İndüksiyon Ocağı Şantı

İndüksiyon ocağı şantlarının¹ görevi, bobin tarafından üretilen manyetik alanı toplamak ve yönlendirmektir. İndüksiyon ocağı şantlarının tasarımı ve kalitesi ocak performansında, enerji kayıplarında ve nihayetinde ocak verimliliğinde önemli bir rol oynar. Ayrıca şantların geometrik yapısı, ocak içindeki manyetik akı yoğunluğunun homojenliği, manyetik alandan kaynaklanan dalgalanmalar ve nihayetinde etkili erime kalitesi için kritiktir; Aras Trans Şirketi, yüksek teknik bilgi ve deneyimli personel kullanarak, müşterilerin taleplerine uygun çeşitli indüksiyon şantlerin üretimini gerçekleştirir veya müşterilerin işletme koşullarına uygun olarak kendi tasarımlarına göre şantler üretir. İndüksiyon ocağı şantlarının kalitesi ve performansını etkileyen faktörler aşağıda belirtilenler doğrultusunda sınıflandırılabilir

Şönt Montaj Tasarımı

Mevcut şantler genellikle üç montaj tasarımından biri olan tam kaynaklı, kaynaklı-vidalı ve tam-vidalı tasarımlardır. Aşağıda her bir tasarımın avantajları ve dezavantajları açıklanmaktadır.

Tam Kaynaklı Tasarım

Bu tasarımda şantün çekirdeğinin gövdeye ve şant soğutma sistemine bağlanma şekli sadece kaynak işlemleriyle gerçekleşir ve herhangi bir yerinde cıvata bağlantıları kullanılmaz. Bu montaj tasarımı genellikle Çin ve Türk şirketleri tarafından kullanılmaktadır.

Şönt Montaj Tasarımı

Bu tasarımda üretilen şantlerin en büyük sorunu, şantün alt yüzeyinde (bobine bakan yüzey) açıklık olmasıdır. Çünkü çekirdek levhalarının kaynak işlemi üst yüzeyden (ocak gövdesine bakan yüzey) gerçekleştirildiğinden, kaynak sonrası çekirdek levhalarının alt yüzeyde ayrılması ve argo deyimiyle şantün alt kısmının açılmasıyla sonuçlanır. Bu çekirdek levhalarının açılması ve ayrılması şantün işletilmesi sırasında çekirdek levhalarında manyetik ve demir doygunluğu özellikleri oluşturur ve çevredeki havada asılı kalan çeşitli talaş ve tozların birikim yerine dönüşmesine neden olur, bu birikmiş parçacıklar zamanla o bölgede elektriksel bağlantı veya argo terimiyle “ark oluşumu” oluşturur. Ayrıca şantün çekirdek levhalarının titreşiminden kaynaklanan gürültü de şantün alt yüzeyindeki açıklıktan kaynaklanan diğer sorunlardandır.

İndüksiyon ocaklarında kullanılan bu tasarımın temel kusurlarından biri, yuvalı çekirdek levhaları arasında oluşan elektrik bağlantısıdır. Levhalar arasındaki kaynak işlemi nedeniyle oluşan elektrik bağlantısı, kaynaklanmış bölgelerdeki Foucault kayıplarını artırabilir ve bu durum, yuvaların kayıplarını artırarak verimliliği azaltabilir. Tam kaynaklı yuvaların kullanımından kaynaklanan diğer sorun, bir yuvanın hasar görmesi durumunda yuvanın sökülemez olmasıdır. Hasar gören bir çekirdek parçası durumunda, zarar görmüş yuva tamamen kullanılamaz hale gelir ve değiştirilemez, bu durum indüksiyon ocak işletmecilerine yüksek onarım maliyetleri şantler.

