น้ำร้อนที่มีกระแสความถี่สูง เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ - การใช้งานแปรรูปโลหะ
เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำเป็นหัวใจสำคัญของวิธีการใหม่ในการให้ความร้อนแก่อาคารที่พักอาศัย หน่วยนี้ใช้พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อน น้ำถูกใช้เป็นตัวพาความร้อนในตัวเครื่อง คุณสามารถซื้อหม้อไอน้ำเหนี่ยวนำเป็นโรงงานสำเร็จรูปหรือทำเองก็ได้ ฉันจะบอกคุณเกี่ยวกับคุณสมบัติของอุปกรณ์และการประกอบ
การเหนี่ยวนำความร้อนคืออะไร
อุปกรณ์เหนี่ยวนำทำงานด้วยพลังงานที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า... มันถูกดูดซับโดยตัวพาความร้อนแล้วนำไปที่:
- ตัวเหนี่ยวนำสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในเครื่องทำน้ำอุ่น เป็นขดลวดแบบหมุนหลายรอบทรงกระบอก
- โดยการไหลผ่านนั้น กระแสไฟฟ้าสลับรอบขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็ก
- เส้นของมันถูกวางในแนวตั้งฉากกับเวกเตอร์ของฟลักซ์แม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อย้าย จะสร้างวงกลมปิดขึ้นใหม่
- กระแสน้ำวนที่เกิดจากกระแสสลับแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อน
พลังงานความร้อนในระหว่างการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำถูกใช้เท่าที่จำเป็นและมีอัตราการให้ความร้อนต่ำ ด้วยเหตุนี้อุปกรณ์เหนี่ยวนำจึงทำให้น้ำสำหรับระบบทำความร้อนมีอุณหภูมิสูงขึ้นในระยะเวลาอันสั้น
คุณสมบัติของตัวเครื่อง
การเหนี่ยวนำความร้อนจะดำเนินการโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า ประกอบด้วยขดลวดคู่หนึ่ง:
- ภายนอก (หลัก);
- ลัดวงจรภายใน (รอง)
กระแสน้ำวนเกิดขึ้นในส่วนลึกของหม้อแปลงไฟฟ้า พวกเขาเปลี่ยนเส้นทางสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นใหม่ไปยังวงจรทุติยภูมิ เขาทำหน้าที่เป็นร่างกายและทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบความร้อนสำหรับน้ำ
ด้วยการเพิ่มความหนาแน่นของกระแสน้ำวนที่พุ่งตรงไปที่แกนกลาง ก่อนอื่นความร้อนจะสูงขึ้น จากนั้นองค์ประกอบทางความร้อนทั้งหมด
สำหรับการจ่ายน้ำเย็นและการกำจัดตัวพาความร้อนที่เตรียมไว้ลงใน ระบบทำความร้อน เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำพร้อมกับหัวฉีดคู่หนึ่ง:
- ส่วนล่างติดตั้งอยู่ที่ทางเข้าของระบบจ่ายน้ำ
- ท่อสาขาด้านบนเชื่อมต่อกับส่วนจ่ายของระบบทำความร้อน
อุปกรณ์ประกอบด้วยองค์ประกอบใดบ้างและทำงานอย่างไร
เครื่องทำน้ำอุ่นแบบเหนี่ยวนำประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างดังต่อไปนี้:
รูปถ่าย | หน่วยสร้างสรรค์ |
ตัวเหนี่ยวนำ.
ประกอบด้วยลวดทองแดงหลายเส้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในนั้น |
|
องค์ประกอบความร้อน.
นี่คือท่อที่ทำจากการตัดลวดโลหะหรือเหล็กที่วางอยู่ภายในตัวเหนี่ยวนำ |
|
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า.
มันแปลงไฟฟ้าในครัวเรือนเป็นกระแสไฟฟ้าความถี่สูง บทบาทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเล่นได้จากอินเวอร์เตอร์จาก เครื่องเชื่อม. |
ด้วยการทำงานร่วมกันของส่วนประกอบทั้งหมดของอุปกรณ์ พลังงานความร้อนจะถูกสร้างขึ้นและถ่ายโอนไปยังน้ำรูปแบบการดำเนินงานของหน่วยมีดังนี้:
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตกระแสไฟฟ้าความถี่สูง จากนั้นเขาก็ส่งต่อไปยังขดลวดเหนี่ยวนำ
- เมื่อรับกระแสแล้วแปลงเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
- เครื่องทำความร้อนที่อยู่ภายในขดลวดถูกทำให้ร้อนโดยการกระทำของกระแสน้ำวนที่ปรากฏเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในเวกเตอร์สนามแม่เหล็ก
- น้ำที่หมุนเวียนภายในองค์ประกอบได้รับความร้อนจากมัน จากนั้นจะเข้าสู่ระบบทำความร้อน
ข้อดีและข้อเสียของวิธีการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำมีข้อดีดังกล่าว:
- ประสิทธิภาพสูง
- ไม่ต้องการการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง
- ใช้พื้นที่ว่างเพียงเล็กน้อย
- เนื่องจากการสั่นสะเทือนของสนามแม่เหล็กสเกลจึงไม่อยู่ภายใน
- อุปกรณ์เงียบ
- พวกเขาปลอดภัย
- เนื่องจากความรัดกุมของเคสจึงไม่เกิดรอยรั่ว
- การทำงานของฮีตเตอร์เป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมด
- หน่วยเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมไม่ปล่อยเขม่าเขม่า คาร์บอนมอนอกไซด์ฯลฯ
ข้อเสียเปรียบหลักของอุปกรณ์คือราคาสูงสำหรับรุ่นโรงงาน.
แต่ ข้อเสียนี้สามารถปรับระดับได้โดยการประกอบเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยมือของคุณเอง หน่วยนี้ติดตั้งจากองค์ประกอบที่เข้าถึงได้ง่ายราคาต่ำ
การประกอบเครื่อง
เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำแบบโฮมเมดทำจากอินเวอร์เตอร์เชื่อม นอกจากนั้น คุณจะต้องใช้วัสดุและเครื่องมือบางอย่าง
ต้องใช้วัสดุและเครื่องมืออะไรบ้าง
ในการประกอบหม้อไอน้ำแบบเหนี่ยวนำด้วยตัวเอง คุณต้อง:
- อินเวอร์เตอร์จากเครื่องเชื่อม อุปกรณ์นี้จะทำให้การประกอบเครื่องทำน้ำอุ่นง่ายขึ้นมาก
- ท่อพลาสติกหนา. มันจะเล่นบทบาทของหน่วยร่างกาย
- ลวดสแตนเลส. เธอจะทำหน้าที่ องค์ประกอบความร้อนในสนามแม่เหล็ก
- ตาข่ายโลหะ โดยจะมีชิ้นส่วนของลวดสแตนเลส
- ปั๊มน้ำสำหรับการไหลเวียนของของเหลว
- ลวดทองแดงสำหรับติดตั้งตัวเหนี่ยวนำ
- เครื่องปรับความร้อน
- ฟิตติ้งและ บอลวาล์วเพื่อเชื่อมต่อเครื่องทำน้ำอุ่นกับระบบทำความร้อน
- คีมลวด.
