Încălzirea apei cu curenți de înaltă frecvență. Încălzire prin inducție – aplicație 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 lichid de răcire în dispozitiv. Puteți achiziționa un cazan cu inducție gata făcut dintr-o fabrică sau îl puteți realiza singur. Vă voi spune despre caracteristicile dispozitivului și asamblarea acestuia.

Ce este încălzirea prin inducție

Un dispozitiv de inducție funcționează cu energia generată de un câmp 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 cu mai multe spire de formă cilindrică.
  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 folosind un 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. Funcționează simultan ca o carcasă și acționează ca un element de încălzire pentru apă.

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

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

  1. Cel de jos este instalat pe partea de admisie a sistemului de alimentare cu apă.
  2. Conducta superioară merge la secțiunea de alimentare a sistemului de încălzire.

Din ce elemente constă dispozitivul și cum funcționează?

Un încălzitor de apă cu inducție este format din următoarele elemente structurale:

Fotografie Unitate structurală

Inductor.

Este alcătuit din multe spire de sârmă de cupru. În ele este generat câmpul electromagnetic.

Element de incalzire.

Aceasta este o țeavă metalică sau bucăți de sârmă de oțel plasate în interiorul inductorului.

Generator.

Transformă electricitatea de uz casnic în curent electric de înaltă frecvență. Rolul unui generator 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 curent electric de înaltă frecvență. Apoi îl transmite la bobina de inducție.
  2. Acesta primește curentul și îl transformă într-un câmp magnetic electric.
  3. Încălzitorul situat în interiorul bobinei se încălzește din acțiunea fluxurilor de 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 sau funingine monoxid de carbon etc.

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

Cu toate acestea acest dezavantaj poate fi nivelat dacă asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Unitatea este asamblată din elemente ușor accesibile, prețul lor 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 o mașină de sudură. 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. Ea va îndeplini funcția element de încălzireîntr-un câmp magnetic.
  3. Plasa metalica. Acesta va conține bucăți de sârmă de oțel inoxidabil.
  4. Pompa de apa pentru circulatia fluidului.

  1. Sârmă de cupru pentru instalarea 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, atașați o plasă metalică pe o parte a țevii de plastic. Acesta va preveni căderea bucăților de sârmă ale elementului de încălzire.
  2. La același capăt al carcasei, fixați conducta pentru conectarea la sistemul de încălzire.
  3. Cu ajutorul unui clește, tăiați bucăți de sârmă de oțel inoxidabil. Lungimea lor ar trebui să fie de 1-5 cm. Așezați bine piesele carcasă din plastic. Nu ar trebui să rămână spațiu liber în conductă.
  4. Acoperiți celălalt capăt al țevii cu o plasă metalică. Apoi instalați oa doua conductă pentru rețeaua de încălzire în ea.

  1. Apoi, începeți să faceți bobina de inducție. Pentru a face acest lucru, înfășurați țeava cu sârmă de cupru. Instrucțiunile avertizează că înfășurarea trebuie să aibă cel puțin 80-90 de spire.
  2. După aceasta, conectați capetele înfășurării de cupru la polii invertorului mașinii de sudură. Înfășurați bandă electrică în jurul tuturor punctelor 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 regulator termic la invertor. Va face posibilă automatizarea funcționării încălzitorului de apă.
  2. În cele din urmă, verificați funcționalitatea 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, adresați-le în comentarii.

Material de pe Wikipedia - enciclopedia liberă

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

Descrierea metodei.

Încălzirea prin inducție este încălzirea materialelor prin curenți electrici care sunt induși de un câmp magnetic alternativ. În consecință, aceasta este încălzirea produselor din materiale conductoare (conductoare) de către câmpul magnetic al inductorilor (surse de câmp magnetic alternativ). Încălzirea prin inducție se realizează după cum urmează. O piesă de prelucrat conductoare electric (metal, grafit) este plasată într-un așa-numit 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 influența căldurii Joule (vezi legea Joule-Lenz).