Bahsedilen olumsuzlukların yanı sıra, bu tür yuvaların kullanımı açısından, işletme ve yuva performansı açısından, basit üretim ve nispeten düşük başlangıç maliyetine rağmen bu tasarım için özel bir avantaj düşünülemez. Bu nedenle, bu tasarımda üretilen yuvaların kullanımı pek tavsiye edilmez.

Vidalı-kaynaklı Tasarım

Vidalı va kaynaklı tasarım, çekirdeğin gövdeye ve yuva soğutma sistemine kaynak ve cıvata bağlantıları kullanılarak kombinasyon halinde gerçekleştirilir. Bu tasarımın kullanımı, orta ve yüksek seviyedeki indüksiyon ocak üreticileri arasında oldukça popüler olmuş olup Hindistan merkezli Megatherm şirketi, Alman Autonacor şirketi ve bazı Çin ve Türk üreticileri bu yöntemi kendi yuvalarının montajında kullanmaktadır. Yüzey altındaki çekirdek çatlaması sorunu, tam kaynaklı tasarıma göre bu tasarımda oldukça azalmış olsa da, yuva sökülemezlik sorunu ve levhalar arasındaki elektrik bağlantısından kaynaklanan yüksek ısı kaybı sorunu hala mevcut olup etkisini sürdürmektedir.

Tam Vidalı Tasarım

Bu tasarımda, çekirdeğin gövdeye bağlanma şekli ve soğutma sistemi tamamen dişli bağlantılar kullanılarak gerçekleştirilmiş ve çekirdek ile şant duvarı arasında kaynak bağlantısı bulunmamaktadır. Şu anda, özellikle çekirdek sac levhalarının uzun süreç ve maliyetli ponsiyon işlemi ile izole bağlantı elemanlarının temini nedeniyle üreticiler arasında bu tür indüksiyon ocak şantlarının üretimine yönelik bir talep bulunmamakta ve tam sarılı ocak şantlarının üretimine yönelik tek firma, Tabriz’deki Aras Trans şirketidir.

Bu tür tam sarılı ocak şantlarının, cıvata ve contaların kullanımının, kaynak bağlantısının yerine daha fazla tercih edilmesi ve daha az aralıklarla birbirine bağlanması farkı vardır ve pratikte tamamen kaynaklı ve kaynaklı-sarılı şemalardaki tüm dezavantajlar bir şekilde giderilmiş ve önceki bölümlerde bahsedilen konularda herhangi bir sorun bulunmamaktadır.

Şant Çekirdeği

Şant çekirdeğinin, aslında indüksiyon ocaklarının ana bileşeni olarak, manyetik çekirdek sac levhalarının bağlantısından oluşmaktadır. Kullanılan sac levhalarının kalitesi, kalınlığı, manyetik geçirgenlik kalitesi üzerinde önemli etkiye sahiptir ve enerji kaybı miktarını ve dolayısıyla ocak verimliliğini belirler. Daha fazla bilgi için, çekirdek sac levhalarının kalitesi ve özellikleri hakkında çeşitli sınıflandırmalara başvurun.

Soğutma Sistemi (Soğutma) Şöntü

İndüksiyon ocaklarının soğutma sisteminin temel amacı, şant çekirdeğinin manyetik alan geçişi nedeniyle ısınan sac levhalarından kaynaklanan ısıyı ocağın işletilmesi sırasında uzaklaştırmaktır. Mevcut indüksiyon ocaklarında, şant soğutma için çeşitli şemalar kullanılmaktadır. Soğutma şemasının, şant montaj şeması ile sıkı bir ilişkisi olduğunu belirtmek gerekir. Aşağıda, kullanılan soğutma sistemlerine dair çeşitli yöntemler ve her birinin dezavantajları ve avantajları belirtilmiştir:

Verilen tablodaki bilgilere göre, ocak yuvalarının soğutulması için yaygın olarak kullanılan her bir tasarımın kendine özgü dezavantajları vardır. Bu nedenle, ArzaTrans şirketinin önerdiği tasarımda, diğer tasarımlardaki tüm dezavantajları gidermeye çalışılmış ve yuvaların soğutulmasının kalitesini artırmak için alüminyum bir duvarla manyetik bir kalkan yerleştirilerek yuvaların emdiği manyetik alanın sızmasını ve kaybını önlemek amaçlanmıştır.