ขั้นตอนการทำงาน
ทำตามลำดับการทำงานที่แน่นอนเมื่อประกอบเครื่องทำความร้อน:
- ขั้นแรก ติดตาข่ายโลหะที่ด้านหนึ่งของท่อพลาสติก จะป้องกันไม่ให้ส่วนลวดขององค์ประกอบความร้อนหลุดออก
- ที่ปลายด้านเดียวกันของร่างกาย ให้ยึดท่อสาขาเพื่อเชื่อมต่อกับระบบทำความร้อน
- ใช้คีมตัดลวดสแตนเลส ควรยาว 1-5 ซม. ใส่ความยาวลงใน กล่องพลาสติก... ในกรณีนี้ ไม่ควรมีที่ว่างในท่อ
- ปิดปลายอีกด้านของท่อด้วยตาข่ายโลหะ จากนั้นติดตั้งท่อที่สองสำหรับเครือข่ายความร้อน
- ต่อไปเริ่มทำขดลวดเหนี่ยวนำ เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้พันท่อด้วยลวดทองแดง คำแนะนำเตือนว่าควรมีอย่างน้อย 80–90 รอบในการหมุน
- จากนั้นต่อปลายขดลวดทองแดงเข้ากับเสาอินเวอร์เตอร์ของเครื่องเชื่อม ปิดจุดเชื่อมต่อทั้งหมดด้วยเทปพันสายไฟ
- เชื่อมต่อเครื่องทำน้ำอุ่นกับเครือข่ายทำความร้อน
- หากระบบทำความร้อนยังไม่ได้ติดตั้งปั๊มหมุนเวียน ให้เชื่อมต่อ
- เชื่อมต่อตัวปรับอุณหภูมิเข้ากับอินเวอร์เตอร์ จะทำให้การทำงานของเครื่องทำน้ำอุ่นเป็นแบบอัตโนมัติ
- สุดท้าย ตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ที่ประกอบ
หลังจากเปิดอินเวอร์เตอร์แล้ว ขดลวดเหนี่ยวนำจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นมาใหม่ มันสร้างกระแสน้ำวน สิ่งเหล่านี้ทำให้ชิ้นส่วนลวดร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว พวกเขาถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำหมุนเวียน
เอาท์พุต
เครื่องทำความร้อนโลหะแบบเหนี่ยวนำจากอินเวอร์เตอร์เชื่อมเป็นอุปกรณ์ทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้เขา การก่อสร้างที่เรียบง่ายดังนั้นจึงประกอบเองได้ง่าย
ดูวิดีโอในบทความนี้สำหรับคำแนะนำเพิ่มเติม หากคุณยังคงมีคำถาม ให้ถามพวกเขาในความคิดเห็น
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
บทความหรือส่วนนี้มีหรืออ้างอิงจากภายนอก แต่แหล่งที่มาของการอ้างสิทธิ์แต่ละรายการไม่ชัดเจนเนื่องจากไม่มีเชิงอรรถ
ประวัติความร้อนเหนี่ยวนำการค้นพบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2374 เป็นของฟาราเดย์ เมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก EMF จะถูกเหนี่ยวนำ เช่นเดียวกับเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนที่ เส้นแรงที่ตัดกับวงจรการนำไฟฟ้า กระแสวนเรียกว่าเหนี่ยวนำ การประดิษฐ์อุปกรณ์หลายอย่างอยู่บนพื้นฐานของกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึงการกำหนดอุปกรณ์ - เครื่องกำเนิดและหม้อแปลงไฟฟ้าที่สร้างและจำหน่าย พลังงานไฟฟ้าซึ่งเป็นรากฐานพื้นฐานของอุตสาหกรรมไฟฟ้าทั้งหมด ในปี ค.ศ. 1841 เจมส์ จูล (และโดยอิสระจากเขา เอมิล เลนซ์) ได้จัดทำการประเมินเชิงปริมาณของผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้า: "พลังของความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยปริมาตรของตัวกลางในระหว่างการไหลของกระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับผลิตภัณฑ์ ของความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าตามขนาดของสนามไฟฟ้า" (กฎของจูล - Lenz) ผลกระทบทางความร้อนของกระแสเหนี่ยวนำทำให้เกิดการค้นหาอุปกรณ์สำหรับการให้ความร้อนแบบไม่สัมผัสของโลหะ การทดลองครั้งแรกในการให้ความร้อนกับเหล็กโดยใช้กระแสเหนี่ยวนำทำโดย E. Colby ในสหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการทำงานครั้งแรกที่เรียกว่า เตาหลอมเหนี่ยวนำเหล็กช่องทางถูกสร้างขึ้นในปี 1900 ที่ Benedicks Bultfabrik ใน Gysing ประเทศสวีเดน ในนิตยสารที่มีชื่อเสียงในเวลานั้น "THE ENGINEER" เมื่อวันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2447 นิตยสารชื่อดังได้ปรากฏตัวขึ้นซึ่งนักประดิษฐ์ชาวสวีเดนวิศวกร F. A. Kjellin พูดถึงการพัฒนาของเขา เตาหลอมใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว การหลอมละลายถูกกระทำในเบ้าหลอมในรูปแบบของวงแหวน โลหะที่อยู่ในนั้นเป็นตัวแทนของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยกระแส 50-60 เฮิรตซ์ เตาเผาขนาด 78 กิโลวัตต์แรกเริ่มใช้งานเมื่อวันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2443 และพิสูจน์แล้วว่าไม่ประหยัดมาก เนื่องจากความสามารถในการหลอมเหล็กเพียง 270 กิโลกรัมต่อวัน เตาถัดไปผลิตในเดือนพฤศจิกายนของปีเดียวกันด้วยกำลัง 58 กิโลวัตต์และความจุ 100 กิโลกรัมสำหรับเหล็ก เตาเผามีประสิทธิภาพสูงความสามารถในการหลอมเหล็กได้ตั้งแต่ 600 ถึง 700 กิโลกรัมต่อวัน อย่างไรก็ตาม การสึกหรอของซับในจากแรงสั่นสะเทือนจากความร้อนกลับกลายเป็นว่าอยู่ในระดับที่ยอมรับไม่ได้ และการเปลี่ยนซับในบ่อยครั้งทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง นักประดิษฐ์ได้ข้อสรุปว่าสำหรับ ประสิทธิภาพสูงสุดการถลุงจำเป็นต้องทิ้งส่วนสำคัญของการหลอมเหลวไว้เมื่อระบายออก ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหามากมาย รวมถึงการสึกหรอของเยื่อบุ วิธีการถลุงเหล็กที่มีเศษเหล็กซึ่งเรียกว่า "บึง" นี้ ยังคงมีอยู่จนถึงทุกวันนี้ในบางอุตสาหกรรมที่ใช้เตาเผาความจุสูง ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2445 เตาเผาที่ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งมีความจุ 1800 กก. ถูกนำไปใช้งาน ปล่อย 