Driftsprincip og anvendelsesområder for induktionsvarme
Elektrotermiske enheder, der opvarmer elektrisk ledende materialer ved at indsprøjte induktive strømme i dem, kaldes induktionsvarmere… Da e. osv. c. induktion opstår, når de strømme, der exciterer det elektromagnetiske felt, ændres, så kan sådanne enheder kun arbejde på vekselstrøm.
Hovedelementet i induktionsvarmer er induktor — spole, indeholdende et vist antal omdrejninger, som, når vekselstrøm passerer gennem det, skaber vekslende magnetfelt… Det er her den (første) omdannelse af elektrisk energi til magnetisk feltenergi finder sted.
Når et elektrisk ledende legeme indføres i et vekslende magnetfelt, f.eks. etc. c. forårsager fremkomsten af en «sekundær» strøm. Der er en omvendt transformation (sekund) af magnetfeltenergien til elektrisk energi.
Endelig er den sekundære strøm induceret i det opvarmede legeme, iflg Joule-Lenz-loven genererer varme: elektrisk energi omdannes til varme.Som et resultat af den tredje energiomsætning opnås den varme, der giver opvarmning eller smeltning af materialer i induktionsvarmere.
Induktionsvarmekreds
Til drift af induktionsvarmer direkte kontakt af strømkilden med den opvarmede genstand er ikke påkrævet, kun tilstedeværelsen af en magnetisk forbindelse mellem objektet og induktoren er påkrævet.
Den vigtigste og ældste anvendelse af induktionsvarmer i industrien er deres anvendelse. såsom induktionselektriske ovnedesignet til smeltning af ikke-jernholdige og jernholdige metaller og deres legeringer. Elektriske induktionsovne sikrer høj renhed af smelten, da de ikke indfører urenheder i det smeltede materiale.
Derudover skaber induktionselektriske ovne ensartet opvarmning af hele massen af smeltet materiale uden væsentlig lokal overophedning. Sidstnævnte omstændighed er meget vigtig ved smeltning af flerkomponentlegeringer, hvis komponenter har forskellige smeltepunkter. Ved lokal overophedning (som f.eks i lysbueovne) i sådanne legeringer forbruges lavtsmeltende komponenter intensivt, og ladningens oprindelige sammensætning forstyrres.
Anvendelsesområdet for induktionsvarmer er ikke begrænset til metalsmelteanlæg. Tit i moderne produktion induktionsvarme brugt af til overfladehærdning af dele, i operationer af bøjning af rør og profilerede valsede produkter fra bimetalliske produkter, til svejsning af produkter med en kompleks konfiguration osv.
Ved opvarmning af elektrisk ledende materialer i et højfrekvent elektromagnetisk felt spiller det en vigtig rolle overfladeeffekt... Overfladeeffekten bliver mere og mere tydelig i takt med at frekvensen af forsyningsstrømmen stiger.
Evnen til hurtigt at opvarme kun de øverste lag af materialet, hvilket er nødvendigt ved overfladehærdning, er udelukkende baseret på brugen af denne effekt.
Lagets tykkelse, kaldet «strømpenetrationsdybde», afhænger af materialets modstand, frekvensen af strømmen og absolut magnetisk permeabilitet.
Ved at vælge en sådan driftsform for induktionsvarmeren, for at sikre en høj koncentration af induktive strømme i overfladelagene, kan der desuden opnås en betydelig forøgelse af varmerens effektivitet.
Den største fordel ved induktionsoverfladehærdningsmetoden er muligheden for en koncentreret frigivelse af termisk energi i overfladelagene af produkter af vilkårlig form og muligheden for energioverførsel uden direkte kontakt mellem varmeren og arbejdsemnet Ensartetheden af opvarmning af dele med en kompleks konfiguration sikres af induktorer af en speciel form. Generelt formen af induktoren følger delens omrids.
Brugen af induktionsvarmer forbedrer som regel kvalitetsindikatorerne for teknologiske operationer, øger arbejdsproduktiviteten og skaber betingelser for at flytte produktionen til et højere niveau med omfattende mekanisering og procesautomatisering.
Induktionsopvarmning bruges også til sådan generel drift som belægning… Laminering er den permanente binding af svejsemetallaget til basismetallet.
Almindelig anvendt er belægning af ikke-jernholdige metaller og legeringer på stål og støbejern.Til overfladepåføring er det nødvendigt og tilstrækkeligt at smelte fyldmetallet og bringe basismetallet til en temperatur tæt på fyldmaterialets smeltepunkt. Fyldmaterialet, der bruges til lagdeling, kan være i enhver form - i form af stænger, strimler, spåner osv.
Brugen af induktionsopvarmningsanordninger i industrien er ikke begrænset til de betragtede eksempler, omfanget af deres anvendelse er ekstremt bredt og stiger hvert år.
Væsentlige fordele ved at bruge induktionsopvarmningsmetoder — effektivitet, fleksibilitet i anvendelsen, høj kvalitet af produkter, stigning i arbejdsproduktivitet osv.