Индукционни топилни машини

Въпрос: Какво е електромагнитна индукция?

Електромагнитната индукция е открита от Майкъл Фарадей през 1831 г., а Джеймс Клерк Максуел математически я описва като закона за индукцията на Фарадей. Електромагнитната индукция е ток, произведен поради производство на напрежение (електродвижеща сила) поради променящо се магнитно поле. Това или се случва, когато проводник е поставен в движещо се магнитно поле (когато се използва източник на променлив ток) или когато проводник се движи постоянно в неподвижно магнитно поле. Съгласно настройката, дадена по-долу, Майкъл Фарадей подреди проводящ проводник, прикрепен към устройство за измерване на напрежението във веригата. Когато пръчковият магнит се движи през намотката, детекторът за напрежение измерва напрежението във веригата. Чрез своя експеримент той откри, че има определени фактори, които влияят на това производство на напрежение. Те са:
Брой намотки: Индуцираното напрежение е право пропорционално на броя намотки/намотки на жицата. Колкото по-голям е броят на навивките, толкова по-голямо е напрежението

Промяна на магнитното поле: Промяната на магнитното поле влияе върху индуцираното напрежение. Това може да стане или чрез преместване на магнитното поле около проводника, или чрез преместване на проводника в магнитното поле.
Може също да искате да проверите тези концепции, свързани с индукцията:
Индукция – самоиндукция и взаимна индукция
Електромагнетизъм
Формула за магнитна индукция.

В: Какво е индукционно нагряване?

Основната индукция започва с намотка от проводящ материал (например мед). Когато токът протича през намотката, се създава магнитно поле в и около намотката. Способността на магнитното поле да върши работа зависи от конструкцията на бобината, както и от количеството ток, протичащ през бобината.
Посоката на магнитното поле зависи от посоката на протичане на тока, така че променлив ток през намотката

ще доведе до промяна на посоката на магнитно поле със същата скорост като честотата на променливия ток. 60Hz променлив ток ще накара магнитното поле да смени посоките си 60 пъти в секунда. 400kHz променлив ток ще накара магнитното поле да се превключва 400 000 пъти в секунда. Когато проводящ материал, детайл, се постави в променящо се магнитно поле (например поле, генерирано с променлив ток), напрежението ще се индуцира в детайла (закон на Фарадей). Индуцираното напрежение ще доведе до поток от електрони: ток! Токът, протичащ през обработвания детайл, ще върви в обратна посока на тока в намотката. Това означава, че можем да контролираме честотата на тока в обработвания детайл, като контролираме честотата на тока в

намотка. Тъй като токът протича през среда, ще има известно съпротивление на движението на електроните. Това съпротивление се проявява като топлина (нагревателният ефект на Джаул). Материали, които са по-устойчиви на потока от електрони, ще отделят повече топлина, докато през тях протича ток, но със сигурност е възможно да се нагряват високопроводими материали (например мед) с помощта на индуциран ток. Това явление е критично за индукционното нагряване. Какво ни е необходимо за индукционно нагряване? Всичко това ни казва, че имаме нужда от две основни неща, за да се осъществи индукционно нагряване:
Променливо магнитно поле

Електропроводим материал, поставен в магнитното поле
Как се сравнява индукционното нагряване с други методи за нагряване?
Има няколко метода за нагряване на обект без индукция. Някои от по-често срещаните индустриални практики включват газови пещи, електрически пещи и солни бани. Всички тези методи разчитат на пренос на топлина към продукта от източника на топлина (горелка, нагревателен елемент, течна сол) чрез конвекция и излъчване. След като повърхността на продукта се нагрее, топлината преминава през продукта с топлопроводимост.
Продуктите с индукционно нагряване не разчитат на конвекция и радиация за доставяне на топлина към повърхността на продукта. Вместо това, топлината се генерира в повърхността на продукта от потока на ток. След това топлината от повърхността на продукта се пренася през продукта с топлопроводимост.