1,000-1100 กก. ส่วนที่เหลือ 700-800 กก. กำลังไฟ 165 กิโลวัตต์ ความสามารถในการหลอมเหล็กสามารถเข้าถึง 4100 กก. ต่อ วัน! ส่งผลให้มีการใช้พลังงาน 970 kWh / t สร้างความประทับใจด้วยประสิทธิภาพซึ่งอยู่ไม่ไกลหลังผลผลิตปัจจุบันประมาณ 650 kWh / t ตามการคำนวณของนักประดิษฐ์ สูญเสียการใช้พลังงาน 87.5 กิโลวัตต์ที่ 165 กิโลวัตต์ พลังงานความร้อนที่มีประโยชน์คือ 77.5 กิโลวัตต์ และได้ประสิทธิภาพโดยรวมที่สูงมากถึง 47% เศรษฐกิจอธิบายโดยการออกแบบวงแหวนของเบ้าหลอม ซึ่งทำให้สามารถสร้างตัวเหนี่ยวนำหลายรอบด้วยกระแสไฟต่ำและ ไฟฟ้าแรงสูง- 3000 V. เตาเผาสมัยใหม่ที่มีเบ้าหลอมทรงกระบอกมีขนาดกะทัดรัดกว่ามาก ใช้เงินลงทุนน้อยกว่า ใช้งานง่ายกว่า มีการติดตั้งการปรับปรุงมากมายตลอด 100 ปีของการพัฒนา แต่ประสิทธิภาพไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จริงอยู่นักประดิษฐ์ในสิ่งพิมพ์ของเขาเพิกเฉยต่อความจริงที่ว่าการจ่ายไฟฟ้าไม่ได้ทำเพื่อพลังงานที่ใช้งาน แต่สำหรับพลังงานเต็มซึ่งที่ความถี่ 50-60 Hz นั้นประมาณสองเท่าของพลังงานที่ใช้งาน และใน เตาอบที่ทันสมัยพลังงานปฏิกิริยาถูกชดเชยโดยธนาคารตัวเก็บประจุ ด้วยการประดิษฐ์ของเขา วิศวกร F.A. Kjellin ได้ริเริ่มการพัฒนาเตาหลอมแบบช่องอุตสาหกรรมสำหรับการถลุงโลหะและเหล็กกล้าที่ไม่ใช่เหล็กในประเทศอุตสาหกรรมของยุโรปและอเมริกา การเปลี่ยนจากเตาหลอมแบบช่องสัญญาณ 50-60 เฮิรตซ์เป็นเตาหลอมความถี่สูงแบบสมัยใหม่มีระยะเวลาตั้งแต่ 1900 ถึง 1940 หลักการทำงานการเหนี่ยวนำความร้อนคือการให้ความร้อนของวัสดุโดยกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ ด้วยเหตุนี้ นี่คือความร้อนของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้า (ตัวนำ) โดยสนามแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำ (แหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ) การเหนี่ยวนำความร้อนจะดำเนินการดังนี้ ชิ้นงานที่นำไฟฟ้า (โลหะ, กราไฟต์) ถูกวางไว้ในตัวเหนี่ยวนำที่เรียกว่า ซึ่งเป็นเส้นลวดหนึ่งเส้นขึ้นไป (ส่วนใหญ่มักเป็นทองแดง) กระแสอันทรงพลังถูกเหนี่ยวนำในตัวเหนี่ยวนำโดยใช้เครื่องกำเนิดพิเศษ ความถี่ต่างกัน(จากสิบ Hz ถึงหลาย MHz) ซึ่งเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นรอบตัวเหนี่ยวนำ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสน้ำวนในชิ้นงาน กระแสน้ำวนร้อนขึ้นชิ้นงานภายใต้อิทธิพลของความร้อนจูล ระบบตัวเหนี่ยวนำชิ้นงานเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบไม่มีแกนซึ่งตัวเหนี่ยวนำเป็นขดลวดปฐมภูมิ ชิ้นงานเป็นเหมือนขดลวดทุติยภูมิที่ลัดวงจร ฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างขดลวดปิดในอากาศ ที่ความถี่สูง กระแสน้ำวนถูกแทนที่โดยสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในชั้นผิวบางของชิ้นงาน Δ (ผลกระทบต่อผิวหนัง) ซึ่งเป็นผลมาจากความหนาแน่นของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและชิ้นงานจะร้อนขึ้น ชั้นโลหะที่อยู่เบื้องล่างได้รับความร้อนเนื่องจากการนำความร้อน ไม่ใช่กระแสที่สำคัญ แต่เป็นความหนาแน่นกระแสสูง ในชั้นผิวหนัง Δ ความหนาแน่นกระแสจะเพิ่มขึ้นโดย คูณกับความหนาแน่นกระแสในชิ้นงาน ในขณะที่ความร้อน 86.4% จากการปลดปล่อยความร้อนทั้งหมดจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นผิวหนัง ความลึกของชั้นผิวหนังขึ้นอยู่กับความถี่ของการแผ่รังสี ยิ่งความถี่สูง ชั้นผิวหนังก็จะยิ่งบางลง นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ μ ของวัสดุชิ้นงานด้วย สำหรับเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และโลหะผสมแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุด Curie μ มีค่าตั้งแต่หลายร้อยถึงหมื่น สำหรับวัสดุอื่นๆ (หลอมเหลว โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ยูเทคติกเหลวละลายต่ำ กราไฟต์ เซรามิกที่นำไฟฟ้า ฯลฯ) μ มีค่าเท่ากับค่าเอกภาพโดยประมาณ สูตรคำนวณความลึกของผิว หน่วย มม. , ที่ไหน μ 0 = 4π⋅10 −7 - ค่าคงที่แม่เหล็ก H / m, ρ - เฉพาะเจาะจง ความต้านทานไฟฟ้าวัสดุชิ้นงานที่อุณหภูมิการประมวลผล Ohm * m, NS- ความถี่ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสร้างโดยตัวเหนี่ยวนำ Hz ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ 2 MHz ความลึกของชั้นผิวหนังสำหรับทองแดงอยู่ที่ประมาณ 0.25 มม. สำหรับเหล็ก ≈ 0.001 มม. ตัวเหนี่ยวนำจะร้อนมากระหว่างการทำงาน เนื่องจากจะดูดซับรังสีของตัวเอง นอกจากนี้ยังดูดซับการแผ่รังสีความร้อนจากชิ้นงานที่ร้อนอีกด้วย ตัวเหนี่ยวนำทำจากท่อทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ น้ำถูกจ่ายโดยการดูด - ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในกรณีที่เกิดการไหม้หรือลดแรงดันของตัวเหนี่ยวนำ แอปพลิเคชัน
ข้อดี
ข้อเสีย
