Incalzirea apei cu curenti de inalta frecventa. Încălzire prin inducție - Aplicații pentru prelucrarea metalelor

Încălzitorul cu inducție este în centrul unei noi metode de încălzire a clădirilor rezidențiale. Unitatea folosește energie electromagnetică pentru încălzire. Apa este folosită ca purtător de căldură în dispozitiv. Un cazan cu inducție poate fi achiziționat gata făcut din fabrică sau îl puteți realiza singur. Vă voi spune despre caracteristicile dispozitivului și asamblarea acestuia.

Ce este încălzirea prin inducție

Dispozitivul de inducție funcționează pe energia generată de câmpul electromagnetic. Este absorbit de agentul de căldură, apoi dându-l în spații:

  1. Un inductor creează un câmp electromagnetic într-un astfel de încălzitor de apă. Aceasta este o bobină de sârmă cilindrică cu mai multe spire.
  2. Curgând prin ea, un curent electric alternativ în jurul bobinei generează un câmp magnetic.
  3. Liniile sale sunt plasate perpendicular pe vectorul fluxului electromagnetic. Când sunt mutați, ei recreează un cerc închis.
  4. Curenții turbionari creați de curentul alternativ transformă energia electrică în căldură.

Energia termică în timpul încălzirii prin inducție este cheltuită cu moderație și la o rată scăzută de încălzire. Datorită acestui fapt, dispozitivul de inducție aduce apa pentru sistemul de încălzire la o temperatură ridicată într-o perioadă scurtă de timp.

Caracteristicile dispozitivului

Încălzirea prin inducție se realizează cu ajutorul unui transformator. Este format dintr-o pereche de înfășurări:

  • extern (primar);
  • scurtcircuitat intern (secundar).

Curenții turbionari apar în partea adâncă a transformatorului. Ele redirecționează câmpul electromagnetic emergent către circuitul secundar. El îndeplinește simultan funcția corpului și acționează ca un element de încălzire pentru apă.

Odată cu o creștere a densității fluxurilor de vortex direcționate către miez, se încălzește mai întâi singur, apoi întregul element termic.

Pentru alimentarea cu apă rece și îndepărtarea lichidului de răcire pregătit în sistem de incalzire încălzitor cu inducție echipat cu o pereche de tevi:

  1. Cel de jos este instalat la intrarea în alimentarea cu apă.
  2. Conducta de ramificație superioară - la secțiunea de alimentare a sistemului de încălzire.

Din ce elemente constă dispozitivul și cum funcționează

Încălzitorul de apă cu inducție este format din următoarele elemente structurale:

Fotografie Nodul structural

Inductor.

Este format din multe bobine de sârmă de cupru. Ele generează un câmp electromagnetic.

Un element de încălzire.

Aceasta este o țeavă realizată din garnituri de sârmă de metal sau oțel plasate în interiorul inductorului.

Generator.

Transformă electricitatea de uz casnic în curent electric de înaltă frecvență. Rolul generatorului poate fi jucat de un invertor de la aparat de sudura.

Când toate componentele dispozitivului interacționează, energia termică este generată și transferată în apă. Schema de funcționare a unității este următoarea:

  1. Generatorul produce un curent electric de înaltă frecvență. Apoi îl transmite la o bobină de inducție.
  2. Ea, după ce a perceput curentul, îl transformă într-un câmp magnetic electric.
  3. Încălzitorul, situat în interiorul bobinei, este încălzit prin acțiunea fluxurilor vortex care apar ca urmare a unei modificări a vectorului câmpului magnetic.
  4. Apa care circulă în interiorul elementului este încălzită de acesta. Apoi intră în sistemul de încălzire.

Avantajele și dezavantajele metodei de încălzire prin inducție

Încălzitoarele cu inducție sunt dotate cu astfel de avantaje:

  • nivel ridicat de eficiență;
  • nu necesită întreținere frecventă;
  • ocupă puțin spațiu liber;
  • din cauza vibrațiilor câmpului magnetic, scara nu se așează în interiorul lor;
  • dispozitivele sunt silențioase;
  • sunt în siguranță;
  • datorită etanșeității carcasei, nu există scurgeri;
  • funcționarea încălzitorului este complet automatizată;
  • unitatea este ecologică, nu emite funingine, funingine monoxid de carbon etc.

Principalul dezavantaj al dispozitivului este costul ridicat al modelelor sale din fabrică..

dar acest neajuns poate fi nivelat dacă asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Unitatea este montata din elemente usor accesibile, pretul acestora este mic.

Asamblarea unității

Un încălzitor cu inducție de casă este fabricat dintr-un invertor de sudură. În plus, veți avea nevoie de câteva materiale și unelte.

Ce materiale și instrumente vor fi necesare

Pentru a asambla singur un cazan cu inducție, aveți nevoie de:

  1. Invertor de la aparatul de sudura. Acest dispozitiv va simplifica foarte mult asamblarea încălzitorului de apă.

  1. Conductă din plastic cu pereți groși. Va juca rolul corpului unității.
  2. Sârmă din oțel inoxidabil. Va funcționa element de încălzireîntr-un câmp magnetic.
  3. Plasa metalica. Acesta va conține segmente de sârmă din oțel inoxidabil.
  4. Pompa de apa pentru circulatia fluidului.

