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电磁非接触式加热技术在烟机设备上的应用

来源:苏州宏创高频加热设备

        在英国莫林斯公司的系列卷烟机中,搓烟轮(水松纸鼓轮)的加热问题尤为突出:在搓烟轮内部穿绕加热线,不仅费工费时,而且使用寿命短;由于生产卷烟时搓烟轮须高速旋转,因此加热线和测温线必须由滑环转接到加热电源和温控器上,结构复杂;搓烟轮体工作时温度很高,滑环长期处在高温区,加上滑环本身接触电阻产生的热量,必然导致滑环触点氧化,接触电阻变大,使轮体温度波动很大,甚至无法正常工作,从而影响测温线的测温精度。

       电磁加热技术具有能耗低、热效率高、温度提升快、温度控制精度高等优点,因此在许多行业被广泛应用。最近几年发展很快的电磁炉、电磁热水器等,均采用了电磁加热原理。

       电磁加热的基本原理是:导磁金属在高频交变磁场中,金属内部电子产生交变电子涡流,从而生成大量的焦耳热,以加热或熔化金属。电磁加热是一种被加热体通过自身发热、内部进行热传导的非接触式加热方式。 电磁加热有这么多的优点,我们尝试把电磁加热技术引入到卷烟机搓烟轮加热上,经过两年多的努力,研制开发出适合烟草设备特点的电磁电源及相关器件。 实践表明,这项新技术在节能降耗上是非常具有推广价值的,并取得了良好的预期效果。

       一、DCDYIII型电磁电源加热系统的构成及工作原理

       DCDYIII型电磁电源具备小型化、大功率的特点,安装便捷,具有漏电、过流、过压、过热等安全防护功能,对环境无不良电磁污染现象。

       DCDYIII型电磁电源加热系统由感应圈、加热电源、温控器(或PLC)及相关机械结构件构成。 感应圈2固定在轴座3上,搓烟轮体1在工作时高速旋转,搓烟轮体1和感应圈2间只有很小的缝隙,测温传感器4安装在感应圈2上,感应圈2是非旋转体,它的出线不需要滑环换相装置。

       DCDYIII型电源有两种:一种是以PLC为控制器,另一种是以温控器为控制器。

       系统的工作过程是:PLC或温控器根据当前温度与设定温度的温差大小,对电源输入模拟量控制信号,使DCDYIII型电源向感应圈提供PWM的变功率电源,搓烟轮体在交变磁场中非接触式加热,通过温度传感器反馈信号到PLC或温控器中,从而达到对轮体的温度闭环控制。

       二、DCDYIII电源的特点

       1、结构简单,省去了原机滑环、加热线。由于电磁加热圈本身并不发热,并且采用了耐高温材料,所以不存在原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题。DCDYIII电源具有使用寿命长、无需维修的优点,有效降低了成本。 2.采用电磁加热具有升温速度快、热能转换效率高的优点,节电效果十分显著,达30%以上。

       2、电磁感应圈完全包容在轮体之中,不存在电磁波的外辐射问题。按照国家环保文件的规定:频率≥5MHZ需要进行电磁辐射测试,而电磁加热圈的工作频率远远低于规定频率,因此不需要考虑电磁波辐射防护问题。

       3、电磁加热装置带有过电流、过电压、IGBT过热等多种保护功能,装置运行可靠。当发生故障时,切断电源,并在电源面板上显示故障,如果需要的话可以向主机PLC输出故障报警信号,经PLC处理后在显示屏上显示,报警信号采用光电隔离输出。

       4、电磁加热电源取自原接嘴机隔离变压器输出的110V电源(原搓烟轮加热电源),感应圈和搓烟轮完全隔离,避免了线圈漏电伤人的危险。另外,在DCDYIII电源上还设计了漏电检测保护电路,当出现漏电现象时,能够快速切断110V电源,保证设备和操作人员安全。

      5、电磁加热装置内置谐波滤波器,减少了EMC辐射,装置运行时不会干扰其他控制器的正常工作。 卷烟机切纸鼓轮使用电磁加热方式改造后,很好地解决了原结构因滑环触点氧化、加热线老化、温度波动大而造成水松纸剪切不好的问题。使用电磁加热有加热效率高、升温快、节电效果显著、免维护等优点,同时,改进后的切纸鼓轮简化了制作工艺,克服了经常烧坏电热线及滑环等昂贵元件的缺陷,提高了设备的有效作业率,保证了产品质量。

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