کنتـــرل می شود، از تریستور در مدارات شارژ، کنتــرل دور و غیره استفاده می شود.
IGBT چیست؟
IGBT هم مانند تریستور یک نیمه هادی با سه ترمینال می باشد که در فرکانس های بالا و برای سوئیچینگ های سریع به کار می رود. در اصل IGBT یک ترانزیستور است. اینورترهای IGBT به طور معمول از چهار سوئیچ IGBT تشکیل شده که با یکدیگر یک پل H شکل را ایجاد می کنند تا ولتاژ DC را به AC تبدیل نمایند.