Načelo indukcijskega ogrevanja in njegove uporabe

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Indukcija princip ogrevanja se v proizvodnih procesih uporablja od dvajsetih let 20. stoletja. Kot rečeno, je - nujnost mati izuma med svetovno vojno 2 - potreba po hitrem postopku za utrjevanje delov kovine motor, je hitro razvil tehnologijo indukcijskega ogrevanja. Danes vidimo uporabo te tehnologije v naših vsakodnevnih zahtevah. V zadnjem času je potreba po izboljšanem nadzoru kakovosti in varnih proizvodnih tehnikah ponovno v središču pozornosti te tehnologije. Z današnjimi vrhunskimi tehnologijami se uvajajo nove in zanesljive metode za izvajanje indukcijskega ogrevanja.

Kaj je indukcijsko ogrevanje?

The načelo dela postopka indukcijskega ogrevanja je kombinirani recept za elektromagnetno indukcijo in džulovsko ogrevanje. Indukcijski postopek ogrevanja je brezkontaktni postopek ogrevanja električno prevodne kovine z ustvarjanjem vrtinčnih tokov znotraj kovine z uporabo principa elektromagnetne indukcije. Ko ustvarjeni vrtinčni tok teče proti upornosti kovine, se po principu Joulovega ogrevanja v kovini ustvarja toplota.




Indukcijsko ogrevanje

Indukcijsko ogrevanje

Kako deluje indukcijsko ogrevanje?

Poznavanje Faradayevega zakona je zelo koristno za razumevanje delovanja indukcijskega ogrevanja. Po Faradayevem zakonu elektromagnetne indukcije spreminjanje električnega polja v dirigent okoli njega nastane izmenično magnetno polje, katerega jakost je odvisna od velikosti uporabljenega električnega polja. To načelo deluje tudi obratno, kadar se magnetno polje spremeni v vodniku.



Torej, zgornji princip se uporablja v postopku induktivnega ogrevanja. Tu je trdno stanje RF frekvenca napajalnik se napaja na tuljavi induktorja, material za segrevanje pa je nameščen znotraj tuljave. Kdaj Izmenični tok skozi tuljavo, se okoli Faradayevega zakona ustvari izmenično magnetno polje. Ko material, nameščen znotraj induktorja, pride v območje tega izmeničnega magnetnega polja, v njem nastane vrtinčni tok.

Zdaj se upošteva načelo Joulovega ogrevanja. V skladu s tem, ko skozi material prehaja tok, v njem nastaja toplota. Ko torej v materialu nastane tok zaradi induciranega magnetnega polja, tok teče znotraj materiala. To pojasnjuje postopek brezkontaktnega induktivnega ogrevanja.

Induktivno segrevanje kovine

Induktivno segrevanje kovine

Diagram indukcijskega ogrevanja

Nastavitev, ki se uporablja za postopek indukcijskega ogrevanja, je sestavljena iz RF napajanja, ki zagotavlja izmenični tok v vezje. Kot induktor se uporablja bakrena tuljava in nanjo deluje tok. Material, ki ga je treba ogrevati, je nameščen znotraj bakrene tuljave.


Tipična nastavitev indukcijskega ogrevanja

Tipična nastavitev indukcijskega ogrevanja

S spreminjanjem jakosti uporabljenega toka lahko nadzorujemo temperaturo ogrevanja. Ko vrtinčni tok, ki nastane v materialu, teče nasprotno električni upornosti materiala, v tem postopku opazimo natančno in lokalizirano segrevanje.

Poleg vrtinčnega toka se toplota ustvarja tudi zaradi histereze v magnetnih delih. Električni upor, ki ga magnetni material nudi proti spreminjajočemu se magnetnemu polju znotraj induktorja, povzroča notranje trenje. To notranje trenje ustvarja toploto.

Ker je postopek indukcijskega ogrevanja brezkontaktni postopek ogrevanja, je material, ki ga segrevamo, lahko prisoten stran od napajalnika ali potopljen v tekočino ali v katero koli plinasto okolje ali v vakuum. Ta vrsta postopka ogrevanja ne zahteva zgorevanja plinov.

Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju indukcijskega ogrevalnega sistema

Obstajajo nekateri dejavniki to je treba upoštevati pri načrtovanju indukcijskega ogrevalnega sistema za kakršno koli uporabo.