  1. Sârmă de cupru pentru montarea inductorului.
  2. Regulator termic.
  3. Fitinguri și supape cu bilă pentru conectarea încălzitorului de apă la sistemul de încălzire.
  4. Cleste pentru lucrul cu sarma.

Etapele muncii

Când asamblați încălzitorul, urmați secvența exactă a lucrărilor:

  1. Mai întâi, fixați o plasă metalică pe o parte a țevii de plastic. Nu va permite ca segmentele de sârmă ale elementului de încălzire să cadă.
  2. La același capăt al carcasei, fixați conducta pentru conectarea la sistemul de încălzire.
  3. Folosiți clești pentru a tăia bucăți de sârmă de oțel inoxidabil. Lungimea lor ar trebui să fie de 1–5 cm. Așezați piesele bine înăuntru Cutie de plastic. Nu ar trebui să rămână spațiu liber în conductă.
  4. Închideți celălalt capăt al țevii cu o plasă metalică. Apoi instalați oa doua conductă de ramificație pentru rețeaua de încălzire în ea.

  1. Apoi, începeți să faceți o bobină de inducție. Pentru a face acest lucru, înfășurați țeava cu sârmă de cupru. Instrucțiunea avertizează că ar trebui să existe cel puțin 80-90 de spire în înfășurare.
  2. După aceea, conectați capetele înfășurării de cupru la polii invertorului mașinii de sudură. Lipiți toate punctele de conectare.

  1. Conectați încălzitorul de apă la rețeaua de încălzire.
  2. Dacă sistemul de încălzire nu a fost încă echipat cu o pompă de circulație, conectați-l.

  1. Conectați un controler termic la invertor. Va face posibilă automatizarea funcționării încălzitorului de apă.
  2. În cele din urmă, verificați performanța dispozitivului asamblat.

După pornirea invertorului, bobina inductorului recreează câmpul electromagnetic. Acesta generează fluxuri vortex. Acestea încălzesc rapid bucățile de sârmă. Ele transferă căldura apei care circulă.

Concluzie

Un încălzitor de metal cu inducție de la un invertor de sudură este un dispozitiv de încălzire eficient. În același timp, are design simplu, așa că este ușor să-l asamblați singur.

Consultați videoclipul din acest articol pentru mai multe instrucțiuni. Dacă aveți întrebări, întrebați-le în comentarii.

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Încălzirea prin inducție este o metodă de încălzire fără contact prin curenți de înaltă frecvență (ing. RFH - încălzire prin radio-frecvență, încălzire prin unde radio-frecvență) a materialelor conductoare de electricitate.

Descrierea metodei.

Încălzirea prin inducție este încălzirea materialelor prin curenți electrici care sunt induși de un câmp magnetic alternativ. Prin urmare, aceasta este încălzirea produselor din materiale conductoare (conductoare) de către câmpul magnetic al inductorilor (surse ale unui câmp magnetic alternant). Încălzirea prin inducție se realizează după cum urmează. O piesă de prelucrat conductoare electric (metal, grafit) este plasată în așa-numitul inductor, care este una sau mai multe spire de sârmă (cel mai adesea cupru). Curenți puternici de diferite frecvențe (de la zeci de Hz la câțiva MHz) sunt induși în inductor folosind un generator special, în urma căruia apare un câmp electromagnetic în jurul inductorului. Câmpul electromagnetic induce curenți turbionari în piesa de prelucrat. Curenții turbionari încălzesc piesa de prelucrat sub acțiunea căldurii Joule (vezi legea Joule-Lenz).

Sistemul inductor-blank este un transformator fără miez în care inductorul este înfășurarea primară. Piesa de prelucrat este o înfășurare secundară scurtcircuitată. Fluxul magnetic dintre înfășurări se închide în aer.

La o frecvență înaltă, curenții turbionari sunt deplasați de câmpul magnetic format de aceștia în straturi subțiri ale suprafeței piesei de prelucrat Δ ​​(efect de suprafață), în urma cărora densitatea lor crește brusc, iar piesa de prelucrat este încălzită. Straturile subiacente ale metalului sunt încălzite datorită conductivității termice. Nu curentul este important, ci densitatea mare de curent. În stratul de piele Δ, densitatea de curent scade cu un factor de e în raport cu densitatea de curent pe suprafața piesei de prelucrat, în timp ce 86,4% din căldură este eliberată în stratul de piele (din degajarea totală de căldură. Adâncimea stratului de piele depinde de frecvența radiației: cu cât frecvența este mai mare, stratul de piele mai subțire Depinde și de permeabilitatea magnetică relativă μ a materialului piesei de prelucrat.

Pentru fier, cobalt, nichel și aliaje magnetice la temperaturi sub punctul Curie, μ are o valoare de la câteva sute la zeci de mii. Pentru alte materiale (topite, metale neferoase, eutectice lichide cu punct de topire scăzut, grafit, electroliți, ceramică conductoare de electricitate etc.), μ este aproximativ egal cu unu.

