Inductie verwarming principe wordt sinds de jaren twintig in fabricageprocessen gebruikt. Zoals gezegd: de noodzaak is de moeder van de uitvinding, tijdens de Tweede Wereldoorlog is de noodzaak van een snel proces om de onderdelen van het metaal motor, heeft snel inductieverwarmingstechnologie ontwikkeld. Vandaag zien we de toepassing van deze technologie in onze dagelijkse behoeften. Onlangs heeft de behoefte aan verbeterde kwaliteitscontrole en veilige fabricagetechnieken deze technologie weer in de schijnwerpers gezet. Met de geavanceerde technologieën van vandaag worden nieuwe en betrouwbare methoden voor de implementatie van inductieverwarming geïntroduceerd.

Wat is inductieverwarming?

De werkend principe van het inductieverwarmingsproces is een gecombineerd recept van elektromagnetische inductie en joule-verwarming. Inductieverwarmingsproces is het contactloze proces waarbij een elektrisch geleidend metaal wordt verwarmd door wervelstromen in het metaal te genereren, met behulp van het elektromagnetische inductieprincipe. Terwijl de opgewekte wervelstroom tegen de soortelijke weerstand van het metaal in vloeit, wordt er door het principe van joule-verwarming warmte in het metaal gegenereerd.

Inductieverwarming

Hoe werkt inductieverwarming?

Het kennen van de wet van Faraday is erg nuttig om de werking van inductieverwarming te begrijpen. Volgens de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, verandert het elektrische veld in de conducteur veroorzaakt een wisselend magnetisch veld eromheen, waarvan de sterkte afhangt van de grootte van het aangelegde elektrische veld. Dit principe werkt ook omgekeerd wanneer het magnetisch veld in de geleider wordt veranderd.

Het bovenstaande principe wordt dus gebruikt bij het inductieve verwarmingsproces. Hier een vaste toestand RF-frequentie voeding wordt toegepast op een inductorspoel en het te verwarmen materiaal wordt in de spoel geplaatst. Wanneer Wisselstroom wordt door de spoel geleid, wordt er een wisselend magnetisch veld omheen opgewekt volgens de wet van Faraday. Wanneer het materiaal dat in de inductor is geplaatst binnen het bereik van dit magnetische wisselveld komt, wordt wervelstroom opgewekt in het materiaal.

“soorten pompen en hun toepassingen ppt ”

Nu wordt het principe van Joule-verwarming in acht genomen. Wanneer een stroom door een materiaal wordt geleid, wordt er dus warmte in het materiaal gegenereerd. Dus wanneer stroom wordt gegenereerd in het materiaal als gevolg van het geïnduceerde magnetische veld, produceert de stromende stroom warmte vanuit het materiaal. Dit verklaart het proces van contactloze inductieve verwarming.

Inductieve verwarming van metaal

Inductieverwarmingsschema

De opstelling die wordt gebruikt voor het inductieverwarmingsproces bestaat uit een RF-voeding om de wisselstroom aan het circuit te leveren. Een koperen spoel wordt gebruikt als inductor en er wordt stroom op toegepast. Het te verwarmen materiaal wordt in de koperen spiraal geplaatst.

“inschakelvertragingscircuit ”

Typische installatie van inductieverwarming

Door de sterkte van de toegepaste stroom te veranderen, kunnen we de verwarmingstemperatuur regelen. Omdat de in het materiaal geproduceerde wervelstroom tegengesteld stroomt aan de elektrische weerstand van het materiaal, wordt bij dit proces nauwkeurige en plaatselijke verwarming waargenomen.

Naast wervelstroom wordt er ook warmte gegenereerd door hysterese in magnetische delen. De elektrische weerstand die een magnetisch materiaal biedt tegen het veranderende magnetische veld in de inductor, veroorzaakt interne wrijving. Deze interne wrijving zorgt voor warmte.

Aangezien het inductieverwarmingsproces een contactloos verwarmingsproces is, kan het te verwarmen materiaal aanwezig zijn weg van de stroomtoevoer of ondergedompeld in een vloeistof of in een gasvormige omgeving of in een vacuüm. Dit type verwarmingsproces vereist geen verbrandingsgassen.

Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van een inductieverwarmingssysteem

Er zijn enkele factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van een inductieverwarmingssysteem voor elk type toepassing.