Дълбочината, до която топлината се генерира директно с помощта на индуцирания ток, зависи от нещо, наречено електрическа референтна дълбочина. Електрическата еталонна дълбочина зависи до голяма степен от честотата на променливия ток, протичащ през обработвания детайл. По-високочестотният ток ще доведе до по-малка електрическа референтна дълбочина, а по-нискочестотният ток ще доведе до по-дълбока електрическа референтна дълбочина. Тази дълбочина също зависи от електрическите и магнитните свойства на детайла.
Електрическа референтна дълбочина на висока и ниска честота Компаниите от Inductotherm Group се възползват от тези физически и електрически явления, за да персонализират решения за отопление за конкретни продукти и приложения. Внимателният контрол на мощността, честотата и геометрията на намотките позволява на компаниите от Inductotherm Group да проектират оборудване с високи нива на контрол на процеса и надеждност, независимо от приложението. Индукционно топене
За много процеси топенето е първата стъпка в производството на полезен продукт; индукционното топене е бързо и ефективно. Чрез промяна на геометрията на индукционната намотка, индукционните топилни пещи могат да държат заряди, които варират по размер от обема на чаша кафе до стотици тонове разтопен метал. Освен това, чрез регулиране на честотата и мощността, компаниите от Inductotherm Group могат да обработват практически всички метали и материали, включително, но не само: желязо, стомана и сплави от неръждаема стомана, мед и сплави на медна основа, алуминий и силиций. Индукционното оборудване е специално проектирано за всяко приложение, за да се гарантира, че е възможно най-ефективно. Основно предимство, присъщо на индукционното топене, е индуктивното разбъркване. В индукционна пещ материалът от металната шихта се стопява или нагрява от ток, генериран от електромагнитно поле. Когато металът се разтопи, това поле също кара ваната да се движи. Това се нарича индуктивно разбъркване. Това постоянно движение естествено смесва ваната, създавайки по-хомогенна смес и подпомага легирането. Степента на разбъркване се определя от размера на пещта, мощността, вложена в метала, честотата на електромагнитното поле и вида

брой метал в пещта. Количеството индуктивно разбъркване във всяка дадена пещ може да се манипулира за специални приложения, ако е необходимо. Индукционно вакуумно топене Тъй като индукционното нагряване се осъществява с помощта на магнитно поле, обработваният детайл (или товар) може да бъде физически изолиран от индукционната бобина чрез огнеупор или някакъв друг непроводима среда. Магнитното поле ще премине през този материал, за да индуцира напрежение в товара, съдържащ се вътре. Това означава, че товарът или детайлът могат да се нагряват под вакуум или в внимателно контролирана атмосфера. Това позволява обработка на реактивни метали (Ti, Al), специални сплави, силиций, графит и други чувствителни проводими материали. Индукционно нагряване За разлика от някои методи на горене, индукционното нагряване може да се контролира прецизно, независимо от размера на партидата.

Промяната на тока, напрежението и честотата чрез индукционна намотка води до фино настроено инженерно нагряване, идеално за прецизни приложения като закаляване, закаляване и темпериране, отгряване и други форми на термична обработка. Високото ниво на прецизност е от съществено значение за критични приложения като автомобилостроенето, космическата промишленост, оптични влакна, свързване на боеприпаси, закаляване на тел и темпериране на пружинна тел. Индукционното нагряване е много подходящо за специални метални приложения, включващи титан, благородни метали и съвременни композити. Прецизният контрол на нагряването, наличен с индукция, е несравним. Освен това, използвайки същите основи за нагряване като приложенията за нагряване на вакуумни тигели, индукционното нагряване може да се извършва под атмосфера за непрекъснати приложения. Например ярко отгряване на тръба от неръждаема стомана.

Високочестотно индукционно заваряване
Когато индукцията се доставя с помощта на високочестотен (HF) ток, е възможно равномерно заваряване. В това приложение много плитките електрически референтни дълбочини, които могат да бъдат постигнати с HF ток. В този случай метална лента се формира непрекъснато и след това преминава през набор от прецизно проектирани ролки, чиято единствена цел е да притиснат формованите ръбове на лентата заедно и да създадат заваръчния шев. Точно преди оформената лента да достигне комплекта ролки, тя преминава през индукционна намотка. В този случай токът тече надолу по протежение на геометричния "vee", създаден от ръбовете на лентата, вместо точно около външната страна на образувания канал. Тъй като токът протича по краищата на лентата, те ще се нагреят до подходяща температура за заваряване (под температурата на топене на материала). Когато ръбовете се притиснат един към друг, всички остатъци, оксиди и други примеси се изтласкват, за да се получи заваръчен шев в твърдо състояние.

Бъдещето С идващата епоха на високотехнологични материали, алтернативни енергии и необходимостта от овластяване на развиващите се страни, уникалните възможности на индукцията предлагат на инженерите и дизайнерите на бъдещето бърз, ефективен и прецизен метод за отопление.