ความร้อนลอยตัวอุปกรณ์ทำความร้อนเหนี่ยวนำเครื่องกำเนิดกระแสเหนี่ยวนำตัวเหนี่ยวนำความร้อนเป็นขดลวดเหนี่ยวนำที่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ทำงานด้วยตัวเก็บประจุแบบชดเชย การแกว่งของวงจรทำได้โดยใช้หลอดอิเล็กทรอนิกส์หรือโดยใช้คีย์อิเล็กทรอนิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์ ในการติดตั้งที่มีความถี่ในการทำงานสูงถึง 300 kHz อินเวอร์เตอร์จะใช้กับส่วนประกอบ IGBT หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET การติดตั้งดังกล่าวออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนกับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ในการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก จะใช้ความถี่สูง (สูงถึง 5 MHz, ช่วงของคลื่นกลางและสั้น) การติดตั้งความถี่สูงจะถูกสร้างขึ้นบนหลอดอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ เพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก การติดตั้งความถี่ที่เพิ่มขึ้นบนทรานซิสเตอร์ MOSFET นั้นถูกสร้างขึ้นสำหรับความถี่ในการทำงานสูงถึง 1.7 MHz การควบคุมทรานซิสเตอร์และการป้องกันที่ความถี่สูงทำให้เกิดปัญหาบางประการ ดังนั้นการตั้งค่าความถี่ที่สูงขึ้นจึงค่อนข้างแพง ตัวเหนี่ยวนำให้ความร้อนกับชิ้นส่วนขนาดเล็กมีขนาดเล็กและมีค่าความเหนี่ยวนำต่ำ ทำให้ปัจจัยด้านคุณภาพของวงจรออสซิลเลเตอร์ทำงานลดลงที่ความถี่ต่ำและประสิทธิภาพลดลง และยังเป็นอันตรายต่อมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ (ที่ความถี่ต่ำ , ค่ารีแอกแตนซ์อุปนัยของตัวเหนี่ยวนำ (ขดลวดของวงจรการสั่น) มีขนาดเล็กและ ไฟฟ้าลัดวงจรบนขดลวด (ตัวเหนี่ยวนำ) ปัจจัยคุณภาพของวงจรการสั่นเป็นสัดส่วนกับ L / C วงจรการสั่นที่มีปัจจัยคุณภาพต่ำจะถูก "สูบ" ด้วยพลังงานที่ต่ำมาก เพื่อเพิ่มปัจจัยคุณภาพของวงจรออสซิลเลเตอร์ ใช้สองวิธี:
เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความถี่สูง งานอุตสาหกรรมเขาได้รับความร้อนเหนี่ยวนำหลังจากการพัฒนาและเริ่มผลิตหลอดไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลัง ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 การเหนี่ยวนำความร้อนถูกจำกัดการใช้งาน ในเวลานั้นเครื่องกำเนิดความถี่ที่เพิ่มขึ้น (งานของ V.P. Vologdin) หรือการติดตั้งการปล่อยประกายไฟถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยหลักการแล้ววงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเป็นอะไรก็ได้ (multivibrator, RC-generator, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ, เครื่องกำเนิดการผ่อนคลายต่างๆ) ซึ่งทำงานบนโหลดในรูปแบบของขดลวดเหนี่ยวนำและมีพลังงานเพียงพอ นอกจากนี้ยังจำเป็นที่ความถี่การสั่นสะเทือนจะสูงพอ ตัวอย่างเช่น ในการ "ตัด" ลวดเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. ในเวลาไม่กี่วินาที ต้องใช้กำลังการสั่นอย่างน้อย 2 กิโลวัตต์ที่ความถี่อย่างน้อย 300 kHz เลือกแบบแผนตาม เกณฑ์ดังต่อไปนี้: ความน่าเชื่อถือ; เสถียรภาพของความผันผวน ความเสถียรของพลังงานที่ปล่อยออกมาในชิ้นงาน ความสะดวกในการผลิต ความสะดวกในการปรับแต่ง; จำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำเพื่อลดต้นทุน การใช้ชิ้นส่วนร่วมกันทำให้น้ำหนักและขนาดลดลง เป็นต้น เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่จุดสามจุดแบบอุปนัยถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดของการสั่นความถี่สูง นี่คือวงจรกระตุ้นตัวเองของแหล่งจ่ายไฟคู่ขนานของแอโนดและวงจรเลือกความถี่ที่สร้างบนวงจรออสซิลเลเตอร์ มีการใช้อย่างประสบความสำเร็จและยังคงใช้ต่อไปในห้องปฏิบัติการ เวิร์คช็อปเครื่องประดับ ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมเช่นเดียวกับในการฝึกฝนมือสมัครเล่น ตัวอย่างเช่น ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง การชุบแข็งพื้นผิวของลูกกลิ้งของรถถัง T-34 ได้ดำเนินการในการติดตั้งดังกล่าว ข้อเสียของสามจุด:
ภายใต้การนำของ Babat, Lozinsky และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสองและสามวงจรได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น (มากถึง 70%) รวมทั้งรักษาความถี่ในการทำงานให้ดีขึ้น หลักการทำงานมีดังนี้ เนื่องจากการใช้วงจรคู่และการเชื่อมต่อระหว่างกันลดลง การเปลี่ยนแปลงการเหนี่ยวนำของวงจรการทำงานไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างแรงในความถี่ของวงจรการตั้งค่าความถี่ เครื่องส่งวิทยุได้รับการออกแบบตามหลักการเดียวกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า HDTV สมัยใหม่เป็นเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่ใช้ชุดประกอบ IGBT หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET อันทรงพลัง ซึ่งมักจะสร้างในรูปแบบบริดจ์หรือแบบฮาล์ฟบริดจ์ ทำงานที่ความถี่สูงถึง 500 kHz ประตูของทรานซิสเตอร์เปิดโดยใช้ระบบควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบควบคุมขึ้นอยู่กับงานที่ทำอยู่ ช่วยให้คุณบำรุงรักษาได้โดยอัตโนมัติ:
