I induktionsovne og enheder frigives varme i et elektrisk ledende opvarmet legeme af strømme induceret i det af et vekslende elektromagnetisk felt. Der sker således direkte opvarmning her.
Induktionsopvarmning af metaller er baseret på to fysiske love: og Joule-Lenz-loven. Metallegemer (emner, dele osv.) er placeret i, hvilket exciterer en hvirvel i dem. Den inducerede emk bestemmes af ændringshastigheden af den magnetiske flux. Under påvirkning af induceret emk strømmer hvirvelstrømme (lukket inde i kroppene) i kroppe og frigiver varme. Denne EMF skaber i metallet, den termiske energi frigivet af disse strømme får metallet til at varme op. Induktionsopvarmning er direkte og berøringsfri. Det giver dig mulighed for at nå temperaturer, der er tilstrækkelige til at smelte de mest ildfaste metaller og legeringer.
Intens induktionsopvarmning er kun mulig i elektromagnetiske felter med høj intensitet og frekvens, som skaber specielle enheder- induktorer. Induktorerne får strøm fra et 50 Hz netværk (industrielle frekvensindstillinger) eller fra individuelle strømkilder - generatorer og omformere af mellem- og højfrekvenser.
Den enkleste induktor af lavfrekvente indirekte er en isoleret leder (lang eller spiral) placeret indeni metalrør eller påført dens overflade. Når strøm løber gennem induktorlederen, induceres varmelegemer i røret. Varme fra røret (det kan også være en digel, beholder) overføres til det opvarmede medium (vand, der strømmer gennem røret, luft osv.).
Den mest anvendte er direkte induktionsopvarmning af metaller ved mellem- og højfrekvenser. Til dette formål anvendes specialdesignede induktorer. Induktoren udsender , som falder på den opvarmede krop og dæmpes i den. Energien fra den absorberede bølge omdannes til varme i kroppen. Jo tættere typen af udsendt elektromagnetisk bølge (flad, cylindrisk osv.) er på kroppens form, jo højere er opvarmningseffektiviteten. Derfor bruges flade induktorer til at opvarme flade legemer, og cylindriske (solenoide) induktorer bruges til at opvarme cylindriske emner. I almindelig sag de kan have en kompleks form på grund af behovet for at koncentrere elektromagnetisk energi i den ønskede retning.
Et træk ved induktiv energiinput er evnen til at regulere den rumlige placering af hvirvelstrømsflowzonen. For det første flyder hvirvelstrømme inden for det område, der er dækket af induktoren. Kun den del af kroppen, der er i magnetisk forbindelse med induktoren, opvarmes, uanset kroppens overordnede dimensioner. For det andet afhænger dybden af hvirvelstrømscirkulationszonen og dermed energifrigivelseszonen blandt andre faktorer af frekvensen af induktorstrømmen (stiger med lave frekvenser og falder med stigende frekvens). Effektiviteten af energioverførsel fra induktoren til den opvarmede strøm afhænger af størrelsen af afstanden mellem dem og stiger, når den falder.
Induktionsopvarmning bruges til overfladehærdning af stålprodukter, gennem opvarmning til plastisk deformation (smedning, stempling, presning osv.), smeltning af metaller, varmebehandling (udglødning, anløbning, normalisering, hærdning), svejsning, overfladebehandling og lodning af metaller.
Indirekte induktionsvarme bruges til opvarmning teknologisk udstyr(rørledninger, beholdere osv.), opvarmning af flydende medier, tørre belægninger, materialer (f.eks. træ). Den vigtigste parameter induktionsvarmeinstallationer - frekvens. For hver proces (overfladehærdning, gennem opvarmning) er der et optimalt frekvensområde, der giver det bedste teknologiske og økonomiske indikatorer. Til induktionsopvarmning anvendes frekvenser fra 50Hz til 5MHz.
Fordele ved induktionsvarme
1) Overførslen af elektrisk energi direkte til det opvarmede legeme tillader direkte opvarmning af ledermaterialer. Samtidig stiger opvarmningshastigheden sammenlignet med indirekte installationer, hvor produktet kun opvarmes fra overfladen.
2) Overførsel af elektrisk energi direkte til det opvarmede legeme kræver ikke kontaktanordninger. Dette er praktisk under betingelser med automatiseret produktionslinjeproduktion, når du bruger vakuum og beskyttelsesudstyr.
3) På grund af fænomenet overfladeeffekt maksimal effekt, frigives i overfladelaget af det opvarmede produkt. Derfor giver induktionsopvarmning under hærdning hurtig opvarmning af produktets overfladelag. Dette gør det muligt at opnå en høj hårdhed af overfladen af delen med en relativt viskøs kerne. Processen med overfladeinduktionshærdning er hurtigere og mere økonomisk end andre metoder til overfladehærdning af et produkt.
4) Induktionsopvarmning giver i de fleste tilfælde mulighed for at øge produktiviteten og forbedre arbejdsforholdene.