De exemplu, la o frecvență de 2 MHz, adâncimea pielii pentru cupru este de aproximativ 0,25 mm, pentru fier ≈ 0,001 mm.

Inductorul devine foarte fierbinte în timpul funcționării, deoarece își absoarbe propria radiație. În plus, absoarbe radiația de căldură de la o piesă fierbinte. Ei fac inductori din tuburi de cupru răcite cu apă. Apa este furnizată prin aspirație - aceasta asigură siguranța în cazul unei arsuri sau a unei alte depresuriri a inductorului.

Aplicație:
Topirea, lipirea și sudarea metalelor fără contact ultra-curate.
Obținerea de prototipuri de aliaje.
Îndoirea și tratarea termică a pieselor mașinii.
Afaceri cu bijuterii.
Prelucrarea pieselor mici care pot fi deteriorate de încălzirea cu flacără sau arc.
Întărirea suprafeței.
Întărirea și tratarea termică a pieselor de formă complexă.
Dezinfectarea instrumentelor medicale.

Avantaje.

Încălzirea de mare viteză sau topirea oricărui material conductor electric.

Încălzirea este posibilă în atmosferă de gaz protectoare, într-un mediu oxidant (sau reducător), într-un lichid neconductor, în vid.

Încălzirea prin pereții unei camere de protecție din sticlă, ciment, materiale plastice, lemn - aceste materiale absorb radiațiile electromagnetice foarte slab și rămân reci în timpul funcționării instalației. Se încălzește numai materialul electric conductiv - metal (inclusiv topit), carbon, ceramică conductoare, electroliți, metale lichide etc.

Datorită forțelor MHD emergente, metalul lichid este amestecat intens, până la menținerea în suspensie în aer sau gaz protector - așa se obțin aliaje ultrapure în cantități mici (topirea prin levitare, topirea în creuzet electromagnetic).

Întrucât încălzirea se realizează prin radiație electromagnetică, nu există nicio poluare a piesei de prelucrat de către produsele de ardere ai pistolului în cazul încălzirii cu flacără cu gaz sau de materialul electrodului în cazul încălzirii cu arc. Plasarea probelor într-o atmosferă de gaz inert și o viteză mare de încălzire va elimina formarea de calcar.

Ușurință în utilizare datorită dimensiunii reduse a inductorului.

Inductorul poate fi realizat într-o formă specială - acest lucru va permite încălzirea părților de configurație complexă uniform pe întreaga suprafață, fără a duce la deformarea sau neîncălzirea locală a acestora.

Este ușor de realizat încălzire locală și selectivă.

Deoarece cea mai intensă încălzire are loc în straturile superioare subțiri ale piesei de prelucrat, iar straturile de dedesubt sunt încălzite mai ușor datorită conductivității termice, metoda este ideală pentru întărirea suprafeței pieselor (miezul rămâne vâscos).

Automatizare ușoară a echipamentelor - cicluri de încălzire și răcire, control și menținere a temperaturii, alimentare și îndepărtare a pieselor de prelucrat.

Unități de încălzire prin inducție:

La instalațiile cu o frecvență de funcționare de până la 300 kHz se folosesc invertoare pe ansambluri IGBT sau tranzistoare MOSFET. Astfel de instalații sunt proiectate pentru încălzirea pieselor mari. Pentru încălzirea pieselor mici se folosesc frecvențe înalte (până la 5 MHz, gama undelor medii și scurte), instalațiile de înaltă frecvență sunt construite pe tuburi electronice.

De asemenea, pentru încălzirea pieselor mici, instalațiile de înaltă frecvență sunt construite pe tranzistoare MOSFET pentru frecvențe de operare de până la 1,7 MHz. Controlul și protejarea tranzistorilor la frecvențe mai mari prezintă anumite dificultăți, așa că setările de frecvență mai înaltă sunt încă destul de costisitoare.

Inductorul pentru încălzirea pieselor mici are dimensiuni mici și inductanță mică, ceea ce duce la o scădere a factorului de calitate al circuitului rezonant de lucru la frecvențe joase și o scădere a eficienței și, de asemenea, prezintă un pericol pentru oscilatorul principal (factorul de calitate a circuitului rezonant este proporțional cu L / C, circuitul rezonant cu un factor de calitate scăzut este prea bine „pompat” cu energie, formează un scurtcircuit în inductor și dezactivează oscilatorul principal). Pentru a crește factorul de calitate al circuitului oscilator, sunt utilizate două moduri:
- cresterea frecventei de functionare, ceea ce duce la complexitatea si costul instalatiei;
- utilizarea inserţiilor feromagnetice în inductor; lipirea inductorului cu panouri din material feromagnetic.

Deoarece inductorul funcționează cel mai eficient la frecvențe înalte, încălzirea prin inducție a primit aplicație industrială după dezvoltarea și începerea producției de lămpi puternice generatoare. Înainte de Primul Război Mondial, încălzirea prin inducție era de utilizare limitată. Pe atunci se foloseau ca generatoare mașini de înaltă frecvență (lucrări V.P. Vologdin) sau instalații de descărcare prin scânteie.

