Werkingsprincipe en toepassingsgebieden van inductieverwarming

Elektrothermische apparaten die elektrisch geleidende materialen verwarmen door er inductieve stromen in te injecteren, worden genoemd inductieverhitters… Aangezien e.enz. c.inductie treedt op wanneer de stromen die het elektromagnetische veld opwekken veranderen, dan kunnen dergelijke apparaten alleen werken op wisselstroom.

Het belangrijkste element van inductieverhitters is inductor - spoel, met een bepaald aantal windingen, dat, wanneer er wisselstroom doorheen gaat, ontstaat wisselend magnetisch veld… Hier vindt de (eerste) omzetting van elektrische energie in magnetische veldenergie plaats.

Wanneer een elektrisch geleidend lichaam in een wisselend magnetisch veld wordt gebracht, b.v. enz. c) veroorzaakt het verschijnen van een «secundaire» stroom. Er is een omgekeerde transformatie (tweede) van de magnetische veldenergie in elektrische energie.

Ten slotte wordt de secundaire stroom die in het verwarmde lichaam wordt geïnduceerd, volgens De wet van Joule-Lenz genereert warmte: elektrische energie wordt omgezet in warmte.Als resultaat van de derde omzetting van energie wordt de warmte verkregen die zorgt voor het verwarmen of smelten van materialen in inductieverhitters.

Inductie verwarmingscircuit

Voor gebruik van inductieverhitters direct contact van de stroombron met het verwarmde object is niet vereist, alleen de aanwezigheid van een magnetische verbinding tussen het object en de inductor is vereist.

De belangrijkste en oudste toepassing van inductieverhitters in de industrie is het gebruik ervan. zoals elektrische inductieovensontworpen voor het smelten van non-ferro en ferro metalen en hun legeringen. Elektrische inductieovens zorgen voor een hoge zuiverheid van de smelt, omdat ze geen onzuiverheden in het gesmolten materiaal introduceren.

Bovendien zorgen inductie-elektrische ovens voor een uniforme verwarming van de gehele massa gesmolten materiaal zonder significante lokale oververhitting. Deze laatste omstandigheid is erg belangrijk bij het smelten van legeringen met meerdere componenten, waarvan de componenten verschillende smeltpunten hebben. In aanwezigheid van lokale oververhitting (zoals in boogovens) in dergelijke legeringen worden componenten met een lager smeltpunt intensief verbruikt en wordt de initiële samenstelling van de lading verstoord.

Het toepassingsgebied van inductieverhitters is niet beperkt tot metaalsmelterijen. Vaak in moderne productie inductieverwarming gebruikt door voor oppervlakteverharding van onderdelen, bij het buigen van buizen en geprofileerde gewalste producten van bimetaalproducten, voor het lassen van producten met een complexe configuratie, enz.

Bij het verwarmen van elektrisch geleidende materialen in een hoogfrequent elektromagnetisch veld speelt het een belangrijke rol oppervlakte-effect... Het oppervlakte-effect wordt steeds duidelijker naarmate de frequentie van de voedingsstroom toeneemt.

Het vermogen om snel alleen de bovenste lagen van het materiaal te verwarmen, wat nodig is bij oppervlakteverharding, is volledig gebaseerd op het gebruik van dit effect.

De dikte van de laag, «diepte van stroompenetratie» genoemd, hangt af van de weerstand van het materiaal, de frequentie van de stroom en absolute magnetische permeabiliteit.

Bovendien kan door een dergelijke werkingsmodus van de inductieverwarmer te kiezen, om een ​​hoge concentratie van inductiestromen in de oppervlaktelagen te verzekeren, een aanzienlijke verhoging van de efficiëntie van de verwarmer worden bereikt.

Het belangrijkste voordeel van de inductie-oppervlaktehardingsmethode is de mogelijkheid van een geconcentreerde afgifte van thermische energie in de oppervlaktelagen van producten met een willekeurige vorm en de mogelijkheid van energieoverdracht zonder direct contact tussen de verwarmer en het werkstuk.De uniformiteit van verwarming van onderdelen met een complexe configuratie wordt verzekerd door inductoren van een bijzondere vorm. Over het algemeen de vorm van de inductor volgt de omtrek van het onderdeel.

Het gebruik van inductieverhitters verbetert in de regel de kwaliteitsindicatoren van technologische operaties, verhoogt de arbeidsproductiviteit en schept voorwaarden om de productie naar een hoger niveau te tillen met uitgebreide mechanisatie en procesautomatisering.

Inductieverhitting wordt ook gebruikt voor een dergelijke algemene werking als opduiken… Lamineren is het permanent hechten van de lasmetaallaag aan het basismetaal.

Veel gebruikt is het coaten van non-ferro metalen en legeringen op staal en gietijzer.Voor oppervlaktetoepassing is het noodzakelijk en voldoende om het toevoegmateriaal te smelten en het basismetaal op een temperatuur te brengen die dicht bij het smeltpunt van het toevoegmateriaal ligt. Het vulmateriaal dat voor gelaagdheid wordt gebruikt, kan elke vorm hebben - in de vorm van staven, stroken, schaafsel, enz.

Het gebruik van inductieverwarmingsapparaten in de industrie is niet beperkt tot de beschouwde voorbeelden, de reikwijdte van hun toepassing is extreem breed en neemt elk jaar toe.

Aanzienlijke voordelen bij het gebruik van inductieverwarmingsmethoden — efficiëntie, flexibele toepassing, hoge kwaliteit van producten, verhoging van de arbeidsproductiviteit, enz.