Induktionssmelteovne
En induktionsovn eller enhed kan betragtes som en slags transformer, hvor den primære vikling (induktor) er forbundet med en kilde AC, og selve det opvarmede legeme tjener som den sekundære vikling.
Arbejdsprocessen for induktionssmelteovne er kendetegnet ved elektrodynamisk og termisk bevægelse af flydende metal i et bad eller digel, hvilket bidrager til at opnå et metal med homogen sammensætning og dets ensartede temperatur gennem hele volumen, samt lavt metalspild (flere gange mindre end i lysbueovne).
Induktionssmelteovne bruges til fremstilling af støbegods, herunder formede, af stål, støbejern, ikke-jernholdige metaller og legeringer.
Induktionssmelteovne kan opdeles i industrielle frekvenskanalovne og industrielle, mellem- og højfrekvente digelovne.
En kanalinduktionsovn er en transformer, normalt af industriel frekvens (50 Hz). Den sekundære vikling af transformeren er en spole af smeltet metal. Metallet er indesluttet i en ildfast ringformet kanal. Den vigtigste magnetiske flux inducerer en EMF i kanalmetallet, EMF skaber en strøm, strømmen opvarmer metallet, derfor ligner en induktionskanalovn en transformer, der arbejder i kortslutningstilstand. Induktorerne i kanalovne er lavet af et langsgående kobberrør, det har vandkøling, kanaldelen af herdestenen afkøles af en ventilator eller fra et centraliseret luftsystem.
Kanalinduktionsovne er designet til kontinuerlig drift med sjældne overgange fra en metalkvalitet til en anden. Kanalinduktionsovne bruges hovedsageligt til smeltning af aluminium og dets legeringer samt kobber og nogle af dets legeringer. Andre serier af ovne er specialiserede som blandere til at holde og overophede flydende støbejern, ikke-jernholdige metaller og legeringer, før de hældes i forme.
Driften af en induktionsdigelovn er baseret på absorptionen af elektromagnetisk energi fra en ledende ladning. Buret er placeret inde i en cylindrisk spole - en induktor. Fra et elektrisk synspunkt er en induktionsdigelovn en kortsluttet lufttransformator, hvis sekundære vikling er en ledende ladning.
Induktionsdigelovne bruges primært til smeltning af metaller til formede støbegods. periodisk tilstand drift, og også uanset driftstilstanden - til smeltning af nogle legeringer, såsom bronze, som har en skadelig effekt på foringen af kanalovne.
Induktionsopvarmning er en metode til berøringsfri opvarmning med højfrekvente strømme (RFH - radiofrekvent opvarmning, opvarmning med radiofrekvensbølger) af elektrisk ledende materialer.
Beskrivelse af metoden.
Induktionsopvarmning er opvarmning af materialer med elektriske strømme, der induceres af et vekslende magnetfelt. Følgelig er dette opvarmning af produkter fremstillet af ledende materialer (ledere) af magnetfeltet fra induktorer (AC-kilder) magnetisk felt). Induktionsopvarmning udføres som følger. Et elektrisk ledende (metal, grafit) emne placeres i en såkaldt induktor, som er en eller flere vindinger af tråd (oftest kobber). Kraftige strømme af forskellige frekvenser (fra titusinder af Hz til flere MHz) induceres i induktoren ved hjælp af en speciel generator, som et resultat af hvilket et elektromagnetisk felt vises omkring induktoren. Det elektromagnetiske felt inducerer hvirvelstrømme i emnet. Hvirvelstrømme opvarmer emnet under påvirkning af Joule-varme (se Joule-Lenz-loven).
Induktor-blank-systemet er en kerneløs transformer, hvor induktoren er den primære vikling. Arbejdsemnet er den sekundære vikling, kortsluttet. Den magnetiske flux mellem viklingerne lukkes gennem luften.
Ved høje frekvenser forskydes hvirvelstrømme af det magnetiske felt, de selv genererer, til tynde overfladelag af emnet Δ (Overfladeeffekt), som et resultat af hvilket deres tæthed øges kraftigt, og emnet opvarmes. De underliggende lag af metal opvarmes på grund af termisk ledningsevne. Det er ikke strømmen, der er vigtig, men den høje strømtæthed. I hudlaget Δ falder strømtætheden e gange i forhold til strømtætheden på overfladen af emnet, mens 86,4 % af varmen frigives i hudlaget (af den samlede varmeafgivelse. Dybden af hudlaget afhænger af strålingsfrekvensen: jo højere frekvens, jo tyndere hudlag Det afhænger også af den relative magnetiske permeabilitet μ af emnematerialet.
For jern, kobolt, nikkel og magnetiske legeringer ved temperaturer under Curie-punktet har μ en værdi fra flere hundrede til titusinder. For andre materialer (smelter, ikke-jernholdige metaller, flydende lavtsmeltende eutektika, grafit, elektrolytter, elektrisk ledende keramik osv.) er μ omtrent lig med enhed.
For eksempel ved en frekvens på 2 MHz er huddybden for kobber omkring 0,25 mm, for jern ≈ 0,001 mm.