Circuitul generatorului poate fi, în principiu, orice (multivibrator, generator RC, generator excitat independent, diverse generatoare de relaxare) care funcționează la o sarcină sub forma unei bobine inductor și are o putere suficientă. De asemenea, este necesar ca frecvența de oscilație să fie suficient de mare.

De exemplu, pentru a „taia” un fir de otel cu diametrul de 4 mm in cateva secunde este necesara o putere oscilatoare de minim 2 kW la o frecventa de cel putin 300 kHz.

Schema este selectată după următoarele criterii: fiabilitate; stabilitatea fluctuațiilor; stabilitatea puterii eliberate în piesa de prelucrat; ușurință de fabricație; ușurință de configurare; număr minim de piese pentru a reduce costurile; utilizarea unor piese care în total dau o reducere a greutății și dimensiunilor etc.

Timp de multe decenii, un generator inductiv în trei puncte a fost folosit ca generator de oscilații de înaltă frecvență (un generator Hartley, un generator cu feedback cu autotransformator, un circuit bazat pe un divizor de tensiune în buclă inductivă). Acesta este un circuit de alimentare paralel cu autoexcitare pentru anod și un circuit selectiv de frecvență realizat pe un circuit oscilant. A fost folosit cu succes și continuă să fie folosit în laboratoare, ateliere de bijuterii, întreprinderi industriale, precum și în practica amatorilor. De exemplu, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, pe astfel de instalații a fost efectuată întărirea suprafeței rolelor tancului T-34.

Dezavantajele celor trei puncte:

Eficiență scăzută (mai puțin de 40% atunci când utilizați o lampă).

O abatere puternică de frecvență în momentul încălzirii pieselor de prelucrat din materiale magnetice deasupra punctului Curie (≈700С) (modificări μ), care modifică adâncimea stratului de piele și schimbă în mod imprevizibil modul de tratament termic. Atunci când se tratează termic părți critice, acest lucru poate fi inacceptabil. De asemenea, instalațiile RF puternice trebuie să funcționeze într-o gamă îngustă de frecvențe permise de Rossvyazokhrankultura, deoarece cu ecranare slabă sunt de fapt transmițătoare radio și pot interfera cu transmisiile de televiziune și radio, serviciile de coastă și de salvare.

Când piesele de prelucrat sunt schimbate (de exemplu, de la una mai mică la una mai mare), inductanța sistemului inductor-piesă de prelucrat se modifică, ceea ce duce și la o modificare a frecvenței și adâncimii stratului de piele.

La schimbarea inductoarelor cu o singură tură cu cele cu mai multe ture, cu altele mai mari sau mai mici, se modifică și frecvența.

Sub conducerea lui Babat, Lozinsky și alți oameni de știință, au fost dezvoltate circuite generatoare cu două și trei circuite, având mai multe Eficiență ridicată(până la 70%), precum și menținerea mai bună a frecvenței de operare. Principiul acțiunii lor este următorul. Datorită utilizării circuitelor cuplate și slăbirii conexiunii dintre ele, o modificare a inductanței circuitului de lucru nu implică o schimbare puternică a frecvenței circuitului de setare a frecvenței. Emițătoarele radio sunt construite după același principiu.

Generatoarele moderne de înaltă frecvență sunt invertoare bazate pe ansambluri IGBT sau tranzistoare MOSFET puternice, realizate de obicei conform schemei punte sau semi punte. Funcționează la frecvențe de până la 500 kHz. Porțile tranzistorilor sunt deschise folosind un sistem de control cu ​​microcontroler. Sistemul de control, în funcție de sarcină, vă permite să mențineți automat

A) frecvență constantă
b) putere constantă eliberată în piesa de prelucrat
c) randament maxim.

De exemplu, atunci când un material magnetic este încălzit deasupra punctului Curie, grosimea stratului de piele crește brusc, densitatea curentului scade și piesa de prelucrat începe să se încălzească mai rău. Proprietățile magnetice ale materialului dispar, de asemenea, și procesul de inversare a magnetizării se oprește - piesa de prelucrat începe să se încălzească mai rău, rezistența la sarcină scade brusc - acest lucru poate duce la „distanțarea” generatorului și defecțiunea acestuia. Sistemul de control monitorizează trecerea prin punctul Curie și crește automat frecvența cu o scădere bruscă a sarcinii (sau reduce puterea).

Observatii.

Inductorul trebuie plasat cât mai aproape de piesa de prelucrat, dacă este posibil. Acest lucru nu numai că crește densitatea câmpului electromagnetic în apropierea piesei de prelucrat (proporțional cu pătratul distanței), dar crește și factorul de putere Cos(φ).

Creșterea frecvenței reduce dramatic factorul de putere (proporțional cu cubul frecvenței).

Când materialele magnetice sunt încălzite, căldură suplimentară este de asemenea eliberată datorită inversării magnetizării; încălzirea lor până la punctul Curie este mult mai eficientă.

