Sekwencyjny falownik dwuczęstotliwościowy (S-2F) do nagrzewania indukcyjnego z tranzystorami SiC MOSFET

 

  • Poziom gotowości technologicznej TRL: 5
  • Syntetyczny opis: Generator dwuczęstotliwościowy (2F) wykorzystywany jest do nagrzewania indukcyjnego i hartowania elementów o skomplikowanych kształtach np. kół zębatych. Prądy średniej i wysokiej częstotliwości (MF, HF) nagrzewają odpowiednio: wręby koła i powierzchnię zębów. Ale dopiero odpowiednie współdziałanie (równoczesne lub sekwencyjne) prądów MF i HF daje prawidłowo nagrzany a potem zahartowany kontur koła zębatego. Elementy hartowane to nie tylko koła zębate ale inne, newralgiczne, metalowe części maszyn o skomplikowanych kształtach.

Autorzy:

  • dr hab. inż. Zbigniew Kaczmarczyk, prof. Pol. Śl.
  • dr hab. inż. Marcin Kasprzak, prof. Pol. Śl.
  • mgr inż. Kamil Kierepka
  • mgr inż. Krzysztof Przybyła

Korzyści z wdrożenia:

Czołowi europejscy producenci urządzeń do nagrzewania indukcyjnego posiadają własne, opatentowane rozwiązania generatorów dwuczęstotliwościowych (2F) jednoczesnych, tzn. takich, że przez wzbudnik płynie jednocześnie prąd o dwóch częstotliwościach – MF i HF. Generatory takie są jednak bardzo drogie i mają złożoną budowę.
Autorzy proponują Sekwencyjne nagrzewanie dwuczęstotliwościowe S-2F posiadające następujące ZALETY:

1) generator jest znacznie tańszy i prostszy w budowie niż generator 2F oferowany przez europejskich producentów,

2) nagrzewanie elementu odbywa się również tylko w jednym wzbudniku a więc nie występują niekorzystne zjawiska związane z przemieszczaniem ze wzbudnika MF do HF (np. spadek temp.),

3) rozwiązanie gwarantuje poprawny efekt technologiczny, bez konieczności stosowania drogiego, jednoczesnego generatora 2F.

Zastosowania:

Hartowanie konturowe elementów o skomplikowanych kształtach w stosunku do których wymagana jest powtarzalność i niezawodność.

Branża: motoryzacyjna, lotnicza, budowa maszyn,

Rynek: krajowy i zagraniczny

Szczegóły techniczne:

Moc generatora ok. 20 kW, częstotliwość MF ≈ 30 kHz, częstotliwość HF ≈ 300 kHz, moduł mocy z najnowszymi tranzystorami MOSFET na bazie węglika krzemu SiC

Słowa kluczowe:

nagrzewanie indukcyjne, hartowanie indukcyjne,
generator dwuczęstotliwościowy, falownik w.cz, tranzystor MOSFET, SiC


Projekt Współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego z programu „Inkubator Innowacyjności +” w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, Działanie 4.4 Zwiększenie potencjału kadrowego sektora B+R