  • Običajno se postopek indukcijskega segrevanja uporablja za kovine in prevodne materiale. Neprevodni material se lahko segreje neposredno.
  • Medtem ko toploto nanašamo na magnetne materiale, ustvarjamo tako vrtinčni tok kot tudi učinek histereze magnetnih materialov.
  • Majhni in tanki materiali se hitro segrejejo v primerjavi z velikimi in debelimi materiali.
  • Višja je frekvenca izmeničnega toka, nižja je globina segrevanja.
  • Materiali z večjo upornostjo se hitro segrejejo.
  • Induktor, v katerega naj bo nameščen grelni material, naj omogoča enostavno vstavljanje in odstranjevanje materiala.
  • Pri izračunu zmogljivosti napajanja je treba upoštevati specifično toploto materiala, ki se segreva, maso materiala in potreben dvig temperature.
  • Pri odločanju o zmogljivosti napajanja je treba upoštevati tudi izgubo toplote zaradi prevodnosti, konvekcije in sevanja.

Formula indukcijskega ogrevanja

Globino prodiranja vrtinčnega toka v material določa frekvenca induktivnega toka. Za tokovne sloje lahko efektivno globino izračunamo kot

D = 5000 /ρ / µf

Tu d označuje globino (cm), relativno magnetno prepustnost materiala označujemo z µ, ρ upornost materiala v ohm-cm, f označuje frekvenco izmeničnega polja v Hz.

Zasnova indukcijske ogrevalne tuljave

Tuljava, ki se uporablja kot induktor, na katero se napaja, je v različnih oblikah. Inducirani tok v materialu je sorazmeren številu zavojev v tuljavi. Tako je za učinkovitost in učinkovitost indukcijskega ogrevanja pomembna zasnova tuljave.

Običajno so indukcijske tuljave vodno hlajeni bakreni vodniki. Glede na naše aplikacije se uporabljajo različne oblike tuljav. Najpogosteje se uporablja spiralna tuljava z več obrati. Za to tuljavo je širina vzorca ogrevanja določena s številom zavojev v tuljavi. Enosmerne tuljave so uporabne za aplikacije, kjer je potrebno ogrevanje ozkega pasu obdelovanca ali konice materiala.

Večnamenska vijačna tuljava se uporablja za ogrevanje več obdelovancev. Palačinka tuljava se uporablja, kadar je treba ogreti samo eno stran materiala. Notranja tuljava se uporablja za ogrevanje notranjih izvrtin.

Uporaba induktivnega ogrevanja

  • Ciljno ogrevanje za površinsko ogrevanje, taljenje, spajkanje je možno z induktivnim postopkom ogrevanja.
  • Poleg kovin je z indukcijskim ogrevanjem možno tudi ogrevanje tekočih in plinastih vodnikov.
  • Za ogrevanje silicija v industriji polprevodnikov se uporablja princip induktivnega ogrevanja.
  • Ta postopek se uporablja v induktivnih pečeh za segrevanje kovine do tališča.
  • Ker gre za brezkontaktni postopek ogrevanja, vakuumske peči ta postopek uporabljajo za izdelavo specializiranega jekla in zlitin, ki bi pri segrevanju v prisotnosti kisika oksidirale.
  • Indukcijski postopek segrevanja se uporablja za varjenje kovin in včasih plastike, če so lepirane s feromagnetno keramiko.
  • Indukcijske peči, ki se uporabljajo v kuhinji, delujejo na principu induktivnega ogrevanja.
  • Za spajkanje karbida do gredi se uporablja postopek indukcijskega ogrevanja.
  • Za tesnjenje pokrovčkov na steklenicah in farmacevtskih izdelkih, odpornih proti poseganju, se uporablja postopek indukcijskega segrevanja.
  • Stroj za modeliranje brizganja plastike uporablja indukcijsko ogrevanje za izboljšanje energetske učinkovitosti za brizganje.

Za predelovalne industrije, indukcijsko ogrevanje zagotavlja zmogljiv paket doslednosti, hitrosti in nadzora. To je čeden, hiter in neškodljiv postopek ogrevanja. Izgube toplote, opažene med induktivnim ogrevanjem, je mogoče rešiti z uporabo Lenzovega zakona. Ta zakon je pokazal način produktivne uporabe toplotnih izgub, ki nastanejo v procesu induktivnega ogrevanja. Katera uporaba induktivnega ogrevanja vas je presenetila?