La calcularea inductorului, este necesar să se țină cont de inductanța anvelopelor care duc la inductor, care poate fi mult mai mare decât inductanța inductorului în sine (dacă inductorul este realizat sub forma unei singure ture a unui mic diametrul sau chiar o parte dintr-o tură - un arc).

Există două cazuri de rezonanță în circuitele oscilatorii: rezonanța de tensiune și rezonanța de curent.
Circuit oscilator paralel - rezonanța curenților.
În acest caz, tensiunea de pe bobină și de pe condensator este aceeași cu cea a generatorului. La rezonanță, rezistența circuitului dintre punctele de ramificare devine maximă, iar curentul (I total) prin rezistența de sarcină Rn va fi minim (curentul din interiorul circuitului I-1l și I-2s este mai mare decât curentul generatorului) .

În mod ideal, impedanța buclei este infinită - circuitul nu atrage curent de la sursă. Când frecvența generatorului se schimbă în orice direcție față de frecvența de rezonanță, impedanța circuitului scade și curentul liniar (Itot) crește.

Circuit oscilator serie - rezonanță de tensiune.

caracteristica principală Circuitul rezonant în serie este că impedanța sa este minimă la rezonanță. (ZL + ZC - minim). Când frecvența este reglată la o valoare peste sau sub frecvența de rezonanță, impedanța crește.
Concluzie:
Într-un circuit paralel la rezonanță, curentul prin cablurile circuitului este 0, iar tensiunea este maximă.
Într-un circuit în serie, opusul este adevărat - tensiunea tinde spre zero, iar curentul este maxim.

Articolul a fost preluat de pe site-ul http://dic.academic.ru/ și reluat într-un text mai ușor de înțeles pentru cititor de către compania LLC Prominduktor.

Și în dispozitive, căldura dintr-un dispozitiv încălzit este eliberată de curenții care apar într-un câmp electromagnetic alternativ în interiorul unității. Se numesc inducție. Ca urmare a acțiunii lor, temperatura crește. Încălzirea prin inducție a metalelor se bazează pe două legi fizice principale:

  • Faraday-Maxwell;
  • Joule-Lenz.

În corpurile metalice, când sunt plasate într-un câmp alternativ, încep să apară câmpuri electrice vortex.

Dispozitiv de încălzire prin inducție

Totul se întâmplă în felul următor. Sub acțiunea unei variabile, forța electromotoare (EMF) a inducției se modifică.

EMF acționează în așa fel încât curenții turbionari curg în interiorul corpurilor, care eliberează căldură în deplină conformitate cu legea Joule-Lenz. De asemenea, EMF generează un curent alternativ în metal. În acest caz, se eliberează energie termică, ceea ce duce la creșterea temperaturii metalului.

Acest tip de încălzire este cel mai simplu, deoarece este fără contact. Vă permite să realizați temperaturi mari, la care se poate procesa

Pentru a asigura încălzirea prin inducție, este necesar să se creeze o anumită tensiune și frecvență în câmpurile electromagnetice. Acest lucru se poate face într-un dispozitiv special - un inductor. Este alimentat de la o rețea industrială la 50 Hz. Puteți utiliza surse individuale de alimentare pentru aceasta - convertoare și generatoare.

Cel mai simplu dispozitiv inductor de joasă frecvență este o spirală (conductor izolat), care poate fi plasată în interiorul unei țevi de metal sau înfășurată în jurul acesteia. Curenții trecătoare încălzesc conducta, care, la rândul său, transferă căldură mediului.

Utilizarea încălzirii prin inducție la frecvențe joase este destul de rară. Prelucrarea metalelor la frecvențe medii și înalte este mai frecventă.

Astfel de dispozitive diferă prin faptul că unda magnetică lovește suprafața, unde este atenuată. Corpul transformă energia acestui val în căldură. Pentru realizare efect maxim ambele componente ar trebui să aibă o formă apropiată.

Unde sunt folosite

Aplicarea încălzirii prin inducție în lumea modernă răspândită. Domeniu de utilizare:

  • topirea metalelor, lipirea lor fără contact;
  • obtinerea de noi aliaje metalice;
  • Inginerie Mecanică;
  • afaceri de bijuterii;
  • realizarea de piese mici care pot fi deteriorate prin alte metode;
  • (mai mult, detaliile pot fi de cea mai complexă configurație);
  • tratament termic (prelucrare de piese pentru mașini, suprafețe călite);
  • medicament (dezinfectia dispozitivelor si instrumentelor).

Încălzire prin inducție: caracteristici pozitive

Această metodă are multe avantaje:

  • Cu el, puteți încălzi și topi rapid orice material conductor.
  • Permite incalzirea in orice mediu: in vid, atmosfera, lichid neconductor.
  • Datorită faptului că numai materialul conductor este încălzit, pereții care absorb slab undele rămân reci.
  • In domeniile specializate ale metalurgiei, obtinerea de aliaje ultrapure. Acesta este un proces distractiv, deoarece metalele sunt amestecate în stare suspendată, într-o înveliș de gaz protector.

