Hướng dẫn nguyên lý sưởi ấm đã được sử dụng trong các quy trình sản xuất từ những năm 1920. Như người ta đã nói - sự cần thiết là mẹ đẻ của phát minh, trong chiến tranh thế giới 2, nhu cầu về một quá trình nhanh chóng để làm cứng các bộ phận của kim loại động cơ, đã phát triển công nghệ sưởi ấm cảm ứng nhanh chóng. Ngày nay chúng ta thấy việc áp dụng công nghệ này trong các yêu cầu hàng ngày của chúng ta. Gần đây, nhu cầu cải tiến kiểm soát chất lượng và kỹ thuật sản xuất an toàn đã đưa công nghệ này trở lại ánh đèn sân khấu một lần nữa. Với các công nghệ cao cấp ngày nay, các phương pháp mới và đáng tin cậy để thực hiện sưởi ấm bằng cảm ứng đang được giới thiệu.

Sưởi ấm cảm ứng là gì?

Các nguyên tắc làm việc của quá trình gia nhiệt cảm ứng là công thức kết hợp của cảm ứng điện từ và gia nhiệt Joule. Quá trình gia nhiệt cảm ứng là quá trình đốt nóng kim loại dẫn điện không tiếp xúc bằng cách tạo ra dòng điện xoáy trong kim loại, sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi dòng điện xoáy được tạo ra chạy ngược lại với điện trở suất của kim loại, theo nguyên tắc đốt nóng Joule, nhiệt được tạo ra trong kim loại.

Nhiệt cảm ứng

Hệ thống sưởi cảm ứng hoạt động như thế nào?

Biết định luật Faraday rất hữu ích để hiểu hoạt động của hệ thống sưởi cảm ứng. Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, sự thay đổi điện trường trong nhạc trưởng tạo ra một từ trường xoay chiều xung quanh nó, cường độ của nó phụ thuộc vào độ lớn của điện trường đặt vào. Nguyên tắc này cũng hoạt động ngược lại khi từ trường thay đổi trong vật dẫn.

Vì vậy, nguyên tắc trên được sử dụng trong quá trình đốt nóng cảm ứng. Đây là một trạng thái rắn Tần số RF nguồn điện được cấp cho một cuộn dây dẫn và vật liệu cần đốt nóng được đặt bên trong cuộn dây. Khi nào Dòng điện xoay chiều được đi qua cuộn dây, một từ trường xoay chiều được tạo ra xung quanh nó theo định luật Faraday. Khi vật liệu đặt bên trong cuộn cảm nằm trong phạm vi của từ trường xoay chiều này, dòng điện xoáy được tạo ra trong vật liệu.

“Điện 3 pha so với điện một pha ”

Bây giờ người ta quan sát thấy nguyên lý của hệ thống sưởi Joule. Theo điều này khi một dòng điện chạy qua vật liệu, nhiệt được tạo ra trong vật liệu. Vì vậy, khi dòng điện được tạo ra trong vật liệu do từ trường cảm ứng, dòng điện chạy qua sẽ tạo ra nhiệt từ bên trong vật liệu. Điều này giải thích quá trình đốt nóng cảm ứng không tiếp xúc.

Làm nóng kim loại cảm ứng

Sơ đồ mạch sưởi cảm ứng

Thiết lập được sử dụng cho quá trình gia nhiệt cảm ứng bao gồm nguồn điện RF để cung cấp dòng điện xoay chiều cho mạch. Một cuộn dây đồng được sử dụng làm cuộn cảm và dòng điện được áp dụng cho nó. Vật liệu cần đốt nóng được đặt bên trong cuộn dây đồng.

“cách làm bộ sạc ắc quy ô tô ”

Thiết lập hệ thống sưởi cảm ứng điển hình

Bằng cách thay đổi cường độ của dòng điện, chúng ta có thể kiểm soát nhiệt độ sưởi. Khi dòng điện xoáy được tạo ra bên trong vật liệu chảy ngược lại với điện trở suất của vật liệu, quá trình này quan sát thấy quá trình gia nhiệt chính xác và cục bộ.

Bên cạnh dòng điện xoáy, nhiệt cũng được tạo ra do hiện tượng trễ trong các bộ phận từ tính. Điện trở của vật liệu từ tính, đối với từ trường thay đổi trong cuộn cảm, gây ra ma sát bên trong. Nội ma sát này tạo ra nhiệt.

Vì quá trình gia nhiệt cảm ứng là một quá trình gia nhiệt không tiếp xúc, vật liệu được làm nóng có thể ở xa nguồn điện hoặc ngập trong chất lỏng hoặc trong bất kỳ môi trường khí nào hoặc trong chân không. Loại quy trình gia nhiệt này không yêu cầu bất kỳ loại khí đốt nào.

“Sơ đồ mạch chuyển đổi ac sang dc không có biến áp ”

Các yếu tố cần được xem xét khi thiết kế hệ thống sưởi cảm ứng

Có một số yếu tố điều đó cần được xem xét khi thiết kế hệ thống sưởi cảm ứng cho bất kỳ loại ứng dụng nào.