ตัวอย่างเช่น เมื่อวัสดุแม่เหล็กถูกทำให้ร้อนเหนือจุด Curie ความหนาของชั้นผิวหนังจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นกระแสจะลดลง และชิ้นงานเริ่มร้อนขึ้นแย่ลง หายไปด้วย คุณสมบัติของแม่เหล็กวัสดุและกระบวนการหยุดการพลิกกลับของแม่เหล็ก - ชิ้นงานเริ่มร้อนขึ้นแย่ลง ปัญหาความร้อนเหนี่ยวนำของชิ้นงานที่ทำจากวัสดุแม่เหล็ก:หากอินเวอร์เตอร์สำหรับการเหนี่ยวนำความร้อนไม่ใช่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติ ไม่มีวงจรควบคุมความถี่อัตโนมัติและทำงานจากออสซิลเลเตอร์หลักภายนอก (ที่ความถี่ใกล้กับความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรสั่น "ตัวเหนี่ยวนำ - ธนาคารตัวเก็บประจุชดเชย") ในขณะที่แนะนำชิ้นงานจากวัสดุแม่เหล็กเข้าไปในตัวเหนี่ยวนำ (ถ้าขนาดของชิ้นงานมีขนาดใหญ่พอและสมส่วนกับขนาดของตัวเหนี่ยวนำ) การเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การลดลงอย่างกะทันหันใน ความถี่เรโซแนนซ์ธรรมชาติของวงจรการสั่นและการเบี่ยงเบนจากความถี่ของมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ วงจรไม่มีเสียงสะท้อนกับออสซิลเลเตอร์หลัก ซึ่งทำให้มีความต้านทานเพิ่มขึ้นและกำลังส่งไปยังชิ้นงานลดลงอย่างกะทันหัน หากกำลังของการติดตั้งถูกควบคุมโดยแหล่งพลังงานภายนอก ปฏิกิริยาตามธรรมชาติของผู้ปฏิบัติงานคือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของการติดตั้ง เมื่อชิ้นงานถูกทำให้ร้อนถึงจุด Curie สมบัติทางแม่เหล็กของชิ้นงานจะหายไป ความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์จะกลับสู่ความถี่ของมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ ความต้านทานของวงจรลดลงอย่างรวดเร็วกระแสไฟที่ใช้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หากผู้ปฏิบัติงานไม่มีเวลาถอดแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น การติดตั้งจะร้อนเกินไปและล้มเหลว หากเครื่องมีการติดตั้ง ระบบอัตโนมัติการควบคุม ระบบควบคุมต้องติดตามการเปลี่ยนแปลงผ่านจุด Curie และลดความถี่ของออสซิลเลเตอร์หลักโดยอัตโนมัติ ปรับให้สอดคล้องกับวงจรออสซิลเลเตอร์ (หรือลดกำลังที่จ่ายหากการเปลี่ยนแปลงความถี่ไม่เป็นที่ยอมรับ) หากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กถูกทำให้ร้อน สิ่งที่กล่าวมาข้างต้นก็ไม่สำคัญ การนำชิ้นงานที่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กเข้าไปในตัวเหนี่ยวนำนั้นในทางปฏิบัติแล้วไม่ได้เปลี่ยนการเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำและไม่เปลี่ยนความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ทำงาน และไม่จำเป็นต้องมีระบบควบคุม หากขนาดของชิ้นงานเล็กกว่าขนาดของตัวเหนี่ยวนำมาก ก็จะไม่เปลี่ยนการสะท้อนของวงจรการทำงานอย่างมาก เตาแม่เหล็กไฟฟ้าเตาแม่เหล็กไฟฟ้า- เตาไฟฟ้าในครัวที่ให้ความร้อนแก่จานโลหะโดยกระแสน้ำวนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กความถี่สูงที่มีความถี่ 20-100 kHz เตาดังกล่าวมีประสิทธิภาพสูงเมื่อเทียบกับองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าเนื่องจากใช้ความร้อนน้อยลงในการทำความร้อนเคสและนอกจากนี้ยังไม่มีการเร่งความเร็วและระยะเวลาการทำความเย็น (เมื่อพลังงานที่สร้างขึ้น แต่ไม่ดูดซับโดยจานจะสูญเปล่าใน ไร้สาระ) เตาหลอมเหนี่ยวนำเตาหลอมเหนี่ยวนำ (ไม่สัมผัส) - เตาอบไฟฟ้าสำหรับการหลอมโลหะซึ่งความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสน้ำวนที่เกิดขึ้นในเบ้าหลอมโลหะ (และโลหะ) หรือเฉพาะในโลหะ (หากเบ้าหลอมไม่ได้ทำจากโลหะ วิธีการให้ความร้อนนี้จะมีประสิทธิภาพมากกว่าหากเบ้าหลอมมีฉนวนไม่ดี) หมายเหตุ
ดูสิ่งนี้ด้วยเขียนรีวิวเกี่ยวกับบทความ "Induction Heating"ลิงค์วรรณกรรม
ตัดตอนมาจากเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ- เอาล่ะคุณหญิง! ช่างเป็นอะไรที่อร่อยจริงๆ ฉันเหนื่อย; ฉันไม่ได้ให้พันรูเบิลสำหรับ Taraska เพื่ออะไร ค่าใช้จ่าย!เขานั่งลงข้างภรรยา คุกเข่าลงและขยี้ผมหงอก - คุณต้องการอะไรคุณหญิง? - นั่นไงเพื่อน - อะไรที่คุณเปื้อนที่นี่? เธอพูดพร้อมชี้ไปที่เสื้อกั๊ก “นั่นสินะ” เธอเสริมพร้อมยิ้ม - นี่คือสิ่งที่นับ: ฉันต้องการเงิน ใบหน้าของเธอก็เศร้า - อาคุณหญิง! ... และท่านเคานต์ก็ยุ่งกับการหยิบกระเป๋าเงินออกมา - ฉันต้องการมาก นับฉันต้องการห้าร้อยรูเบิล และเธอก็เอาผ้าเช็ดหน้า cambric ออกมาถูเสื้อกั๊กของสามีด้วย - ตอนนี้. เฮ้ ใครอยู่ที่นั่น? - เขาตะโกนด้วยน้ำเสียงที่มีแต่คนตะโกน มั่นใจว่าคนที่พวกเขาเรียกจะรีบเร่งรับสาย - ส่ง Mitenka มาให้ฉัน! Mitenka ลูกชายของขุนนางคนนั้นซึ่งได้รับการเลี้ยงดูมาโดยเคานต์ซึ่งตอนนี้ดูแลกิจการทั้งหมดของเขาเข้ามาในห้องด้วยขั้นตอนที่เงียบสงบ “นั่นคือสิ่งที่รักของฉัน” เคานต์พูดกับชายหนุ่มที่เคารพในขณะที่เขาเข้าไป “พาข้ามา…” เขาครุ่นคิด - ใช่ 700 รูเบิลใช่ ฟังนะ อย่าเอาของที่ขาดรุ่งริ่งและสกปรกแบบนั้นมานะ แต่ของดีสำหรับเคาน์เตส “ใช่ มิเต็นก้า ได้โปรด รักษาความสะอาด” คุณหญิงกล่าวพลางถอนหายใจอย่างเศร้าสร้อย - ฯพณฯ คุณจะสั่งส่งของเมื่อไหร่? - Mitenka กล่าว “ถ้าคุณโปรดทราบว่า … อย่างไรก็ตาม อย่ากังวลไปเลย” เขากล่าวเสริม โดยสังเกตว่าการนับเริ่มหายใจหนักและรวดเร็วแล้ว ซึ่งเป็นสัญญาณของการเริ่มต้นของความโกรธเสมอ - ฉันถูกและลืม ... นาทีนี้คุณจะสั่งให้ไปส่งไหม? - ใช่ ใช่ แล้วนำมา มอบให้คุณหญิง “ฉันมีทองอะไรล่ะ มิเต็นก้าผู้นี้” นับพร้อมยิ้มเมื่อชายหนุ่มจากไป - ไม่ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้ ฉันไม่สามารถยืนได้ ทุกอย่างเป็นไปได้. - อา, เงิน, นับ, เงิน, พวกเขามีความทุกข์ในโลกมากแค่ไหน! เคาน์เตสกล่าวว่า - และฉันต้องการเงินจำนวนนี้จริงๆ “คุณมีชื่อเสียงมาก เคาน์เตส” เคานต์พูด และจูบมือภรรยาของเขา เขาก็กลับไปศึกษาต่อ เมื่อ Anna Mikhailovna กลับมาจาก Bezukhoi อีกครั้ง เคาน์เตสมีเงินแล้ว