Sistemul inductor-blank este un transformator fără miez în care inductorul este înfășurarea primară. Piesa de prelucrat este înfășurarea secundară, scurtcircuitată. Fluxul magnetic dintre înfășurări este închis prin aer.

La frecvențe înalte, curenții turbionari sunt deplasați de câmpul magnetic pe care îl generează ei înșiși în straturi subțiri ale suprafeței piesei de prelucrat Δ ​​(efectul de suprafață), în urma căruia densitatea lor crește brusc și piesa de prelucrat se încălzește. Straturile de metal subiacente sunt încălzite datorită conductivității termice. Nu curentul este important, ci densitatea mare de curent. În stratul de piele Δ, densitatea de curent scade de e ori 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 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 unitatea.

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 termică din piesa fierbinte. Inductoarele sunt fabricate din tuburi de cupru răcite cu apă. Apa este furnizată prin aspirație - aceasta asigură siguranță în caz de ardere sau altă depresurizare a inductorului.

Aplicație:
Topirea, lipirea și sudarea metalului fără contact ultra-curate.
Obținerea de prototipuri de aliaje.
Îndoirea și tratarea termică a pieselor mașinii.
Fabricarea de bijuterii.
Prelucrarea pieselor mici care pot fi deteriorate de flacăra de gaz sau încălzirea cu arc.
Întărirea suprafeței.
Călirea și tratarea termică a pieselor cu forme complexe.
Dezinfectarea instrumentelor medicale.

Avantaje.

Încălzirea de mare viteză sau topirea oricărui material conductiv electric.

Încălzirea este posibilă în atmosferă de gaz protectoare, într-un mediu oxidant (sau reducător), într-un lichid neconductor sau 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 conductor - metal (inclusiv topit), carbon, ceramică conductoare, electroliți, metale lichide etc.

Datorită forțelor MHD care apar, are loc amestecarea intensivă a metalului lichid, până la menținerea acestuia în suspensie în aer sau într-un gaz protector - așa se obțin aliaje ultrapure în cantități mici (topirea prin levitare, topirea într-un creuzet electromagnetic) .

Deoarece încălzirea se realizează prin radiație electromagnetică, nu există nicio contaminare a piesei de prelucrat cu produse de ardere a pistolului în cazul încălzirii cu flacără cu gaz sau cu materialul electrodului în cazul încălzirii cu arc. Plasarea probelor într-o atmosferă de gaz inert și viteze mari de încălzire vor elimina depunerile.

Ușurință în utilizare datorită dimensiunii reduse a inductorului.

Inductorul poate fi realizat dintr-o formă specială - acest lucru îi va permite să fie încălzit uniform pe întreaga suprafață a părților dintr-o configurație complexă, 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, reglarea temperaturii și întreținerea, alimentarea și îndepărtarea pieselor de prelucrat.

Unități de încălzire prin inducție:

Pentru instalațiile cu o frecvență de funcționare de până la 300 kHz se folosesc invertoare bazate 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, unde medii și scurte), instalații de înaltă frecvență sunt construite pe tuburi vidate.

De asemenea, pentru încălzirea pieselor mici, se construiesc instalații de înaltă frecvență folosind tranzistoare MOSFET pentru frecvențe de operare de până la 1,7 MHz. Controlul tranzistorilor și protejarea lor la frecvențe mai înalte prezintă anumite dificultăți, așa că setările de frecvență mai înaltă sunt încă destul de costisitoare.

Inductorul pentru încălzirea pieselor mici este de dimensiuni mici și are inductanță scăzută, ceea ce duce la o scădere a factorului de calitate al circuitului oscilator de lucru la frecvențe joase și o scădere a eficienței și, de asemenea, prezintă un pericol pentru oscilatorul principal (calitatea factorul circuitului oscilator este proporțional cu L/C, un circuit oscilator cu un factor de calitate scăzut este prea bun „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 instalatii mai complexe si mai costisitoare;
- folosirea 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 generatoare de mare putere. Înainte de Primul Război Mondial, încălzirea prin inducție avea o utilizare limitată. Ca generatoare s-au folosit apoi generatoare de mașini de înaltă frecvență (lucrări V.P. Vologdin) sau instalații de descărcare cu scântei.