Induktoren bliver meget varm under drift, da den absorberer sin egen stråling. Derudover absorberer den termisk stråling fra det varme emne. Induktorer er lavet af kobberrør afkølet med vand. Vand tilføres ved sugning - dette sikrer sikkerhed i tilfælde af udbrænding eller anden trykaflastning af induktoren.
Anvendelse:
Ultra-ren berøringsfri smeltning, lodning og svejsning af metal.
Fremskaffelse af prototyper af legeringer.
Bukning og varmebehandling af maskindele.
Fremstilling af smykker.
Bearbejdning af små dele, der kan blive beskadiget af gasflamme eller lysbueopvarmning.
Overfladehærdning.
Hærdning og varmebehandling af dele kompleks form.
Desinfektion af medicinske instrumenter.
Fordele.
Højhastighedsopvarmning eller smeltning af ethvert elektrisk ledende materiale.
Opvarmning er mulig i en beskyttende gasatmosfære, i et oxiderende (eller reducerende) miljø, i en ikke-ledende væske eller i et vakuum.
Opvarmning gennem væggene i et beskyttende kammer lavet af glas, cement, plastik, træ - disse materialer absorberer elektromagnetisk stråling meget svagt og forbliver kolde under driften af installationen. Kun elektrisk ledende materiale opvarmes - metal (inklusive smeltet), kulstof, ledende keramik, elektrolytter, flydende metaller osv.
På grund af de MHD-kræfter, der opstår, sker der en intensiv blanding af det flydende metal, indtil det holdes suspenderet i luft eller en beskyttende gas - sådan opnås ultrarene legeringer i små mængder (levitationssmeltning, smeltning i en elektromagnetisk digel) .
Da opvarmningen udføres ved hjælp af elektromagnetisk stråling, er der ingen forurening af emnet med brænderforbrændingsprodukter i tilfælde af gasflammeopvarmning eller med elektrodematerialet i tilfælde af lysbueopvarmning. Anbringelse af prøver i en inert gasatmosfære og høje opvarmningshastigheder vil eliminere belægningsdannelse.
Brugervenlighed på grund af induktorens lille størrelse.
Induktoren kan være lavet af en speciel form - dette vil gøre det muligt at opvarme den jævnt over hele overfladen af dele af en kompleks konfiguration uden at føre til deres vridning eller lokal ikke-opvarmning.
Det er nemt at udføre lokal og selektiv opvarmning.
Da den mest intense opvarmning sker i tynde øverste lag arbejdsemner, og de underliggende lag opvarmes mere skånsomt på grund af termisk ledningsevne, er metoden ideel til overfladehærdning af dele (kernen forbliver tyktflydende).
Nem automatisering af udstyr - opvarmnings- og afkølingscyklusser, temperaturjustering og vedligeholdelse, fremføring og fjernelse af emner.
Induktionsvarmeanlæg:
Til installationer med driftsfrekvenser op til 300 kHz anvendes invertere baseret på IGBT-samlinger eller MOSFET-transistorer. Sådanne installationer er designet til opvarmning af store dele. Til opvarmning af små dele bruges høje frekvenser (op til 5 MHz, mellem- og kortbølgeområde), højfrekvente installationer er bygget på vakuumrør.
For at opvarme små dele bygges højfrekvente installationer ved hjælp af MOSFET-transistorer til driftsfrekvenser op til 1,7 MHz. At styre transistorer og beskytte dem ved højere frekvenser giver visse vanskeligheder, så højere frekvensindstillinger er stadig ret dyre.
Induktoren til opvarmning af små dele er lille i størrelse og har lav induktans, hvilket fører til et fald i kvalitetsfaktoren for det arbejdende oscillatoriske kredsløb ved lave frekvenser og et fald i effektiviteten og udgør også en fare for masteroscillatoren (kvaliteten faktor for oscillatorkredsløbet er proportional med L/C, et oscillerende kredsløb med lav kvalitetsfaktor er for godt "pumpet" med energi, danner en kortslutning i induktoren og deaktiverer masteroscillatoren). For at øge kvalitetsfaktoren af det oscillerende kredsløb bruges to måder:
- at øge driftsfrekvensen, hvilket fører til mere komplekse og dyre installationer;
- brug af ferromagnetiske indsatser i induktoren; at indsætte induktoren med paneler lavet af ferromagnetisk materiale.
Da induktoren fungerer mest effektivt ved høje frekvenser, modtog induktionsopvarmning industriel anvendelse efter udvikling og start af produktion af højeffekts generatorlamper. Før 1. verdenskrig havde induktionsopvarmning begrænset anvendelse. Højfrekvente maskingeneratorer (værker af V.P. Vologdin) eller gnistudladningsinstallationer blev derefter brugt som generatorer.
Generatorkredsløbet kan i princippet være hvad som helst (multivibrator, RC-generator, generator med uafhængig excitation, forskellige afslapningsgeneratorer), der arbejder på en belastning i form af en induktorspole og har tilstrækkelig effekt. Det er også nødvendigt, at oscillationsfrekvensen er høj nok.