ทั้งหมดอยู่ในกระดาษแผ่นใหม่ ใต้ผ้าเช็ดหน้าบนโต๊ะ และ Anna Mikhailovna สังเกตว่าเคาน์เตสมีบางอย่างรบกวน - แล้วเพื่อนของฉันล่ะ คุณหญิงถาม - โอ้เขาอยู่ในตำแหน่งที่แย่มาก! คุณไม่สามารถจำเขาได้ เขาเป็นคนเลว เลวมาก; ฉันพักอยู่หนึ่งนาทีและไม่ได้พูดสองคำ ... “เพราะเห็นแก่พระเจ้า อย่าปฏิเสธฉัน” เคาน์เตสพูดขึ้นทันที หน้าแดง ซึ่งดูแปลกมากในวัยกลางคน ผอมบาง และหน้าสำคัญของเธอ รับเงินจากผ้าเช็ดหน้าของเธอ Anna Mikhailovna เข้าใจทันทีว่าเกิดอะไรขึ้นและเธอก็ก้มลงกอดคุณหญิงอย่างช่ำชองในเวลาที่เหมาะสม - นี่คือบอริสจากฉันสำหรับการเย็บเครื่องแบบ ... Anna Mikhailovna กอดเธอแล้วร้องไห้ คุณหญิงก็ร้องไห้เหมือนกัน พวกเขาร้องไห้ว่าพวกเขาเป็นมิตร และพวกเขาใจดี; และพวกเขาเพื่อนของเยาวชนกำลังยุ่งอยู่กับเรื่องต่ำ - เงิน; และความเยาว์วัยของพวกเขาผ่านไป ... แต่น้ำตาของทั้งคู่ก็น่าพอใจ ... เคาน์เตส Rostova กับลูกสาวของเธอและอยู่แล้วด้วย จำนวนมากแขกนั่งอยู่ในห้องนั่งเล่น การนับนำแขกชายเข้าสู่การศึกษาของเขาโดยเสนอคอลเลกชันล่าสัตว์ของท่อตุรกี นานๆทีจะออกไปถามเธอว่ามาถึงหรือยัง พวกเขาคาดหวังว่า Marya Dmitrievna Akhrosimova ชื่อเล่น le มังกรที่น่ากลัวในสังคม [มังกรที่น่ากลัว] ผู้หญิงที่โด่งดังไม่ใช่เพื่อความมั่งคั่งไม่ใช่เพื่อเกียรติยศ แต่สำหรับความตรงไปตรงมาและความเรียบง่ายตรงไปตรงมาของที่อยู่ของเธอ Marya Dmitrievna รู้ชื่อราชวงศ์รู้จักมอสโกและปีเตอร์สเบิร์กทั้งหมดและทั้งสองเมืองประหลาดใจที่เธอแอบหัวเราะเยาะความหยาบคายของเธอเล่าเรื่องตลกเกี่ยวกับเธอ อย่างไรก็ตาม ทุกคนเคารพและเกรงกลัวเธอโดยไม่มีข้อยกเว้น มีอยู่ช่วงหนึ่งก่อนงานเลี้ยงอาหารค่ำเมื่อแขกที่มาชุมนุมกันไม่ได้เริ่มการสนทนาเป็นเวลานานเพื่อรอการเรียกของว่าง แต่ในขณะเดียวกันก็เห็นว่าจำเป็นต้องคนและไม่เงียบเพื่อแสดงว่าพวกเขาไม่ใจร้อนเลย ที่จะนั่งลงที่โต๊ะ เจ้าของเหลือบมองที่ประตูและแลกเปลี่ยนสายตากันเป็นครั้งคราว จากมุมมองเหล่านี้ แขกพยายามเดาว่าพวกเขากำลังรอใครหรืออะไรอีก: ญาติผู้ล่วงลับที่สำคัญหรืออาหารที่ยังไม่สุก ที่ปลายโต๊ะผู้ชาย บทสนทนาเริ่มมีชีวิตชีวาขึ้นเรื่อยๆ พันเอกกล่าวว่าแถลงการณ์ประกาศสงครามได้รับการตีพิมพ์ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กแล้ว และสำเนาที่เขาเห็นเองได้ถูกส่งโดยผู้ส่งสารไปยังผู้บัญชาการทหารสูงสุดแล้ว โต๊ะบอสตันถูกแยกออกจากกัน ปาร์ตี้ถูกจัดขึ้น และแขกของเคาท์ได้พักในห้องรับแขกสองห้อง โซฟาและห้องสมุด |
การเหนี่ยวนำความร้อนเป็นวิธีการให้ความร้อนแบบไม่สัมผัสโดยกระแสความถี่สูง (RFH - การทำความร้อนด้วยความถี่วิทยุ) ของวัสดุที่นำไฟฟ้า
คำอธิบายของวิธีการ
การเหนี่ยวนำความร้อนคือการให้ความร้อนของวัสดุโดยกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ ด้วยเหตุนี้ นี่คือความร้อนของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้า (ตัวนำ) โดยสนามแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำ (แหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ) การเหนี่ยวนำความร้อนจะดำเนินการดังนี้ ชิ้นงานที่นำไฟฟ้า (โลหะ, กราไฟต์) ถูกวางไว้ในตัวเหนี่ยวนำที่เรียกว่า ซึ่งเป็นเส้นลวดหนึ่งเส้นขึ้นไป (ส่วนใหญ่มักเป็นทองแดง) ในตัวเหนี่ยวนำโดยใช้เครื่องกำเนิดพิเศษจะเหนี่ยวนำกระแสอันทรงพลังของความถี่ต่างๆ (จากสิบ Hz ถึงหลาย MHz) ซึ่งเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวเหนี่ยวนำ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสน้ำวนในชิ้นงาน กระแสน้ำวนทำให้ชิ้นงานร้อนภายใต้อิทธิพลของความร้อนจูล (ดูกฎจูล-เลนซ์)
ระบบตัวเหนี่ยวนำชิ้นงานเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบไม่มีแกนซึ่งตัวเหนี่ยวนำเป็นขดลวดปฐมภูมิ ชิ้นงานเป็นแบบขดลวดทุติยภูมิแบบลัดวงจร ฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างขดลวดปิดในอากาศ
ที่ความถี่สูงกระแสน้ำวนจะถูกแทนที่โดยสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากพวกมันเข้าไปในชั้นผิวบาง ๆ ของชิ้นงาน Δ (Surface-effect) ซึ่งเป็นผลมาจากความหนาแน่นของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและชิ้นงานก็ร้อนขึ้น ชั้นโลหะที่อยู่เบื้องล่างได้รับความร้อนเนื่องจากการนำความร้อน ไม่ใช่กระแสที่สำคัญ แต่เป็นความหนาแน่นกระแสสูง ในชั้นผิวหนัง Δ ความหนาแน่นกระแสจะลดลงตามปัจจัยของ e เมื่อเทียบกับความหนาแน่นกระแสบนพื้นผิวของชิ้นงาน ในขณะที่ความร้อน 86.4% ถูกปลดปล่อยออกมาในชั้นผิวหนัง (ของการปลดปล่อยความร้อนทั้งหมด ความลึกของผิวหนัง ชั้นขึ้นอยู่กับความถี่ของรังสี: ยิ่งความถี่สูง ชั้นผิวที่บางลง นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ μ ของวัสดุชิ้นงาน
สำหรับเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และโลหะผสมแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุด Curie μ มีค่าตั้งแต่หลายร้อยถึงหมื่น สำหรับวัสดุอื่นๆ (หลอมเหลว โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ยูเทคติกเหลวละลายต่ำ กราไฟต์ อิเล็กโทรไลต์ เซรามิกที่นำไฟฟ้า ฯลฯ) μ มีค่าเท่ากับค่าเอกภาพโดยประมาณ
ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ 2 MHz ความลึกของชั้นผิวหนังสำหรับทองแดงอยู่ที่ประมาณ 0.25 มม. สำหรับเหล็ก ≈ 0.001 มม.