Circuitul generatorului poate fi, în principiu, orice (multivibrator, generator RC, generator cu excitație independentă, diverse generatoare de relaxare), funcționând la o sarcină sub formă de bobină inductor și având o putere suficientă. De asemenea, este necesar ca frecvența de oscilație să fie suficient de mare.

De exemplu, pentru a „taia” un fir de oțel cu diametrul de 4 mm în câteva secunde, este necesară o putere oscilativă de cel puțin 2 kW la o frecvență de cel puțin 300 kHz.

Schema este selectată în funcție de următoarele criterii: fiabilitate; stabilitate la vibrații; 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 împreună au ca rezultat o reducere a greutății și dimensiunilor etc.

Timp de multe decenii, un generator inductiv în trei puncte (generator Hartley, generator cu feedback autotransformator, circuit bazat pe un divizor de tensiune în buclă inductivă) a fost folosit ca generator de oscilații de înaltă frecvență. 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 (≈700C) (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 HDTV puternice trebuie să funcționeze într-o gamă restrânsă de frecvențe permise de Rossvyazohrankultura, deoarece cu o ecranare slabă sunt de fapt transmițătoare radio și pot interfera cu transmisiile de televiziune și radio, serviciile de coastă și de salvare.

La schimbarea pieselor de prelucrat (de exemplu, de la una mai mică la una mai mare), inductanța sistemului inductor-piesă de prelucrat se modifică, ceea ce duce, de asemenea, 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, circuite generatoare cu două și trei circuite cu mai multe randament ridicat(până la 70%) și, de asemenea, menține mai bine frecvența de operare. Principiul funcționării lor este următorul. Datorită utilizării circuitelor cuplate și slăbirii conexiunii dintre ele, o modificare a inductanței circuitului de funcționare nu implică o schimbare puternică a frecvenței circuitului de setare a frecvenței. Transmițătoarele radio sunt proiectate folosind același principiu.

Generatoarele moderne HDTV sunt invertoare bazate pe ansambluri IGBT sau tranzistoare MOSFET puternice, realizate de obicei după un circuit în punte sau semipunte. Funcționează la frecvențe de până la 500 kHz. Porțile tranzistorului sunt deschise folosind un sistem de control cu ​​microcontroler. Sistemul de control, în funcție de sarcina la îndemână, vă permite să țineți automat

A) frecventa constanta
b) putere constantă eliberată în piesa de prelucrat
c) cea mai mare eficienţă posibilă.

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 „împrăștierea” generatorului și eșecul acestuia. Sistemul de control monitorizează trecerea prin punctul Curie și crește automat frecvența atunci când sarcina scade brusc (sau reduce puterea).

Note.

Dacă este posibil, inductorul trebuie amplasat cât mai aproape de piesa de prelucrat. 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 brusc factorul de putere (proporțional cu cubul frecvenței).

La încălzirea materialelor magnetice, se eliberează și căldură suplimentară datorită inversării magnetizării, încălzirea lor până la punctul Curie este mult mai eficientă.

La calcularea unui inductor, este necesar să se țină cont de inductanța barelor care conduc la inductor, care poate fi mult mai mare decât inductanța inductorului în sine (dacă inductorul este realizat sub forma unei spire de diametru mic sau chiar și o parte a unei viraj - un arc).

Există două cazuri de rezonanță în circuitele oscilatoare: rezonanța de tensiune și rezonanța curentului.
Circuit oscilator paralel – rezonanța curentului.
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 Rн 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 de linie (I total) crește.