Belirtilmelidir ki, bobinin çevresindeki manyetik alanın yoğunluğu nedeniyle, bu alan “Güç Tarafı 1” ve “Normal Taraf 2” olmak üzere iki bölüme ayrılmıştır. Güç Tarafı, bobin etrafındaki alandır ve bu alandaki manyetik alan yoğunluğu, giriş ve çıkış sargılarının varlığı nedeniyle yüksektir. Normal Taraf ise Güç Tarafı dışındaki alandır ve manyetik alan yoğunluğu burada daha azdır. Bu nedenle, Güç Tarafı’ndaki daha yüksek manyetik alan yoğunluğu ve bu alandaki yuvaların diğer yuvalara göre daha fazla ısınma olasılığı nedeniyle, Güç Tarafı’nda daha etkili soğutma sistemine sahip yuvaların kullanılması önerilir.

Yuva sabitleme sistemi

yuvanın çekirdeği ile duvarları arasındaki bağlantıları içerir. Kaynaklı yuvalarda, genellikle bu bağlantılar argon kaynağı ile duvar levhalarının bir yüzeyine kaynaklanır ve son olarak bunların kaynağı, manyetik olmayan çelik levhaları kullanarak gövdeye sabitlenir. Vidalı-kaynaklı veya tamamen vidalı yuvalarda, yuva sabitleme sistemi genellikle manyetik olmayan çelik cıvatalardan oluşur, ancak bazı üreticiler yuvanın maliyetini düşürmek için bazen manyetik çelik cıvatalar ve levhalar kullanabilirler, ancak yuvanın manyetik alanında bağlantıların ısınma olasılığı göz önünde bulundurularak, ArzaTrans şirketi her zaman manyetik olmayan çelik (genellikle paslanmaz çelik 304 veya 316 sınıfı) cıvatalar ve levhalar kullanır.
En önemli ve temel nokta, söz konusu cıvataların kullanımında özellikle dikkate alınması gereken şey, bu cıvataların çekirdek ve şant gövdesinden elektriksel olarak yalıtılma ve izole edilme şeklidir. Etkisiz bir yalıtım sistemi kullanılması durumunda, cıvataların yalıtımının bozulması ve çekirdek veya şant gövdesine elektrik akımlarının geçişi nedeniyle cıvataların içinde ve diğer şant parçalarında oluşan elektrik akımları, önemli ölçüde zarar ve ısı oluşturabilir, bu durum enerji kaybına ek olarak, bazen çekirdeğin ve şant cıvatalarının bir kısmının kızarmasına ve erimesine neden olabilir. Bu nedenle, bu sorunla başa çıkmak ve gelecekteki sorunların önüne geçmek için şirket, kendi şant cıvatalarının yalıtımında üç ana yöntemi kullanmaktadır. Aşağıdaki tablo, söz konusu yöntemlerin her birinin ayrıntılarını göstermektedir:

Kullanılan malzeme	Şematik görüntü	Tolere edilebilir maksimum sıcaklık (Derece)	Esneklik	Nem emilimi	Çaptaki toplam kalınlık (mm)	Daha yüksek sıcaklıkta karbonizasyon olasılığı	Zaman içerisinde korozyon olasılığı
Mika borusu		500	yoktue	Yüksek	3	Yüksek	Yüksek
Silikon hortum		280	orta	Sıfır	3	Sıfır	Çok az
^{Kapton bandın ipek bantla kombinasyonu2}		400	Çok yüksek	Çok az	0.85	Çok az	yoktur