ตัวเหนี่ยวนำจะร้อนมากระหว่างการทำงาน เนื่องจากจะดูดซับรังสีของตัวเอง นอกจากนี้ยังดูดซับการแผ่รังสีความร้อนจากชิ้นงานที่ร้อนอีกด้วย ตัวเหนี่ยวนำทำจากท่อทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ น้ำถูกจ่ายโดยการดูด - ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในกรณีที่เกิดการไหม้หรือลดแรงดันของตัวเหนี่ยวนำ
แอปพลิเคชัน:
การหลอม การประสาน และการเชื่อมโลหะแบบไม่สัมผัสบริสุทธิ์พิเศษ
ได้รับต้นแบบของโลหะผสม
การดัดและอบชุบชิ้นส่วนเครื่องจักร
การทำเครื่องประดับ
การประมวลผลชิ้นส่วนขนาดเล็กที่อาจได้รับความเสียหายจากเปลวไฟหรือความร้อนจากอาร์ค
การชุบผิวแข็ง
การชุบแข็งและการอบชุบด้วยความร้อนของชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน
การฆ่าเชื้อเครื่องมือแพทย์
ข้อดี.
ความร้อนหรือหลอมละลายของวัสดุที่นำไฟฟ้าด้วยความเร็วสูง
ความร้อนเป็นไปได้ในบรรยากาศป้องกันแก๊ส ในสภาพแวดล้อมที่ออกซิไดซ์ (หรือลดลง) ในของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า ในสุญญากาศ
การให้ความร้อนผ่านผนังของห้องป้องกันที่ทำจากแก้ว ซีเมนต์ พลาสติก ไม้ - วัสดุเหล่านี้ดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยมากและยังคงเย็นระหว่างการติดตั้ง ให้ความร้อนเฉพาะวัสดุที่นำไฟฟ้าเท่านั้น - โลหะ (รวมถึงหลอมเหลว) คาร์บอน เซรามิกนำไฟฟ้า อิเล็กโทรไลต์ โลหะเหลว ฯลฯ
เนื่องจากแรง MHD ที่เกิดขึ้น โลหะเหลวจึงถูกผสมอย่างเข้มข้น จนถึงการรักษาให้ลอยอยู่ในอากาศหรือในก๊าซป้องกัน - นี่คือวิธีที่โลหะผสมบริสุทธิ์พิเศษได้รับในปริมาณเล็กน้อย (การหลอมแบบลอยตัว การหลอมในเบ้าหลอมแบบแม่เหล็กไฟฟ้า)
เนื่องจากการให้ความร้อนกระทำโดยใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จึงไม่มีการปนเปื้อนของชิ้นงานโดยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของคบเพลิงในกรณีที่เกิดความร้อนจากเปลวไฟจากแก๊ส หรือโดยวัสดุอิเล็กโทรดในกรณีที่เกิดความร้อนจากอาร์ก การวางตัวอย่างในบรรยากาศก๊าซเฉื่อยและอัตราการให้ความร้อนสูงจะขจัดการเกิดตะกรัน
ใช้งานง่ายเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำมีขนาดเล็ก
ตัวเหนี่ยวนำสามารถทำเป็นรูปทรงพิเศษได้ - ซึ่งจะช่วยให้ชิ้นส่วนที่มีโครงสร้างซับซ้อนมีความร้อนสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว โดยไม่ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวหรือการไม่ให้ความร้อนในพื้นที่
การให้ความร้อนในท้องถิ่นและแบบเลือกทำได้ง่าย
เนื่องจากความร้อนจะรุนแรงที่สุดในชั้นบนที่บางของชิ้นงาน และชั้นที่อยู่ด้านล่างจะได้รับความร้อนอย่างอ่อนโยนมากขึ้นเนื่องจากการนำความร้อน วิธีการนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการชุบแข็งผิวของชิ้นส่วน (แกนกลางยังคงมีความหนืด)
อุปกรณ์อัตโนมัติที่ง่ายดาย - รอบการทำความร้อนและความเย็น การควบคุมอุณหภูมิและการบำรุงรักษา การจ่ายและการกำจัดชิ้นงาน
การติดตั้งเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ:
ในการติดตั้งที่มีความถี่ในการทำงานสูงถึง 300 kHz อินเวอร์เตอร์จะใช้กับส่วนประกอบ IGBT หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET การติดตั้งดังกล่าวออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนกับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ในการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก จะใช้ความถี่สูง (สูงถึง 5 MHz, ช่วงของคลื่นกลางและสั้น) การติดตั้งความถี่สูงจะถูกสร้างขึ้นบนหลอดอิเล็กทรอนิกส์
นอกจากนี้ เพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก การติดตั้งความถี่ที่เพิ่มขึ้นบนทรานซิสเตอร์ MOSFET นั้นถูกสร้างขึ้นสำหรับความถี่ในการทำงานสูงถึง 1.7 MHz การควบคุมทรานซิสเตอร์และการป้องกันที่ความถี่สูงทำให้เกิดปัญหาบางประการ ดังนั้นการตั้งค่าความถี่ที่สูงขึ้นจึงค่อนข้างแพง
ตัวเหนี่ยวนำให้ความร้อนกับชิ้นส่วนขนาดเล็กมีขนาดเล็กและมีความเหนี่ยวนำต่ำ ส่งผลให้ปัจจัยด้านคุณภาพของวงจรออสซิลเลเตอร์ทำงานที่ความถี่ต่ำลดลงและประสิทธิภาพลดลง และยังเป็นอันตรายต่อมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ (ปัจจัยด้านคุณภาพ) ของวงจรการสั่นเป็นสัดส่วนกับ L / C วงจรการสั่นที่มีปัจจัยคุณภาพต่ำนั้นดีเกินไป "อัด" ด้วยพลังงานทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในตัวเหนี่ยวนำและปิดการใช้งานออสซิลเลเตอร์หลัก) เพื่อเพิ่มปัจจัยคุณภาพของวงจรออสซิลเลเตอร์ ใช้สองวิธี:
- เพิ่มความถี่ในการทำงานซึ่งนำไปสู่ความยุ่งยากและเพิ่มค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง
- การใช้เม็ดมีดแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำ ติดกาวตัวเหนี่ยวนำด้วยแผงที่ทำจากวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก
เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความถี่สูง การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจึงได้รับการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลังจากการพัฒนาและเริ่มการผลิตหลอดไฟสำหรับเครื่องกำเนิดที่มีประสิทธิภาพ ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 การเหนี่ยวนำความร้อนถูกจำกัดการใช้งาน ในเวลานั้นเครื่องกำเนิดความถี่ที่เพิ่มขึ้น (งานของ V.P. Vologdin) หรือการติดตั้งการปล่อยประกายไฟถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