Circuit oscilator serie – rezonanță de tensiune.

Caracteristica principală a unui circuit rezonant în serie este că impedanța sa este minimă la rezonanță. (ZL + ZC – minim). Când reglați frecvența deasupra sau sub frecvența de rezonanță, impedanța crește.
Concluzie:
Într-un circuit paralel la rezonanță, curentul prin bornele circuitului este 0 și tensiunea este maximă.
Într-un circuit în serie, dimpotrivă, tensiunea tinde spre zero, iar curentul este maxim.

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

Și în dispozitive, căldura din dispozitivul încălzit este eliberată de curenții care apar în câmpul electromagnetic alternativ din 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, atunci 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 influența 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. EMF generează, de asemenea, 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. Îți permite să obții foarte temperaturi ridicate, 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 pentru un 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 de trecere încălzesc conducta, care la rândul său transferă căldură în mediu.

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

Astfel de dispozitive se disting prin faptul că unda magnetică lovește suprafața, unde este atenuată. Corpul transformă energia acestui val în căldură. Pentru a realiza 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 folosind o metodă fără contact;
  • obtinerea de noi aliaje metalice;
  • inginerie mecanică;
  • fabricarea de bijuterii;
  • fabricarea de piese mici care pot fi deteriorate la utilizarea altor metode;
  • (iar piesele pot fi de cea mai complexa configuratie);
  • tratament termic (prelucrarea pieselor de mașini, suprafețe întărite);
  • medicina (dezinfectia aparatelor si instrumentelor).

Încălzire prin inducție: caracteristici pozitive

Această metodă are multe avantaje:

  • Poate fi folosit pentru a încălzi și a 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 valurile, rămân reci.
  • În domeniile specializate ale metalurgiei, producția de aliaje ultra-pure. Acesta este un proces interesant, deoarece metalele sunt amestecate în stare suspendată, într-un înveliș de gaz protector.

  • În comparație cu alte tipuri, inducția nu poluează mediul. Dacă în cazul arzatoare pe gazÎn timp ce contaminarea este prezentă, la fel ca în încălzirea cu arc, inducția elimină acest lucru datorită radiației electromagnetice „pure”.
  • Dimensiuni mici ale dispozitivului inductor.
  • Capacitatea de a produce un inductor de orice formă nu va duce la încălzire locală, dar va promova o distribuție uniformă a căldurii.
  • Indispensabil dacă este necesar să încălziți doar o anumită zonă a suprafeței.
  • Nu este dificil să configurați un astfel de echipament în 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 contactați specialiști.
  • Necesitatea de a potrivi cu precizie inductorul și piesa de prelucrat, altfel încălzirea prin inducție va fi insuficientă, puterea sa poate atinge valori scăzute.

Incalzire cu echipament de inductie

Pentru a aranja încălzirea individuală, puteți lua în considerare o opțiune precum încălzirea prin inducție.

Unitatea va fi un transformator format din înfășurări de două tipuri: primar și secundar (care, la rândul său, este scurtcircuitat).

Cum funcționează

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

Pentru ca apa să treacă printr-un astfel de cazan, la acesta sunt conectate două conducte: pentru apa rece care intră și la ieșire. apă caldă- a doua teava. Datorită presiunii, apa circulă constant, ceea ce elimină posibilitatea încălzirii elementului inductor. Prezența scalei este exclusă aici, deoarece în inductor apar vibrații constante.

Un astfel de element va fi ieftin de întreținut. Principalul avantaj este că dispozitivul funcționează silențios. Poate fi instalat în orice cameră.

Faceți singur echipament

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

  • Invertor. Poate fi folosit de la un aparat de sudura, este ieftin si va avea frecventa mare necesara. O poți face singur. Dar aceasta este o activitate consumatoare de timp.
  • Corpul încălzitorului (o bucată din teava de plastic, încălzirea prin inducție a conductei în acest caz va fi cea mai eficientă).
  • Material (sârmă cu un diametru de cel mult șapte milimetri va face).
  • Dispozitive pentru conectarea inductorului la rețeaua de încălzire.
  • Plasă pentru ținerea firului în interiorul inductorului.
  • Se poate realiza o bobină de inducție (trebuie emailată).
  • Pompă (pentru a furniza apă la inductor).