Thông thường, quá trình gia nhiệt cảm ứng được sử dụng cho kim loại và vật liệu dẫn điện. Vật liệu không dẫn điện có thể được làm nóng trực tiếp.
Trong khi áp dụng trên các vật liệu từ tính, nhiệt được tạo ra bởi cả dòng điện xoáy và hiệu ứng từ trễ của vật liệu từ tính.
Vật liệu nhỏ và mỏng được làm nóng nhanh so với vật liệu lớn và dày.
Tần số cao hơn của dòng điện xoay chiều, giảm độ sâu thâm nhập của hệ thống sưởi.
Vật liệu có điện trở suất cao hơn bị nung nóng nhanh chóng.
Cuộn cảm mà vật liệu nung nóng sẽ được đặt phải cho phép dễ dàng đưa vật liệu vào và lấy ra.
Trong khi tính toán khả năng cung cấp điện, phải tính đến nhiệt dung riêng của vật liệu được đốt nóng, khối lượng của vật liệu và độ tăng nhiệt độ cần thiết.
Sự mất nhiệt do dẫn truyền, đối lưu và bức xạ cũng cần được tính đến để quyết định công suất cung cấp điện.

Công thức gia nhiệt cảm ứng

Độ sâu do dòng điện xoáy xuyên vào vật liệu được xác định bởi tần số của dòng điện cảm ứng. Đối với các lớp mang hiện tại, độ sâu hiệu dụng có thể được tính như

D = 5000 √ρ / µf

Ở đây d chỉ độ sâu (cm), độ từ thẩm tương đối của vật liệu được biểu thị bằng µ, ρ điện trở suất của vật liệu tính bằng ohm-cm, f biểu thị tần số trường xoay chiều tính bằng Hz.

Thiết kế cuộn dây sưởi cảm ứng

Cuộn dây được sử dụng như một cuộn cảm, nguồn điện được sử dụng có nhiều dạng khác nhau. Dòng điện cảm ứng trong vật liệu tỉ lệ thuận với số vòng dây trong cuộn dây. Vì vậy, đối với hiệu quả và hiệu quả của việc gia nhiệt cảm ứng, thiết kế cuộn dây là rất quan trọng.

Thông thường, cuộn dây cảm ứng là dây dẫn đồng làm mát bằng nước. Có các hình dạng khác nhau của cuộn dây được sử dụng, dựa trên các ứng dụng của chúng tôi. Loại cuộn xoắn nhiều vòng được sử dụng phổ biến nhất. Đối với cuộn dây này, chiều rộng của kiểu đốt nóng được xác định bởi số vòng trong cuộn dây. Cuộn dây một vòng rất hữu ích cho các ứng dụng cần gia nhiệt dải hẹp của phôi hoặc đầu vật liệu.

Cuộn dây xoắn nhiều vị trí được sử dụng để làm nóng nhiều phôi. Cuộn bánh kếp được sử dụng khi chỉ cần làm nóng một mặt của vật liệu. Cuộn dây bên trong được sử dụng để làm nóng các lỗ khoan bên trong.

Các ứng dụng của hệ thống sưởi cảm ứng

Có thể gia nhiệt mục tiêu để làm nóng bề mặt, nấu chảy, hàn với quá trình gia nhiệt cảm ứng.
Ngoài kim loại, có thể đốt nóng dây dẫn lỏng và dây dẫn khí bằng cách nung nóng cảm ứng.
Để đốt nóng silicon trong các ngành công nghiệp bán dẫn, người ta sử dụng nguyên tắc đốt nóng cảm ứng.
Quá trình này được sử dụng trong lò cảm ứng để nung kim loại đến điểm nóng chảy của nó.
Vì đây là một quá trình gia nhiệt không tiếp xúc, lò chân không sử dụng quá trình này để sản xuất thép và hợp kim chuyên dụng sẽ bị ôxy hóa khi nung nóng trong điều kiện có ôxy.
Quá trình gia nhiệt cảm ứng được sử dụng để hàn kim loại và đôi khi nhựa khi chúng được pha tạp chất với gốm sắt từ.
Bếp từ sử dụng trong nhà bếp hoạt động trên nguyên lý cảm ứng nhiệt.
Đối với quá trình gia nhiệt cảm ứng trục để hàn cacbua được sử dụng.
Đối với niêm phong nắp chống giả mạo trên chai và dược phẩm, quy trình gia nhiệt cảm ứng được sử dụng.
Máy ép nhựa sử dụng nhiệt cảm ứng để cải thiện hiệu quả năng lượng cho quá trình phun.

Đối với các ngành sản xuất, nhiệt cảm ứng cung cấp một gói tính nhất quán, tốc độ và kiểm soát mạnh mẽ. Đây là một quá trình gia nhiệt gọn gàng, nhanh chóng và không gây ô nhiễm. Sự mất nhiệt quan sát được trong quá trình đốt nóng cảm ứng có thể được giải quyết bằng cách sử dụng định luật Lenz. Định luật này đã chỉ ra một cách sử dụng hiệu quả sự mất nhiệt xảy ra trong quá trình đốt nóng cảm ứng. Ứng dụng nào của hệ thống sưởi cảm ứng đã làm bạn ngạc nhiên?