For eksempel at "klippe" på få sekunder ståltråd med en diameter på 4 mm kræves en svingningseffekt på mindst 2 kW ved en frekvens på mindst 300 kHz.
Vælg en ordning iflg følgende kriterier: pålidelighed; vibrationsstabilitet; stabiliteten af den frigivne kraft i arbejdsemnet; let fremstilling; nem opsætning; minimum antal dele for at reducere omkostningerne; brug af dele, der tilsammen medfører reduktion af vægt og dimensioner mv.
I mange årtier blev en induktiv trepunktsgenerator (Hartley-generator, autotransformer-generator) brugt som en generator af højfrekvente svingninger. feedback kredsløb baseret på en induktiv sløjfespændingsdeler). Dette er et selvspændende parallelt strømforsyningskredsløb til anoden og et frekvensselektivt kredsløb lavet på et oscillerende kredsløb. Det er blevet brugt med succes og bliver fortsat brugt i laboratorier, smykkeværksteder, industrielle virksomheder såvel som i amatørpraksis. For eksempel blev der under Anden Verdenskrig udført overfladehærdning af T-34-tankrullerne på sådanne installationer.
Ulemper ved tre punkter:
Lav effektivitet (mindre end 40 % ved brug af en lampe).
En stærk frekvensafvigelse på tidspunktet for opvarmning af emner lavet af magnetiske materialer over Curie-punktet (≈700C) (μ ændringer), som ændrer dybden af hudlaget og uforudsigeligt ændrer varmebehandlingstilstanden. Ved varmebehandling af kritiske dele kan dette være uacceptabelt. Kraftige HDTV-installationer skal også fungere i et snævert frekvensområde, der er tilladt af Rossvyazohrankultura, da de med dårlig afskærmning faktisk er radiosendere og kan forstyrre tv- og radioudsendelser, kyst- og redningstjenester.
Ved skift af emner (for eksempel fra et mindre til et større), ændres induktansen af induktor-emne-systemet, hvilket også fører til en ændring i frekvensen og dybden af hudlaget.
Når man skifter enkelt-drejningsspoler til multi-turn, til større eller mindre, ændres frekvensen også.
Under ledelse af Babat, Lozinsky og andre videnskabsmænd blev to- og tre-kredsløbsgeneratorkredsløb udviklet, der har en højere effektivitet (op til 70%) og også bedre opretholder driftsfrekvensen. Princippet for deres drift er som følger. På grund af brugen af koblede kredsløb og svækkelse af forbindelsen mellem dem, medfører en ændring i induktansen af driftskredsløbet ikke en kraftig ændring i frekvensen af frekvensindstillingskredsløbet. Radiosendere er designet efter samme princip.
Moderne HDTV-generatorer er invertere baseret på IGBT-samlinger eller kraftige MOSFET-transistorer, normalt lavet i henhold til et bro- eller halvbro-kredsløb. Fungerer ved frekvenser op til 500 kHz. Transistorportene åbnes ved hjælp af et mikrocontroller-kontrolsystem. Kontrolsystemet, afhængigt af opgaven, giver dig mulighed for automatisk at holde
A) konstant frekvens
b) konstant frigivet kraft i emnet
c) maksimum høj effektivitet.
For eksempel, når et magnetisk materiale opvarmes over Curie-punktet, øges tykkelsen af hudlaget kraftigt, strømtætheden falder, og emnet begynder at opvarme værre. Materialets magnetiske egenskaber forsvinder også, og magnetiseringsprocessen stopper - emnet begynder at opvarme værre, belastningsmodstanden falder brat - dette kan føre til "spredning" af generatoren og dens svigt. Styresystemet overvåger overgangen gennem Curie-punktet og øger automatisk frekvensen, når belastningen brat aftager (eller reducerer effekten).
Noter.
Hvis det er muligt, skal induktoren placeres så tæt på emnet som muligt. Dette øger ikke kun den elektromagnetiske felttæthed nær emnet (proportionalt med kvadratet af afstanden), men øger også effektfaktoren Cos(φ).
Ved at øge frekvensen reduceres effektfaktoren kraftigt (proportionalt med frekvensens terning).
Ved opvarmning af magnetiske materialer frigives der også ekstra varme på grund af magnetiseringsvending, er det meget mere effektivt at opvarme dem til Curie-punktet.
Ved beregning af en induktor er det nødvendigt at tage højde for induktansen af samleskinnerne, der fører til induktoren, som kan være meget større end induktansen af selve induktoren (hvis induktoren er lavet i form af en omgang med lille diameter eller selv en del af et sving - en bue).
Der er to tilfælde af resonans i oscillerende kredsløb: spændingsresonans og strømresonans.
Parallelt oscillerende kredsløb – strømresonans.