Reguli pentru a face singur echipamentul

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, mai mult).

  • Sârma trebuie tăiată în bucăți nu mai mari de 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.
  • Structura este închisă și adaptorul este instalat.
  • 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 dispozitiv. Bobina este conectată la invertorul pregătit.
  • Este instalată o pompă de alimentare cu apă.
  • Este instalat un regulator de temperatură.

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

Despre plite

O altă utilizare casnică în afară de sistemul de încălzire este acest tipîncălzire găsită în plitele sobelor.

Această suprafață arată ca un transformator obișnuit. Bobina sa este ascunsă sub suprafața panoului, care poate fi din sticlă sau ceramică. Curentul trece prin el. Aceasta este prima parte a bobinei. Dar al doilea sunt preparatele în care va fi gătită mâncarea. Curenții turbionari sunt creați în partea de jos a vaselor de gătit. Ei încălzesc mai întâi vasele, 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 de gătit așezate pe ea.

Pentru astfel de sobe ai nevoie de preparate speciale. Majoritatea metalelor feromagnetice pot interacționa cu câmpul de inducție: aluminiu, oțel inoxidabil și emailat, fontă. Singurele care nu sunt potrivite pentru astfel de suprafete sunt: ​​cuprul, ceramica, sticla si ustensilele din metale neferomagnetice.

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

Sunt dotate sobe moderne unitate electronică control, care vă permite să recunoașteți containerele goale și inutilizabile. Principalele avantaje ale aragazelor sunt: ​​siguranța, ușurința de curățare, viteza, eficiența și rentabilitatea. Nu ar trebui să 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. a început să fie din ce în ce mai utilizat în întreprinderile de prelucrare la temperatură înaltă a metalelor. Astăzi, echipamentele de inducție au reușit să ocupe o poziție de lider, deplasând metode alternativeîncălzire

Cum funcționează încălzirea prin inducție?

Principiul de funcționare al încălzirii prin inducție este extrem de simplu. Încălzirea este produsă prin transformarea energiei electrice într-un câmp electromagnetic de mare putere. Produsul este încălzit atunci când câmpul magnetic al inductorilor pătrunde în produsul capabil să conducă energia electrică.

Piesa de prelucrat (confecţionată în mod necesar dintr-un material care conduce energia electrică) este plasată în inductor sau în imediata apropiere a acestuia. Inductorul este de obicei realizat sub forma uneia sau mai multor spire de sârmă. Cel mai adesea, materiale groase sunt folosite pentru a face un inductor. tuburi de cupru(firele). 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 urmare a inducerii curenților de înaltă frecvență în inductor, se formează un câmp electromagnetic puternic în jurul acestuia. Curenții turbionari ai câmpului electromagnetic rezultat pătrund în produs și sunt transformați în interiorul acestuia în energie termică, provocând încălzire.

În timpul funcționării, inductorul se încălzește destul de puternic datorită absorbției propriei radiații, așa că trebuie să fie răcit cu siguranță în timpul procesului de lucru prin apă tehnică curentă. Apa pentru răcire este furnizată instalației prin aspirație, această metodă vă permite să asigurați instalația dacă apare brusc o ardere sau depresurizare a inductorului.

Aplicarea încălzirii prin inducție în producție

După cum se poate înțelege deja din cele descrise mai sus, încălzirea prin inducție este utilizată destul de activ în producție. Astăzi, 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 efectuarea operațiunilor de topire. Utilizare activă cuptoare cu inducție a început datorită faptului că încălzirea HDTV este capabilă să prelucreze în mod unic toate tipurile de metale care există astăzi.
Un cuptor 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 este finalizată într-o perioadă scurtă de timp. De regulă, timpul pentru topirea a 100 de kilograme de metal este de 45 de minute.