  • În comparație cu alte tipuri, inducția nu poluează mediul. Dacă în cazul arzatoare pe gaz poluarea este prezentă, precum și în încălzirea cu arc, atunci inducția elimină acest lucru, datorită radiației electromagnetice „pure”.
  • Dimensiuni mici ale dispozitivului inductor.
  • Posibilitatea de a produce un inductor de orice formă, aceasta nu va duce la încălzire locală, dar va contribui la o distribuție uniformă a căldurii.
  • Este de neînlocuit dacă este necesar să încălziți doar o anumită zonă a suprafeței.
  • Nu este dificil să configurați un astfel de echipament pentru modul dorit și să îl reglați.

Defecte

Sistemul are următoarele dezavantaje:

  • Este destul de dificil să instalați și să reglați independent tipul de încălzire (inductie) și echipamentul acestuia. Este mai bine să apelați la specialiști.
  • Necesitatea de a potrivi cu precizie inductorul și piesa de prelucrat, altfel încălzirea prin inducție va fi insuficientă, puterea sa poate atinge valori mici.

Incalzire cu echipament de inductie

Pentru amenajarea încălzirii individuale, puteți lua în considerare o astfel de opțiune precum încălzirea prin inducție.

Un transformator va fi folosit ca unitate, constând din înfășurări de două tipuri: primar și secundar (care, la rândul său, este scurtcircuitat).

Cum functioneazã

Principiul de funcționare al unui inductor convențional: fluxurile vortex trec în interior și direcționează câmpul electric către cel de-al doilea corp.

Pentru ca apa să treacă printr-un astfel de cazan, i se aduc două conducte: pentru frig, care intră și la ieșire. apa calda- a doua teava. Datorită presiunii, apa circulă constant, ceea ce elimină posibilitatea încălzirii elementului inductor. Prezența scării este exclusă aici, deoarece în inductor apar vibrații constante.

Un astfel de element de întreținere va fi ieftin. Principalul plus este că dispozitivul funcționează silențios. Îl poți instala în orice cameră.

Realizați singur echipamentul

Instalarea încălzirii prin inducție nu va fi foarte dificilă. Chiar și cei care nu au experiență, după un studiu atent, vor face față sarcinii. Înainte de a începe lucrul, trebuie să vă aprovizionați cu următoarele articole necesare:

  • invertor. Poate fi folosit de la un aparat de sudura, este ieftin si va avea nevoie de frecventa mare. O poți face singur. Dar aceasta este o sarcină care necesită timp.
  • Carcasa încălzitorului (o bucată de teava de plastic, încălzirea prin inducție a conductei în acest caz va fi cea mai eficientă).
  • Material (se va potrivi un fir cu un diametru de cel mult șapte milimetri).
  • Dispozitive pentru conectarea inductorului la rețeaua de încălzire.
  • Grilă pentru a ține firul în interiorul inductorului.
  • Din (trebuie emailată) se poate crea o bobină de inducție.
  • Pompă (pentru ca apa să fie furnizată la inductor).

Reguli pentru fabricarea de echipamente în mod independent

Pentru ca instalația de încălzire prin inducție să funcționeze corect, curentul pentru un astfel de produs trebuie să corespundă puterii (trebuie să fie de cel puțin 15 amperi, dacă este necesar, poate fi mai mult).

  • Sârma trebuie tăiată în bucăți de cel mult cinci centimetri. Acest lucru este necesar pentru o încălzire eficientă într-un câmp de înaltă frecvență.
  • Corpul nu trebuie să fie mai mic în diametru decât firul pregătit și să aibă pereți groși.
  • Pentru atașarea la rețeaua de încălzire, pe o parte a structurii este atașat un adaptor special.
  • O plasă trebuie plasată în partea de jos a țevii pentru a preveni căderea firului.
  • Acesta din urmă este necesar într-o asemenea cantitate încât să umple întreg spațiul interior.
  • Designul este închis, este plasat un adaptor.
  • Apoi, din această țeavă este construită o bobină. Pentru a face acest lucru, înfășurați-l cu sârmă deja pregătită. Trebuie respectat numărul de ture: minim 80, maxim 90.
  • După conectarea la sistemul de încălzire, apa este turnată în aparat. Bobina este conectată la invertorul pregătit.
  • Este instalată o pompă de apă.
  • Controlerul de temperatură este instalat.

Astfel, calculul încălzirii prin inducție va depinde de următorii parametri: lungime, diametru, temperatura si timpul de procesare. Atenție la inductanța anvelopelor care duc la inductor, care poate fi mult mai mare decât inductorul în sine.

Despre suprafețele de gătit

O altă aplicație în gospodărie, pe lângă sistemul de încălzire, această specieîncălzire găsită în plite sobe.

O astfel de suprafață arată ca un transformator convențional. Bobina sa este ascunsă sub suprafața panoului, care poate fi din sticlă sau ceramică. Curentul curge prin el. Aceasta este prima parte a bobinei. Dar al doilea sunt preparatele în care va avea loc gătitul. Curenții turbionari sunt creați în partea de jos a vaselor. Ei încălzesc mai întâi vasele și apoi mâncarea din ele.

Căldura va fi eliberată numai atunci când vasele sunt așezate pe suprafața panoului.