I dette tilfælde er spændingen på spolen og på kondensatoren den samme som generatorens. Ved resonans bliver kredsløbsmodstanden mellem forgreningspunkterne maksimal, og strømmen (I total) gennem belastningsmodstanden Rн vil være minimal (strømmen inde i kredsløbet I-1l og I-2s er større end generatorstrømmen).
Ideelt set impedans kredsløb er lig med uendelig - kredsløbet forbruger ikke strøm fra kilden. Når generatorens frekvens ændres i en hvilken som helst retning fra resonansfrekvensen, falder kredsløbsimpedansen, og linjestrømmen (i alt) stiger.
Serieoscillerende kredsløb – spændingsresonans.
Hovedtrækket af et serieresonanskredsløb er, at dets impedans er minimal ved resonans. (ZL + ZC – minimum). Når du indstiller frekvensen over eller under resonansfrekvensen, øges impedansen.
Konklusion:
I et parallelkredsløb ved resonans er strømmen gennem kredsløbsklemmerne 0, og spændingen er maksimal.
I et seriekredsløb har spændingen derimod en tendens til nul, og strømmen er maksimal.
Artiklen blev taget fra hjemmesiden http://dic.academic.ru/ og revideret til en tekst, der er mere forståelig for læseren af Prominductor LLC.
Induktionsopvarmning er en metode til berøringsfri varmebehandling af metaller, der er i stand til at lede elektrisk energi, under påvirkning af højfrekvente strømme. begyndte i stigende grad at blive brugt i virksomheder til højtemperaturbearbejdning af metaller. I dag har induktionsudstyr været i stand til at indtage en førende position og fortrænge alternative metoder opvarmning
Hvordan virker induktionsopvarmning?
Driftsprincippet for induktionsopvarmning er ekstremt enkelt. Opvarmning produceres ved at omdanne elektrisk energi til et elektromagnetisk felt med høj effekt. Produktet opvarmes, når induktorernes magnetfelt trænger ind i produktet, der er i stand til at lede elektrisk energi.
Arbejdsemnet (nødvendigvis lavet af et materiale, der leder elektrisk energi) placeres i induktoren eller i umiddelbar nærhed af den. Induktoren er normalt lavet i form af en eller flere vindinger af tråd. Oftest bruges tykke kobberrør (tråde) til at lave en induktor. En speciel generator af elektrisk energi forsyner den til induktoren og inducerer højfrekvente strømme, der kan variere fra 10 Hz til flere MHz. Som et resultat af at inducere højfrekvente strømme ind i induktoren, dannes et kraftigt elektromagnetisk felt omkring den. Hvirvelstrømmene af det resulterende elektromagnetiske felt trænger ind i produktet og omdannes inde i det til termisk energi under opvarmning.
Under drift opvarmes induktoren ret kraftigt på grund af absorptionen af sin egen stråling, så den skal bestemt afkøles under arbejdsprocessen på grund af flow procesvand. Vand til køling tilføres installationen ved hjælp af sugning.
Induktionsopvarmning i produktionen
Som det allerede kan forstås af det, der er beskrevet ovenfor, bruges induktionsopvarmning ret aktivt i produktionen. I dag har induktionsudstyr formået at tage en førende position og fortrænge konkurrerende metoder til metalbearbejdning i baggrunden.
Induktionssmeltning af metaller
Induktionsopvarmning bruges til at udføre smelteoperationer. Aktiv brug induktionsovne begyndte på grund af det faktum, at HDTV-opvarmning er i stand til unikt at behandle alle typer metaller, der findes i dag.
En induktionssmelteovn smelter hurtigt metal. Installationens opvarmningstemperatur er tilstrækkelig selv til at smelte de mest krævende metaller. Den største fordel ved induktionssmelteovne er, at de er i stand til at producere ren metalsmeltning med minimal slaggedannelse. Arbejdet afsluttes på kort tid. Som regel er tiden for smeltning af 100 kg metal 45 minutter.
Hærdning med højfrekvente strømme (højfrekvente strømme)
Hærdning udføres oftest på stålprodukter, men kan også anvendes på kobber og andre metalprodukter. Det er sædvanligt at skelne mellem to typer højfrekvent hærdning: overfladehærdning og dybdehærdning.
Den største fordel som induktionsopvarmning har i forhold til hærdningsarbejde er muligheden for varmegennemtrængning til dybden (dybdehærdning). I dag er højfrekvent hærdning blevet ret ofte udført i induktionsudstyr.
Induktionsopvarmning tillader ikke kun hærdning af højfrekvente materialer, men giver også det endelige resultat et produkt, der vil være af fremragende kvalitet. Ved brug af induktionsvarme til at udføre hærdningsarbejde reduceres antallet af produktionsfejl væsentligt.
HDTV lodning
Induktionsopvarmning er nyttig ikke kun til metalforarbejdning, men også til at forbinde en del af et produkt til en anden. I dag er højfrekvenslodning blevet ret populær og har kunnet skubbe svejsning i baggrunden. Hvor det bliver muligt at erstatte svejsning med lodning, gør producenterne det. Hvad var årsagen til dette ønske? Alt er ekstremt enkelt. Højfrekvent lodning gør det muligt at opnå et komplet produkt, der vil have høj styrke.
