Funktionsprincip och användningsområden för induktionsvärme

Elektrotermiska anordningar som värmer elektriskt ledande material genom att injicera induktiva strömmar i dem kallas induktionsvärmare… Sedan e. etc. c. induktion uppstår när strömmarna som exciterar det elektromagnetiska fältet ändras, då kan sådana enheter bara fungera på växelström.

Huvudelementet i induktionsvärmare är induktor — spole, innehållande ett visst antal varv, som, när växelström passerar genom den, skapar växlande magnetfält… Det är här den (första) omvandlingen av elektrisk energi till magnetfältsenergi äger rum.

När en elektriskt ledande kropp införs i ett alternerande magnetfält, t.ex. etc. c. orsakar uppkomsten av en «sekundär» ström. Det sker en omvänd transformation (andra) av magnetfältsenergin till elektrisk energi.

Slutligen, den sekundära ström som induceras i den uppvärmda kroppen, enligt Joule-Lenz lagen genererar värme: elektrisk energi omvandlas till värme.Som ett resultat av den tredje omvandlingen av energi erhålls värmen som ger uppvärmning eller smältning av material i induktionsvärmare.

Induktionsvärmekrets

För drift av induktionsvärmare direktkontakt av strömkällan med det uppvärmda föremålet krävs inte, endast närvaron av en magnetisk anslutning mellan föremålet och induktorn krävs.

Den huvudsakliga och äldsta tillämpningen av induktionsvärmare inom industrin är deras användning. såsom induktionselektriska ugnardesignad för smältning av icke-järn och järnmetaller och deras legeringar. Elektriska induktionsugnar säkerställer hög renhet av smältan, eftersom de inte inför några föroreningar i det smälta materialet.

Dessutom skapar elektriska induktionsugnar enhetlig uppvärmning av hela massan av smält material utan betydande lokal överhettning. Den senare omständigheten är mycket viktig vid smältning av flerkomponentlegeringar, vars komponenter har olika smältpunkter. I närvaro av lokal överhettning (t.ex i ljusbågsugnar) i sådana legeringar förbrukas lågsmältande komponenter intensivt och den initiala sammansättningen av laddningen störs.

Användningsområdet för induktionsvärmare är inte begränsat till metallsmältningsanläggningar. Ofta i modern produktion induktionsvärme Använd av för ythärdning av delar, vid bockning av rör och profilerade valsade produkter från bimetallprodukter, för svetsprodukter med en komplex konfiguration, etc.

Vid uppvärmning av elektriskt ledande material i ett högfrekvent elektromagnetiskt fält spelar det en viktig roll yteffekt... Yteffekten blir mer och mer påtaglig i takt med att matningsströmmens frekvens ökar.

Förmågan att snabbt värma endast de övre lagren av materialet, vilket är nödvändigt för ythärdning, är helt baserad på användningen av denna effekt.

Tjockleken på skiktet, som kallas «strömpenetrationsdjup», beror på materialets resistans, strömmens frekvens och absolut magnetisk permeabilitet.

Dessutom, genom att välja ett sådant driftsätt för induktionsvärmaren, för att säkerställa en hög koncentration av induktiva strömmar i ytskikten, kan en signifikant ökning av värmarens effektivitet uppnås.

Den största fördelen med induktionsythärdningsmetoden är möjligheten till en koncentrerad frisättning av termisk energi i ytskikten av produkter av godtycklig form och möjligheten till energiöverföring utan direkt kontakt mellan värmaren och arbetsstycket. Likformigheten i uppvärmningen av delar med en komplex konfiguration säkerställs av induktorer av en speciell form. Allmänt formen på induktorn följer delens kontur.

Användningen av induktionsvärmare förbättrar som regel kvalitetsindikatorerna för tekniska operationer, ökar arbetsproduktiviteten och skapar förutsättningar för att flytta produktionen till en högre nivå med omfattande mekanisering och processautomatisering.

Induktionsvärme används även för sådan allmän drift som ytbeläggning… Laminering är den permanenta bindningen av svetsmetallskiktet till basmetallen.

Vanligtvis används beläggning av icke-järnmetaller och legeringar på stål och gjutjärn.För ytapplicering är det nödvändigt och tillräckligt att smälta tillsatsmetallen och bringa basmetallen till en temperatur nära fyllnadsmaterialets smältpunkt. Fyllmaterialet som används för skiktning kan vara i vilken form som helst - i form av stavar, remsor, spån, etc.

Användningen av induktionsvärmeanordningar inom industrin är inte begränsad till de övervägda exemplen, omfattningen av deras tillämpning är extremt bred och ökar varje år.

Betydande fördelar med att använda induktionsuppvärmningsmetoder — Effektivitet, flexibilitet i tillämpningen, hög kvalitet på produkter, ökad arbetsproduktivitet, etc.