Normaal gesproken wordt het inductieverwarmingsproces gebruikt voor metalen en geleidende materialen. Het niet-geleidende materiaal kan direct worden verwarmd.
Bij toepassing op magnetische materialen wordt warmte gegenereerd door zowel wervelstroom als hysterese-effect van magnetische materialen.
Kleine en dunne materialen worden snel verwarmd in vergelijking met grote en dikke materialen.
Hoe hoger de frequentie van de wisselstroom, hoe lager de indringdiepte van de verwarming.
Materialen met een hogere soortelijke weerstand worden snel verwarmd.
De inductor waarin het verwarmingsmateriaal moet worden geplaatst, moet het gemakkelijk inbrengen en verwijderen van het materiaal mogelijk maken.
Bij het berekenen van de capaciteit van de stroomvoorziening moet rekening worden gehouden met de soortelijke warmte van het te verwarmen materiaal, de massa van het materiaal en de vereiste temperatuurstijging.
Bij het bepalen van het vermogen van de stroomvoorziening dient ook rekening te worden gehouden met het warmteverlies door geleiding, convectie en straling.

Inductie verwarmingsformule

De diepte die door wervelstroom in het materiaal doordringt, wordt bepaald door de frequentie van de inductieve stroom. Voor stroomvoerende lagen kan de effectieve diepte worden berekend als

“relatie tussen golflengte en frequentie van licht ”

D = 5000 √ρ / µf

Hier geeft d de diepte (cm) aan, de relatieve magnetische permeabiliteit van het materiaal wordt aangegeven door µ, ρ de soortelijke weerstand van het materiaal in ohm-cm, f geeft de wisselstroomveldfrequentie in Hz aan.

Inductie verwarmingsspiraal ontwerp

De spoel die als inductor wordt gebruikt, waarop stroom wordt toegepast, is er in verschillende vormen. De geïnduceerde stroom in het materiaal is evenredig met het aantal windingen in de spoel. Dus voor de effectiviteit en efficiëntie van de inductieverwarming is het ontwerp van de spoel belangrijk.

Gewoonlijk zijn inductiespoelen watergekoelde koperen geleiders. Er worden verschillende vormen van spoelen gebruikt, gebaseerd op onze toepassingen. De multi-turn spiraalvormige spoel wordt het meest gebruikt. Voor deze spoel wordt de breedte van het verwarmingspatroon bepaald door het aantal windingen in de spoel. Single-turn coils zijn handig voor toepassingen waar verwarming van een smalle band van het werkstuk of de punt van het materiaal vereist is.

De spiraalvormige spoel met meerdere posities wordt gebruikt voor het verwarmen van meer dan één werkstuk. Pannenkoekspiraal wordt gebruikt wanneer het nodig is om slechts één kant van het materiaal te verwarmen. De interne spoel wordt gebruikt voor het verwarmen van interne boringen.

Toepassingen van inductieve verwarming

Gerichte verwarming voor oppervlakteverwarming, smelten, solderen is mogelijk met het inductieve verwarmingsproces.
Naast metalen is verwarming van vloeistofgeleiders en gasvormige geleiders mogelijk door inductieve verwarming.
Voor het verwarmen van silicium in de halfgeleiderindustrie wordt het inductieve verwarmingsprincipe gebruikt.
Dit proces wordt gebruikt in inductieve ovens om metaal tot het smeltpunt te verhitten.
Aangezien dit een contactloos verwarmingsproces is, maken vacuümovens gebruik van dit proces voor het maken van gespecialiseerd staal en legeringen die geoxideerd zouden worden bij verhitting in aanwezigheid van zuurstof.
Inductieverwarmingsproces wordt gebruikt voor het lassen van metalen en soms kunststoffen wanneer ze zijn gedoteerd met ferromagnetisch keramiek.
Inductiekachels die in de keuken worden gebruikt, werken volgens het inductieve verwarmingsprincipe.
Voor het solderen van hardmetaal op as wordt inductieverwarmingsproces gebruikt.
Voor het verzegelen van de dop van flessen en farmaceutische producten wordt het inductieverwarmingsproces gebruikt.
Plastic injectie-modelleermachine maakt gebruik van inductieverwarming om de energie-efficiëntie voor injectie te verbeteren.

Voor maakindustrieën, inductieverwarming biedt een krachtig pakket van consistentie, snelheid en controle. Dit is een keurig, snel en niet vervuilend verwarmingsproces. Het warmteverlies dat wordt waargenomen tijdens inductieve verwarming kan worden opgelost met behulp van de wet van Lenz. Deze wet toonde een manier om productief gebruik te maken van het warmteverlies dat optreedt bij inductieve verwarming. Welke toepassing van inductieve verwarming heeft u verbaasd?