Højfrekvent lodning er afsluttet på grund af den direkte (berøringsfri) indtrængning af varme i produktet. Opvarmning af metallet kræver ikke tredjeparts indgreb i dets struktur, hvilket har en positiv effekt på kvaliteten færdigt produkt og i dens levetid.
Varmebehandling svejsninger
Varmebehandling af svejsninger er en anden vigtig teknologisk proces, som kan håndteres perfekt ved induktionsvarmer. Varmebehandling udføres for at give produktet øget styrke og udjævne metalspændinger, som som regel dannes ved leddene.
Varmebehandling ved hjælp af induktionsopvarmning udføres i tre trin. Hver af dem er meget vigtig, for hvis du går glip af noget, vil kvaliteten af produktet efterfølgende blive anderledes, og dets levetid vil falde.
Induktionsopvarmning har en positiv effekt på metallet, hvilket gør det muligt at trænge jævnt ned til en given dybde og udjævne den spænding, der genereres under svejsningen.
Smedning, plastik, deformation
En smedevarmer er en af de typer installationer baseret på induktionsvarme. En smedevarmer bruges til at deformere metal såvel som til stemplingsformål mv.
Induktionsopvarmning opvarmer metallet jævnt, så det kan bøjes ind på de rigtige steder og giv produktet den ønskede form.
I dag er flere og flere virksomheder begyndt at bruge en smedevarmer til stempling og plastificering af produkter.
Induktionsopvarmning kan klare alle de nødvendige, men bruges oftest i de ovenfor beskrevne tilfælde.
Induktionsopvarmning fordele og ulemper
Hver ting har fordele og ulemper, gode og dårlige sider. Induktionsopvarmning er ikke anderledes og har både fordele og ulemper. Ulemperne ved induktionsvarme er dog så ubetydelige, at de ikke er synlige bag kulisserne. et kæmpe beløb fordele.
Da induktionsopvarmning har færre ulemper, vil vi liste dem med det samme:
- Nogle installationer er ret komplekse, og deres programmering kræver kvalificeret personale, som kan servicere installationen (reparation, rengøring, programmering).
- Hvis induktoren og emnet er dårligt afstemt, vil der kræves meget mere varmeeffekt, end hvis en lignende opgave udføres i en elektrisk installation.
Som du kan se, er der virkelig få ulemper, og de har ikke stor indflydelse på beslutningen om at bruge eller ikke bruge induktionsvarme.
Induktionsopvarmning har mange flere fordele, men vi vil kun angive de vigtigste:
- Produktets opvarmningshastighed er meget høj. Induktionsopvarmning begynder at behandle metalproduktet næsten øjeblikkeligt; ingen mellemtrin til opvarmning af udstyret kræves.
- Produktet kan opvarmes i ethvert genskabt miljø: i en beskyttende gasatmosfære, i en oxiderende, i et reducerende, i et vakuum og i en ikke-ledende væske.
- Induktionsinstallationen har relativt lille i størrelsen, hvilket gør det ret praktisk at bruge. Hvis behovet opstår, kan induktionsudstyret transporteres til arbejdsstedet.
- Metallet opvarmes gennem væggene i det beskyttende kammer, som er lavet af materialer, der er i stand til at passere hvirvelstrømme og absorbere en lille mængde. Under drift bliver induktionsudstyr ikke opvarmet, så det er anerkendt som brandsikkert.
- Da metallet opvarmes ved hjælp af elektromagnetisk stråling, er der ingen forurening af selve emnet eller den omgivende atmosfære. Induktionsopvarmning er med rette blevet anerkendt som miljøvenlig. Det forårsager absolut ingen skade for virksomhedens medarbejdere, der skal være på værkstedet, mens installationen er i drift.
- Induktoren kan laves af næsten enhver kompleks form, hvilket gør det muligt at tilpasse den til produktets dimensioner og form for at sikre bedre opvarmning.
- Induktionsopvarmning giver mulighed for simpel selektiv opvarmning. Hvis du skal opvarme et bestemt område, og ikke hele produktet, så vil det være nok kun at placere det område i induktoren.
- Kvaliteten af behandlingen ved hjælp af induktionsopvarmning er fremragende. Antallet af fejl i produktionen er væsentligt reduceret.
- Induktionsopvarmning sparer elektrisk energi og andre produktionsressourcer.
Som du kan se, har induktionsopvarmning en masse fordele. Ovenfor blev kun de vigtigste angivet, hvilket havde en alvorlig indvirkning på mange ejeres beslutning om at købe induktionsinstallationer til metalvarmebehandling.