Dacă lipsește, nu are loc nicio acțiune. Zona de încălzire prin inducție va corespunde diametrului vaselor așezate pe ea.

Pentru astfel de sobe sunt necesare feluri de mâncare speciale. Majoritatea metalelor feromagnetice pot interacționa cu un câmp de inducție: aluminiu, oțel inoxidabil și emailat, fontă. Nu este potrivit doar pentru astfel de suprafețe: cupru, ceramică, sticlă și vase din metale neferomagnetice.

Desigur, se va porni numai atunci când pe el sunt instalate vase adecvate.

Plitele moderne sunt dotate cu unitate electronică control, care vă permite să recunoașteți vasele goale și inutilizabile. Principalele avantaje ale producătorilor de bere sunt: ​​siguranță, ușurință în curățare, rapiditate, eficiență, economie. Nu vă ardeți niciodată pe suprafața panoului.

Asadar, am aflat unde se foloseste acest tip de incalzire (inductie).

Încălzirea prin inducție este o metodă de tratare termică fără contact a metalelor, capabilă să conducă energia electrică sub influența curenților de înaltă frecvență. din ce în ce mai activ a început să fie utilizat la întreprinderi pentru implementarea prelucrării la temperatură înaltă a metalelor. Până în prezent, echipamentele de inducție au reușit să ocupe o poziție de lider, deplasând metode alternative Incalzi.

Cum funcționează încălzirea prin inducție?

Principiul de funcționare a încălzirii prin inducție este extrem de simplu. Încălzirea este produsă prin transformarea energiei electrice într-un câmp electromagnetic cu putere mare. Încălzirea produsului se realizează atunci când câmpul magnetic al inductorilor pătrunde în produs, capabil să conducă energia electrică.

Piesa de prelucrat (în mod necesar dintr-un material care conduce energia electrică) este plasată în inductor sau în imediata apropiere a acestuia. Inductorul, de regulă, este realizat sub forma uneia sau mai multor spire de sârmă. Cel mai adesea pentru fabricarea inductorului utilizați grosime tuburi de cupru(fire). Un generator special de energie electrică o furnizează inductorului, inducând curenți de înaltă frecvență care pot varia de la 10 Hz la câțiva MHz. Ca rezultat al direcționării curenților de înaltă frecvență către inductor, în jurul acestuia se formează un câmp electromagnetic puternic. Curenții turbionari ai câmpului electromagnetic generat pătrund în produs și sunt transformați în interiorul acestuia în energie termică, încălzindu-l.

În timpul funcționării, inductorul se încălzește destul de puternic datorită absorbției propriei radiații, așa că cu siguranță trebuie să fie răcit în timpul procesului de lucru datorită apei tehnice curente. Apa pentru răcire este furnizată unității prin aspirație, această metodă vă permite să asigurați unitatea dacă apare brusc o arsură sau depresurizarea inductorului.

Aplicarea încălzirii prin inducție în producție

După cum se poate înțelege deja din cele de mai sus, încălzirea prin inducție este utilizată destul de activ în producție. Până în prezent, echipamentele de inducție au reușit să ocupe o poziție de lider, înlocuind metodele concurente de prelucrare a metalelor în fundal.

Topirea prin inducție a metalelor

Încălzirea prin inducție este utilizată pentru a efectua lucrări de topire. Utilizare activă cuptoare cu inducție A început datorită faptului că încălzirea HDTV este capabilă să proceseze în mod unic toate tipurile de metale care există astăzi.
Cuptorul de topire cu inducție topește rapid metalul. Temperatura de încălzire a instalației este suficientă chiar și pentru topirea celor mai solicitante metale. Principalul avantaj al cuptoarelor de topire cu inducție este că sunt capabile să producă topire curată a metalelor cu formare minimă de zgură. Lucrarea se realizează într-o perioadă scurtă de timp. De regulă, timpul de topire pentru 100 de kilograme de metal este de 45 de minute.

Întărire HDTV (curenți de înaltă frecvență)

Călirea se realizează cel mai adesea pe produse din oțel, dar poate fi aplicată și pe cupru și alte produse metalice. Se obișnuiește să se facă distincția între două tipuri de întărire HDTV: întărirea suprafeței și întărirea profundă.
Principalul avantaj pe care încălzirea prin inducție îl are în raport cu lucrările de călire este posibilitatea pătrunderii căldurii până la adâncime (călire profundă). Până în prezent, întărirea HDTV a devenit destul de des efectuată tocmai în echipamentele de inducție.
Încălzirea prin inducție face posibilă nu numai întărirea HDTV, dar în final are ca rezultat un produs care va avea o calitate excelentă. Când se utilizează încălzirea prin inducție în scopul întăririi, numărul de defecte în producție este redus semnificativ.

lipire HDTV

Încălzirea prin inducție este utilă nu numai pentru prelucrarea metalelor, ci și pentru conectarea unei părți a unui produs la alta. Astăzi, lipirea HDTV a devenit destul de populară și a reușit să împingă sudarea în fundal. Oriunde există posibilitatea de a înlocui sudarea cu lipire, producătorii o fac. Ce anume a provocat o astfel de dorință? Totul este extrem de simplu. Lipirea HDTV face posibilă obținerea unui produs complet care va avea o rezistență ridicată.
Lipirea HDTV este integrală datorită pătrunderii directe (fără contact) a căldurii în produs. Pentru a încălzi metalul, nu este necesară intervenția unei terțe părți în structura acestuia, ceea ce are un efect pozitiv asupra calității produs finitși în timpul duratei sale de viață.