Şönt Dayanacağı

Özellikle, Şönt Dayanacağı terimi, bobbin üzere şant oturma yeri için uygulanır. Bu dayancağın ana rolü, şantün konumunu sabitlemek ve işletme sırasında stabilitesini korumaktır. Şönt dayanacağı ile ilgili önemli bir nokta, şant ve bobin arasındaki boşlukları kapatmak, çeşitli kir ve asılı tozların birikmesini engellemek içindir. Daha önce belirtildiği gibi, mevcut kirleticiler zamanla bobin ve şint arasında elektrik bağlantısına neden olabilir. Bobini sabitlemek ve şant ile bobin arasındaki boşlukları kapatmak için, iki ana yöntem önerilmektedir: birinci olarak, Takıyegah şantün montajı sırasında eğri oturma yeri oluşturmak ve ikinci olarak, daha fazla temas noktası oluşturmak için şantlerin arkasındaki yalıtımlı bağlantıları kullanmak.

Önerilen iki yöntem arasında, Arztrans şirketinin icat ettiği ikinci yöntem daha çok tavsiye edilir, çünkü ilk yöntem kullanıldığında, bobinin cilalanması sırasında buharların çıkışı sırasında sorunlarla karşılaşılabilir ve buharlar, dönüştükten sonra şantün arkasında su damlacıklarına dönüşerek orada hapsolabilir. Yanlış yaygın inanışların aksine, düz Takıyegah şant ler kullanıldığında ve şant ile bobin arasında hava boşluğu bulunduğunda, bazı noktalarda Takıyegah’ın enerji kaybına neden olduğu ve bu durumun, döner makinelerde rotor ile stator arasındaki hava boşluğuyla karşılaştırıldığında önemli bir fark olduğu belirtilmelidir. Bobine bağlantı yapılan ana hattaki Takıyegah şeklinin yanı sıra, şant dayanacağının köşelerinin dış görünümü de önemlidir. Şönt köşeleri yuvarlak ve şant duvarlarıyla örtüşmeyen şekilde ise, bobin etrafındaki manyetik alanları emebilir ve şantün performans verimliliğini artırabilir.

Yukarıda belirtilen konuların yanı sıra, ArasTrans şirketinin önerdiği projede, şant üzerine yalıtım pedi montaj³ ve kurulumunun mümkün olduğu görülmektedir. Yalıtım pedinin amacı, şant ve bobin arasına ayrı ayrı yerleştirilen yalıtım tabakalarının bir araya getirilmesidir (mevcut yaygın tasarımlarda). Bu şirketin önerdiği tasarımın kullanılması durumunda, şantün bobine özellikle düz tabanlı şantlerde daha fazla bağlantı noktası oluşacak ve ayrıca, zinter işlemi sırasında oluşan su buharlarının şant arka kısmından çıkması kolaylaşacaktır. Aşağıdaki resim, bu tasarımın detaylarını ve diğer avantajlarını göstermektedir.

Şönt Ön Parçası

Şönt ön parçası, aslında şant gövdesi ile korozyon⁶ koruyucu yapı elemanlarının arasındaki ara bir konstrüksiyon elemanıdır. Fiziksel koşullara göre üretilir ve ArzaTrans şirketinin önerdiği modellerden biri olarak şant gövdesine monte edilir. Şönt gövdelerinin imalatında bu şirket tarafından varsayılan olarak kullanılan bazı yaygın şant ön parçası modelleri aşağıda listelenmiştir. Bu modeller, kullanım amaçlarına göre basınçlı⁷ ve çekme-basınçlı⁸ olmak üzere sınıflandırılır; basınçlı şantlerin sadece şantü bobine bağlamak için kullanılırken çekme-basınçlı şant ön parçaları, şantü bobinden çıkarmak için de gerektiğinde kullanılır.

Verilen açıklamalarla, şant gövdeleri için mümkün olan destek noktalarının türleri aşağıdaki dört tasarımdan birine uygun olacaktır: