Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
5 juli 1930
elektroteknik
227
degeln till en högfrekvensugn ej kan göras hur tjock
som helst, om icke beställaren är villig att även
betala vad som helst. För en 100 kg kopparugn t. e.
kostar varje cm degeltjocklek ca 1000 kronor i
kondensatorer, för en 300 kg kopparugn ca 3 000
kronor osv.
Förlustlag för smältan.
Med kännedom om fältfördelningen är det lätt att
förstå de lagar, som bestämma värmealstringen i
högfrekvensugnen. Yi utgå igen från det
antagandet, att chargen förhåller sig som en ledande kropp
eller att i varje fall de yttersta skikten, som stå
i beröring med degelns väggar, bilda ett
sammanhängande ledande hölje. Värmeutvecklingen
begränsas då till det förut omtalade tunna ytskiktet, som
genomgås av det magnetiska flödet. Är nämligen
chargens inre fält fritt, så induceras här inga
spänningar och alstras inga virvelströmmar.
Men om så är fallet, så är med fältfördelningen
även virvelströmmarnas styrka AS2 per cm axiell
höjd föreskriven. Den måste tydligen vara precis
lika stor som men motsatt riktad primärspolens
specifika amperevarvtal ASt. I annat fall skulle ju
virvelströmmarna ej upphäva det primära växelfältet i
degelns inre. Vidare känna vi virvelströmbanans
motstånd. Detta är proportionellt mot chargens
elektriska motstånd q2 samt omvänt proportionellt
mot ytskiktets djup <S2- Vi erhålla därför per cm2
av degelns inre cylinderyta följande förluster
watt (AS2V q2 (AS2V l/"7
P> cmHlöö) -ärllöö) TÖÖÖ-^-tø.
Denna utomordentligt viktiga grundlag lär oss, att
värmealstringen växer med kvadraten på det
primära amperevarvtalet, men endast med roten av
periodtalet. Höjer man periodtalet från 1 000 till 2 000,
så uppnår man visserligen en effektökning av 41 %.
Men samma resultat kan ännu lättare uppnås genom
en höjning av det primära amperevarvtalet med
19 %.
Det är ett intressant faktum, att amerikanarna
utvecklade högfrekvensugnen utan att hava reda på
denna förlustlag. Så sent som 1928 finner man ännu
i Northrups publikationer det påståendet, att
ugns-effekten tilltager med periodtalets första potens, då
chargen är nedsmält. Möjligen var detta ödesdigra
misstag orsaken till, att amerikanarna hoppades för
mycket av opraktiskt höga frekvenser.
Låt oss nu taga ett stickprov för att se, vilka
effekttätheter det är fråga om vid högfrekvensugnar.
Vi kunna slå på stort och räkna för en ugn, som
skall smälta 1 000 kg järn på 1 timme. I
litteraturen finner man, att därtill åtgår i gynnsammaste
fall en ugnseffekt av 600 kW. Vanligen räknas
med 600—800 kW. Då dessa siffror innesluta de
ej obetydliga strömvärmeförlusterna i primärspolen,
kunna vi anslå nettoeffekten i själva chargen till
600 kW. En järnsmälta på 1 ton fyller en cylindrisk
degel med 60 cm diameter till en höjd av 53 cm;
detta ger en aktiv cylinderyta av 10 000 cm2.
Effekttätheten i ytskiktet blir sålunda
Detta är en siffra, som åtminstone enligt
elektrotekniska begrepp betyder en utomordentlig
energikoncentration.
Förlustlag för primär spolen.
Är det nu överhuvudtaget möjligt att medelst
primärspolen nå så högt? Sättes i förlustlagen
järnsmältans specifika motstånd q2 — 1 och
inträngnings-måttet för 1000 p/s <5, = 1,6 cm, så erfordras
AS1 = 1 000
amperevarv per cm axiell höjd. Detta värde ligger
mycket högt. I normala maskiner anses redan ett
AS på 500 som ett högt värde, trots att man där
använder endast en bråkdel av de strömtätheter, som
äro ofrånkomliga vid högfrekvensugnar. Vi se
där-utav att särskilt kraftiga åtgärder erfordras för
primärspolens kylning. Man möter ibland den åsikten,
att kylningen huvudsakligen åsyftar att skydda
spolen mot uppvärmningen från den heta degeln.
I verkligheten är detta en bisak. Det från spolen
bortförda förlustvärmet är mångdubbelt större än
vad som från smältan genom degelns väggar ledes
till kylmediet. Därmed äro vi inne på ett nytt och
viktigt kapitel, som rör sig om primärspolens
konstruktion.
Den mest effektiva kylningen är vattenkylningen.
Primärspolen lindas härvid med ett enda lager.
Uppdelningen i 2 eller 3 lager skulle endast höja
förlustvärmet. De fördomsfria amerikanarna .hava i
alla fall försökt även denna väg, men de voro
dömda att misslyckas, fastän de icke riktigt kunde
inse varför. Ledarna bestå antingen av
flat-tryckta kopparrör, eller de hava rektangulärt
tvärsnitt med ett runt hål i mitten. Vid ett tredje
utförande är tvärsnittet rektangulärt, massivt och ett
runt kylrör pålödes vid yttersidan.
Strömförlusterna i primärspolen äro särskilt höga,
därför att spolen är underkastad samma
skineffektens lagar som smältan. Till följd av läckfältet
flyter primärströmmen vid rektangulära ledare
endast i det tunna mot degeln vända ytskiktet, och
strömtätheten avtager med avståndet x från ytan
efter exponentiallagen
X
e
Härvid är
......... ,3)
V v 0,02 f 1
där
Qt = kopparns specifika motstånd,
†1 = spolens axiella fyllfaktor med hänsyn till
isolationen mellan varven.
För v = 1 000, Qt — 0,02 och †1 = 0,08 erhålles
sålunda ett ytskikt av endast
<$j = 0,25 cm.
Är nu den radiella ledarebredden icke mindre än ^
— och denna förutsättning är vanligtvis uppfylld —
så gäller för primärspolens specifika ytförluster
oberoende av ledarebredden
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