Før du taler om driftsprincippet for induktionsopvarmning, bør du generelt finde ud af, hvad det er. er en proces med teknologisk behandling af metaller under påvirkning høje temperaturer. I produktionen anvendes induktionsopvarmning til svejsning, smeltning, højfrekvenslodning, hærdning, smedning, deformation og varmebehandling. Moderne virksomheder til metalforarbejdning bruger de induktionsopvarmning, fordi det har været i stand til at tiltrække med sine fordele,
blandt hvilke jeg gerne vil nævne høj hastighed arbejde, gode resultater, energieffektivitet af udstyr, samt automatiseret kontrol over arbejdsprocessen.
Principper for induktionsopvarmning til produktionsprocesser har været brugt siden omkring 20'erne. Under Anden Verdenskrig forsøgte videnskabsmænd at udvikle sig så hurtigt som muligt nyeste teknologier skal bruges i den nuværende situation. Det var under krigen, at der opstod et presserende behov for at opfinde en pålidelig og hurtig proces, der ville gøre det muligt at opnå mere holdbare metalprodukter.
I øjeblikket er videnskabsmænd fokuseret på at finde teknologier, der giver dem mulighed for at udføre alle de nødvendige teknologiske processer, mens de sparer naturressourcer og tid. Øget kvalitetskontrol havde naturligvis også en vigtig indflydelse på skabelsen af udstyr, der kunne producere hurtigt, økonomisk og kvalitetsarbejde. I dag bruges induktionsopvarmning aktivt af producenter i metallurgiske virksomheder.
Hvordan virker induktionsopvarmning?
Vekselstrømmen, der leveres fra den elektriske energigenerator, påvirker transformatorens primære vikling og skaber et kraftigt elektromagnetisk felt. Ved i praksis at anvende Faradays lov om virkningen på sekundærviklingen placeret inde i det resulterende magnetfelt, er det muligt at opnå elektrisk energi.
Hvis vi betragter standarddesignet af en induktionsvarmer, vil det ses, at vekselstrøm passerer gennem en induktor (som som regel er lavet i form af en kobberspole) og genererer termisk energi i et metalprodukt placeret i induktor. I i dette tilfælde induktoren er transformatorens primære vikling, og den del, der er placeret i den, er den sekundære.
Elektromagnetisk felt passerer igennem metal produkt, skaber såkaldte Foucault-strømme i den. Foucault-strømme har en retning modsat metallets elektriske modstand. Termisk energi genereres direkte i metallet uden at opnå direkte kontakt mellem metallet og induktoren. Denne effekt kaldes normalt "Joule-effekten", da den er baseret på videnskabsmandens første lov.
Induktionsopvarmning - fordele
Vi har allerede sagt ovenfor, at den store brug af induktionsopvarmning begyndte af en grund, og grunden til dette var de fordele, som induktionsudstyr har. Vi vil se nærmere på disse fordele nedenfor.
Hvilke fordele har induktionsvarmeudstyr sammenlignet med alternative måder metalforarbejdning?
- Høj ydeevne. Induktionsopvarmning giver dig mulighed for at øge anlægsproduktiviteten ved hurtigt at starte anlæg og opvarme produkter på kort tid. Opvarmning sker næsten øjeblikkeligt efter start af installationen. Der er ingen grund til at forvarme eller afkøle udstyret.
- Strukturel styrke. Termisk energi, som diskuteret ovenfor, genereres direkte i metallet, hvilket hjælper med at opretholde produktets integritet. Ved brug af en induktionsvarmer i produktionen opnås et minimum af defekter. At få maksimal effekt fra metalbearbejdning kan du placere metallet i et særligt vakuummiljø og derved beskytte det mod oxidation.
- Høj energieffektivitet. En induktionsvarmer giver dig mulighed for at spare elektrisk energi ved kun at bruge en lille mængde af den til at skabe et kraftigt elektromagnetisk felt. Alle ventetider efter start af installationen er minimeret, hvilket også sparer produktionsressourcer og giver dig mulighed for at få et produkt til en lavere pris.
- Automatiseret arbejdsgang. Tak til software installeret i en induktionsenhed kan hele arbejdsprocessen styres automatisk, hvilket gør det muligt at opnå mere præcise bearbejdningsresultater.
- Ren økologi. Induktionsopvarmning er sikker ud fra et miljømæssigt synspunkt. Under drift af induktionsenheden udsendes der ingen emissioner til luften. skadelige stoffer, og siden åben ild nej, så er der ingen røg. Induktionsvarmeren har en høj grad af brandsikkerhed.
Induktionsopvarmning er en fremragende moderne metode, der tillader høj kvalitet og hurtig forarbejdning af metal ved høje temperaturer.
Du kan stille ethvert spørgsmål vedrørende induktionsudstyr på vores forum eller ved at ringe til en af virksomhedens specialister, alle telefonnumre er angivet i afsnittet "Kontakter".
Induktion varmekedler- Det er enheder, der er kendetegnet ved meget høj effektivitet. De kan reducere energiomkostningerne betydeligt sammenlignet med traditionelle enheder udstyret med varmeelementer.
Modeller industriel produktion ikke billigt. Men enhver kan lave en induktionsvarmer med egne hænder. hjemmehåndværker, ejer et simpelt sæt værktøjer. Vi tilbyder ham hjælp detaljeret beskrivelse driftsprincippet og samlingen af en effektiv varmelegeme.