Tratament termic al sudurilor

Tratamentul termic al sudurilor este un alt proces tehnologic important pe care un încălzitor cu inducție îl poate gestiona perfect. Tratamentul termic se efectuează pentru a da produsului o rezistență sporită și pentru a netezi stresul metalic, care, de regulă, se formează la îmbinări.
Tratamentul termic prin încălzire prin inducție se realizează în trei etape. Fiecare dintre ele este foarte important, pentru că dacă îți scapă ceva, atunci calitatea produsului va deveni diferită și durata de viață a acestuia va scădea.
Încălzirea prin inducție are un efect pozitiv asupra metalului, permițându-i acestuia să pătrundă uniform la o anumită adâncime și să netezeze stresul format în timpul sudării.

Forjare, plastic, deformare

Încălzitorul de forjare este unul dintre tipurile de instalații bazate pe încălzire prin inducție. Un încălzitor de forjare este utilizat pentru a deforma metalul, precum și pentru ștanțare etc.
Încălzirea prin inducție încălzește uniform metalul, vă permite să-l îndoiți în locurile potrivite și să dați produsului forma dorită.
Astăzi, tot mai multe întreprinderi au început să folosească încălzitorul de forjare pentru ștanțare și produse din plastic.
Încălzirea prin inducție este capabilă să facă față tuturor operațiunilor necesare de tratare termică a metalelor, dar este folosită cel mai adesea în cazurile descrise mai sus.

Avantajele și dezavantajele încălzirii prin inducție

Fiecare lucru are avantaje și dezavantaje, părți bune și rele. Încălzirea prin inducție nu este diferită și are atât avantaje, cât și dezavantaje. Cu toate acestea, dezavantajele încălzirii prin inducție sunt atât de neglijabile încât nu sunt vizibile în spate sumă uriașă beneficii.
Deoarece există mai puține dezavantaje ale încălzirii prin inducție, le vom enumera imediat:

  1. Unele instalații sunt destul de complexe și necesită personal calificat pentru a le programa, care poate întreține instalația (reparație, curățare, programare).
  2. Dacă inductorul și piesa de prelucrat sunt prost potrivite, atunci va fi necesară mult mai multă putere de încălzire decât dacă efectuați o sarcină similară într-o instalație electrică.

După cum puteți vedea, există într-adevăr puține dezavantaje și nu au o influență puternică asupra deciziei în favoarea folosirii sau nu a încălzirii prin inducție.
Încălzirea prin inducție are mult mai multe avantaje, dar le vom indica doar pe cele principale:

  • Rata de încălzire a produsului este foarte mare. Încălzirea prin inducție începe procesarea aproape imediat produs metalic, nu sunt necesari pași intermediari de încălzire.
  • Încălzirea produsului poate fi efectuată în orice mediu recreat: în atmosferă de gaz protector, în oxidant, reducător, în vid și într-un lichid neconductor.
  • Unitatea de inducție are o dimensiune relativ mică, ceea ce o face destul de convenabilă de utilizat. Dacă este necesar, echipamentul de inducție poate fi transportat la locul de muncă.
  • Metalul este încălzit prin pereții camerei de protecție, care este realizată din materiale capabile să treacă curenții turbionari, absorbind o cantitate mică. În timpul funcționării, echipamentul de inducție nu se încălzește, deci este recunoscut ca fiind ignifug.
  • Deoarece încălzirea metalului se realizează folosind radiații electromagnetice, nu există nicio poluare a piesei în sine și a atmosferei înconjurătoare. Încălzirea prin inducție a fost recunoscută pe bună dreptate ca fiind ecologică. Nu provoacă absolut niciun prejudiciu angajaților întreprinderii care se vor afla în atelier în timpul funcționării instalației.
  • Inductorul poate fi realizat din aproape orice formă complexă, ceea ce vă va permite să îl ajustați la dimensiunile și forma produsului, astfel încât încălzirea să fie mai bună.
  • Încălzirea prin inducție permite o încălzire selectivă simplă. Dacă trebuie să încălziți o anumită zonă și nu întregul produs, atunci va fi suficient să o plasați numai în inductor.
  • Calitatea procesării prin încălzire prin inducție este excelentă. Numărul de defecte în producție este redus semnificativ.
  • Încălzirea prin inducție economisește energie electrică și alte resurse de producție.

După cum puteți vedea, încălzirea prin inducție are o mulțime de avantaje. Cele de mai sus au fost doar cele principale care au avut un impact grav asupra deciziei multor proprietari de a achiziționa stații de tratare termică a metalelor prin inducție.

Se încarcă...Se încarcă...