Principiul de funcționare și domeniile de aplicare a încălzirii prin inducție

Se numesc dispozitive electrotermale care încălzesc materiale conductoare electric prin injectarea de curenți inductivi în ele încălzitoare cu inducție… Din moment ce e. etc. c. inducția are loc atunci când se modifică curenții care excită câmpul electromagnetic, atunci astfel de dispozitive pot funcționa numai pe curent alternativ.

Elementul principal al încălzitoarelor cu inducție este inductor — bobină, conținând un anumit număr de spire, care, la trecerea curentului alternativ prin el, creează câmp magnetic alternant… Aici are loc (prima) conversie a energiei electrice în energie de câmp magnetic.

Când un corp conductiv electric este introdus într-un câmp magnetic alternativ, de ex. etc. c. determină apariţia unui curent «secundar». Există o transformare inversă (a doua) a energiei câmpului magnetic în energie electrică.

În cele din urmă, curentul secundar indus în corpul încălzit, conform Legea Joule-Lenz generează căldură: energia electrică este transformată în căldură.Ca urmare a celei de-a treia conversii a energiei, se obține căldura care asigură încălzirea sau topirea materialelor în încălzitoarele cu inducție.

Circuit de încălzire prin inducție

Pentru funcționarea încălzitoarelor cu inducție contactul direct al sursei de alimentare cu obiectul încălzit nu este necesar, este necesară doar prezența unei conexiuni magnetice între obiect și inductor.

Aplicația principală și cea mai veche a încălzitoarelor cu inducție în industrie este utilizarea lor. precum cuptoarele electrice cu inducțieconcepute pentru topirea metalelor neferoase și feroase și a aliajelor acestora. Cuptoarele electrice cu inducție asigură o puritate ridicată a topiturii, deoarece nu introduc impurități în materialul topit.

În plus, cuptoarele electrice cu inducție creează o încălzire uniformă a întregii mase de material topit fără supraîncălzire locală semnificativă. Această din urmă împrejurare este foarte importantă la topirea aliajelor multicomponente, ale căror componente au puncte de topire diferite. În prezența supraîncălzirii locale (cum ar fi în cuptoarele cu arc) în astfel de aliaje, componentele cu topire inferioară sunt consumate intens și compoziția inițială a încărcăturii este perturbată.

Domeniul de aplicare al încălzitoarelor cu inducție nu se limitează la instalațiile de topire a metalelor. De multe ori în producția modernă încălzire prin inducție folosit de pentru întărirea suprafeței pieselor, în operațiunile de îndoire a țevilor și a produselor laminate profilate din produse bimetalice, pentru sudarea produselor cu configurație complexă etc.

La încălzirea materialelor conductoare electric într-un câmp electromagnetic de înaltă frecvență, acesta joacă un rol important efect de suprafață... Efectul de suprafață devine din ce în ce mai evident pe măsură ce crește frecvența curentului de alimentare.

Capacitatea de a încălzi rapid numai straturile superioare ale materialului, care este necesară în întărirea suprafeței, se bazează în întregime pe utilizarea acestui efect.

Grosimea stratului, numită „adâncimea de penetrare a curentului”, depinde de rezistența materialului, frecvența curentului și permeabilitate magnetică absolută.

În plus, prin alegerea unui astfel de mod de funcționare a încălzitorului cu inducție, astfel încât să se asigure o concentrație mare de curenți inductivi în straturile de suprafață, se poate obține o creștere semnificativă a eficienței încălzitorului.

Principalul avantaj al metodei de întărire a suprafeței prin inducție este posibilitatea unei eliberări concentrate de energie termică în straturile superficiale ale produselor de formă arbitrară și posibilitatea transferului de energie fără contact direct între încălzitor și piesa de prelucrat.Uniformitatea încălzirii pieselor cu configurație complexă este asigurată de inductori de o formă specială. În general forma inductorului urmează conturul piesei.

Utilizarea încălzitoarelor cu inducție, de regulă, îmbunătățește indicatorii de calitate ai operațiunilor tehnologice, crește productivitatea muncii și creează condiții pentru mutarea producției la un nivel superior cu mecanizare extinsă și automatizare a proceselor.

Încălzirea prin inducție este, de asemenea, utilizată pentru o astfel de funcționare generală, cum ar fi suprafata… Laminarea este lipirea permanentă a stratului de metal sudat de metalul de bază.

Utilizată în mod obișnuit este acoperirea metalelor și aliajelor neferoase pe oțel și fontă.Pentru aplicarea la suprafață, este necesar și suficient să se topească metalul de adaos și să se aducă metalul de bază la o temperatură apropiată de punctul de topire al materialului de adaos. Materialul de umplutură utilizat pentru stratificare poate fi sub orice formă - sub formă de tije, benzi, așchii etc.

Utilizarea dispozitivelor de încălzire prin inducție în industrie nu se limitează la exemplele luate în considerare, domeniul de aplicare a acestora este extrem de larg și crește în fiecare an.

Avantaje semnificative în utilizarea metodelor de încălzire prin inducție — eficiență, flexibilitate în aplicare, calitate înaltă a produselor, creșterea productivității muncii etc.