Induktionsopvarmning er umulig uden brug af tre hovedelementer:
- induktor;
- generator;
- varmeelement.
En induktor er en spole normalt lavet af kobbertråd, med dens hjælp generere et magnetisk felt. En generator bruges til at producere en højfrekvent strøm fra den almindelige 50 Hz elektriske husholdningsstrøm.
En metalgenstand, der er i stand til at absorbere termisk energi under påvirkning af et magnetfelt, bruges som varmeelement. Hvis du kombinerer disse elementer korrekt, kan du få en højtydende enhed, der er perfekt til opvarmning kølevæske Og .
Brug af en generator elektrisk strøm med de nødvendige egenskaber leveres til induktoren, dvs. på en kobberspiral. Når de passerer gennem det, danner en strøm af ladede partikler et magnetfelt.
Driftsprincippet for induktionsvarmer er baseret på forekomsten af elektriske strømme inde i ledere, der vises under påvirkning af magnetiske felter
Det særlige ved feltet er, at det har evnen til at ændre retningen af elektromagnetiske bølger ved høje frekvenser. Hvis en metalgenstand placeres i dette felt, vil den begynde at varme op uden direkte kontakt med induktoren under påvirkning af de skabte hvirvelstrømme.
Den højfrekvente elektriske strøm, der leveres fra inverteren til induktionsspolen, skaber et magnetfelt med en konstant skiftende vektor af magnetiske bølger. Metal placeret i dette felt opvarmes hurtigt
Fraværet af kontakt gør det muligt at gøre energitab under overgangen fra en type til en anden ubetydelig, hvilket forklarer den øgede effektivitet af induktionskedler.
For at opvarme vand til varmekredsen er det nok at sikre dets kontakt med metalvarmer. Ofte bruges et metalrør som et varmeelement, hvorigennem en strøm af vand blot føres. Vandet afkøler samtidig varmeren, hvilket øger levetiden markant.
Elektromagneten i en induktionsanordning opnås ved at vikle ledning omkring en ferromagnetkerne. Den resulterende induktionsspole opvarmes og overfører varme til det opvarmede legeme eller kølevæsken, der strømmer i nærheden gennem varmeveksleren
Fordele og ulemper ved enheden
Der er rigtig mange "fordele" ved en vortex induktionsvarmer. Det er nemt for selvfremstillet kredsløb, øget pålidelighed, høj effektivitet, relativt lave energiomkostninger, langsigtet drift, lav sandsynlighed for nedbrud mv.
Produktiviteten af enheden kan være betydelig enheder af denne type bruges med succes i den metallurgiske industri. Med hensyn til kølevæskens opvarmningshastighed konkurrerer enheder af denne type trygt med traditionelle. el-kedler, når vandtemperaturen i systemet hurtigt det nødvendige niveau.
Under drift af induktionskedlen vibrerer varmelegemet let. Denne vibration ryster kalk og andre aflejringer af metalrørets vægge. mulig forurening Derfor skal en sådan enhed sjældent rengøres. Sikkert, varmesystem skal beskyttes mod disse forurenende stoffer ved hjælp af et mekanisk filter.
En induktionsspole opvarmer metallet (rør eller trådstykker), der er placeret inde i det ved hjælp af højfrekvente hvirvelstrømme, ingen kontakt nødvendig
Konstant kontakt med vand minimerer sandsynligheden for, at varmelegemet brænder ud, hvilket er ganske almindeligt problem til traditionelle kedler med varmeelementer. På trods af vibrationerne kører kedlen ekstremt stille, ekstra lydisolering vil ikke være nødvendigt på installationsstedet for enheden.
Mere induktionskedler Det gode er, at de næsten aldrig lækker, hvis systemet er installeret korrekt. Dette er en meget værdifuld kvalitet for, da det eliminerer eller væsentligt reducerer sandsynligheden for, at farlige situationer opstår.
Fraværet af utætheder skyldes på en kontaktløs måde overførsel af termisk energi til varmelegemet. Ved hjælp af teknologien beskrevet ovenfor kan kølevæsken opvarmes næsten til en damptilstand.
Dette giver tilstrækkelig termisk konvektion til at fremme effektiv bevægelse af kølevæske gennem rørene. I de fleste tilfælde skal varmesystemet ikke være udstyret cirkulationspumpe, selvom det hele afhænger af funktionerne og designet af det specifikke varmesystem.
Konklusioner og nyttig video om emnet
Video #1. Oversigt over induktionsvarmeprincipper:
Video #2. Interessant mulighed Fremstilling af induktionsvarmer:
For at installere en induktionsvarmer behøver du ikke indhente tilladelse fra de regulerende myndigheder, industrielle modeller sådanne enheder er ret sikre, de er velegnede til både et privat hjem og almindelig lejlighed. Men ejere af hjemmelavede enheder bør ikke glemme sikkerhedsforanstaltninger.