Întărire cu 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 călire de înaltă frecvență: călirea la suprafață și călirea profundă.
Principalul avantaj pe care încălzirea prin inducție îl are în raport cu lucrările de călire este posibilitatea pătrunderii căldurii până în adâncime (călire adâncă). Astăzi, întărirea de înaltă frecvență a devenit destul de des efectuată în echipamentele de inducție.
Încălzirea prin inducție permite nu numai călirea materialelor de înaltă frecvență, dar oferă și rezultatului final un produs care va fi de o calitate excelentă. Atunci când utilizați încălzirea prin inducție pentru a efectua lucrări de întărire, 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 de înaltă frecvență a devenit destul de populară și a reușit să împingă sudarea în fundal. Oriunde devine posibil să înlocuiți sudarea cu lipire, producătorii o fac. Ce anume a cauzat această dorință? Totul este extrem de simplu. Lipirea de înaltă frecvență face posibilă obținerea unui produs complet care va avea o rezistență ridicată.
Lipirea de înaltă frecvență este completă datorită pătrunderii directe (fără contact) a căldurii în produs. Încălzirea metalului nu necesită intervenția terților în structura sa, 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 oferi produsului o rezistență sporită și pentru a netezi stresul metalic, care, de regulă, se formează la îmbinări.
Tratamentul termic prin încălzire prin inducție se efectuează în trei etape. Fiecare dintre ele este foarte important, pentru că dacă îți scapă ceva, atunci calitatea produsului va deveni ulterior 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 generat în timpul sudării.

Forjare, plastic, deformare

Un încălzitor de forjă este unul dintre tipurile de instalații bazate pe încălzire prin inducție. Un încălzitor de forjă este utilizat pentru a deforma metalul, precum și în scopuri de ștanțare etc.
Încălzirea prin inducție încălzește metalul în mod uniform, vă permite să-l îndoiți în locurile potrivite și să dați produsului forma necesară.
Astăzi, tot mai multe întreprinderi au început să folosească un încălzitor de forjare pentru ștanțarea și plastificarea produselor.
Încălzirea prin inducție poate face 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 nesemnificative încât nu sunt vizibile în culise. o sumă imensă beneficii.
Deoarece încălzirea prin inducție are mai puține dezavantaje, le vom enumera imediat:

  1. Unele instalatii sunt destul de complexe si programarea lor necesita personal calificat care poate face service instalatia (reparatie, curatare, programare).
  2. Dacă inductorul și piesa de prelucrat sunt prost potrivite, atunci va fi necesară o putere de încălzire mult mai mare decât dacă se realizează 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 necesare etape intermediare de încălzire a echipamentului.
  • Produsul poate fi încălzit în orice mediu recreat: în atmosferă de gaz protector, în oxidant, reducător, în vid și în lichid neconductor.
  • Instalația de inducție are dimensiuni relativ mici, ceea ce o face destul de convenabilă de utilizat. Dacă este nevoie, 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 metalul este încălzit folosind radiații electromagnetice, nu există nicio contaminare a piesei de prelucrat sau a atmosferei înconjurătoare. Încălzirea prin inducție a fost recunoscută pe bună dreptate ca fiind ecologică. Nu provoacă absolut niciun prejudiciu angajaților companiei care se vor afla în atelier în timp ce instalația funcționează.
  • Inductorul poate fi realizat din aproape orice formă complexă, ceea ce va permite să fie ajustat la dimensiunile și forma produsului pentru a asigura o încălzire 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 plasați numai acea zonă 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. Mai sus au fost indicate doar cele principale, care au avut un impact grav asupra deciziei multor proprietari de a achiziționa instalații de inducție pentru tratarea termică a metalelor.

Încărcare...Încărcare...