โดยหลักการแล้ววงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเป็นอะไรก็ได้ (multivibrator, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า RC, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ, เครื่องกำเนิดการผ่อนคลายต่างๆ) ซึ่งทำงานบนโหลดในรูปแบบของตัวเหนี่ยวนำและมีกำลังเพียงพอ นอกจากนี้ยังจำเป็นที่ความถี่การสั่นสะเทือนจะสูงพอ
ตัวอย่างเช่น ในการ "ตัด" ลวดเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. ในเวลาไม่กี่วินาที ต้องใช้กำลังการสั่นอย่างน้อย 2 กิโลวัตต์ที่ความถี่อย่างน้อย 300 kHz
โครงการถูกเลือกตามเกณฑ์ต่อไปนี้: ความน่าเชื่อถือ; เสถียรภาพของความผันผวน ความเสถียรของพลังงานที่ปล่อยออกมาในชิ้นงาน ความสะดวกในการผลิต ความสะดวกในการปรับแต่ง; จำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำเพื่อลดต้นทุน การใช้ชิ้นส่วนร่วมกันทำให้น้ำหนักและขนาดลดลง เป็นต้น
เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่จุดสามจุดแบบอุปนัยถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดของการสั่นความถี่สูง นี่คือวงจรกระตุ้นตัวเองของแหล่งจ่ายไฟคู่ขนานของแอโนดและวงจรเลือกความถี่ที่สร้างบนวงจรออสซิลเลเตอร์ มีการใช้อย่างประสบความสำเร็จและยังคงใช้ต่อไปในห้องปฏิบัติการ การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับเครื่องประดับ สถานประกอบการอุตสาหกรรม และในการปฏิบัติงานของมือสมัครเล่น ตัวอย่างเช่น ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง การชุบแข็งพื้นผิวของลูกกลิ้งของรถถัง T-34 ได้ดำเนินการในการติดตั้งดังกล่าว
ข้อเสียของสามจุด:
ประสิทธิภาพต่ำ (น้อยกว่า 40% เมื่อใช้หลอดไฟ)
การเบี่ยงเบนความถี่สูงในขณะที่ให้ความร้อนแก่ชิ้นงานที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กเหนือจุด Curie (≈700C) (การเปลี่ยนแปลงของμ) ซึ่งเปลี่ยนความลึกของชั้นผิวหนังและเปลี่ยนโหมดการอบชุบด้วยความร้อนอย่างไม่คาดคิด เมื่อทำการอบชุบชิ้นส่วนที่สำคัญด้วยความร้อน สิ่งนี้อาจรับไม่ได้ นอกจากนี้ เครื่องรับโทรทัศน์ที่ทรงประสิทธิภาพควรทำงานในช่วงความถี่แคบๆ ที่ Rossvyazokhrankultura อนุญาต เนื่องจากมีการป้องกันที่ไม่ดี จริงๆ แล้วเครื่องรับวิทยุจึงเป็นเครื่องส่งวิทยุ และอาจรบกวนการแพร่ภาพทางโทรทัศน์และวิทยุ บริการชายฝั่งและกู้ภัย
เมื่อเปลี่ยนชิ้นงาน (เช่น ชิ้นที่เล็กกว่าสำหรับชิ้นที่ใหญ่กว่า) การเหนี่ยวนำของระบบตัวเหนี่ยวนำและชิ้นงานจะเปลี่ยนไป ซึ่งจะทำให้ความถี่และความลึกของชั้นผิวหนังเปลี่ยนแปลงไปด้วย
เมื่อเปลี่ยนจากตัวเหนี่ยวนำแบบเลี้ยวเดียวเป็นหลายรอบ เป็นขนาดใหญ่หรือเล็ก ความถี่ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน
ภายใต้การนำของ Babat, Lozinsky และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสองและสามวงจรได้รับการพัฒนาด้วย ประสิทธิภาพสูง(มากถึง 70%) รวมทั้งรักษาความถี่ในการทำงานได้ดีขึ้น หลักการทำงานมีดังนี้ เนื่องจากการใช้วงจรคู่และการเชื่อมต่อระหว่างกันลดลง การเปลี่ยนแปลงการเหนี่ยวนำของวงจรการทำงานไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างแรงในความถี่ของวงจรการตั้งค่าความถี่ เครื่องส่งวิทยุได้รับการออกแบบตามหลักการเดียวกัน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า TVF สมัยใหม่เป็นอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ชุดประกอบ IGBT หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET อันทรงพลัง ซึ่งมักจะสร้างในรูปแบบบริดจ์หรือฮาล์ฟบริดจ์ ทำงานที่ความถี่สูงถึง 500 kHz ประตูของทรานซิสเตอร์เปิดโดยใช้ระบบควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบควบคุมขึ้นอยู่กับงานที่ทำอยู่ช่วยให้คุณสามารถถือ .ได้โดยอัตโนมัติ
ก) ความถี่คงที่
b) พลังงานคงที่ที่ปล่อยออกมาในชิ้นงาน
c) ประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่เป็นไปได้
ตัวอย่างเช่น เมื่อวัสดุแม่เหล็กถูกทำให้ร้อนเหนือจุด Curie ความหนาของชั้นผิวหนังจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นกระแสจะลดลง และชิ้นงานเริ่มร้อนขึ้นแย่ลง นอกจากนี้ สมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุจะหายไปและกระบวนการพลิกกลับของการทำให้เป็นแม่เหล็กจะหยุดลง - ชิ้นงานเริ่มร้อนขึ้นแย่ลง ความต้านทานโหลดลดลงอย่างกะทันหัน - ซึ่งอาจนำไปสู่การ "แยก" ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและความล้มเหลว ระบบควบคุมตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงผ่านจุด Curie และเพิ่มความถี่โดยอัตโนมัติในกรณีที่โหลดลดลงอย่างกะทันหัน (หรือลดกำลัง)
หมายเหตุ.
ตัวเหนี่ยวนำควรอยู่ในตำแหน่งใกล้กับชิ้นงานมากที่สุด สิ่งนี้ไม่เพียงเพิ่มความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้ชิ้นงานเท่านั้น (ตามสัดส่วนของระยะห่างกำลังสอง) แต่ยังเพิ่มตัวประกอบกำลัง Cos (φ)
การเพิ่มความถี่จะลดค่าตัวประกอบกำลังลงอย่างมาก (สัดส่วนกับลูกบาศก์ของความถี่)
เมื่อวัสดุที่เป็นแม่เหล็กถูกทำให้ร้อน ความร้อนเพิ่มเติมก็จะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการกลับตัวของสนามแม่เหล็ก การให้ความร้อนที่จุด Curie นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก
เมื่อคำนวณตัวเหนี่ยวนำจำเป็นต้องคำนึงถึงการเหนี่ยวนำของบัสที่จ่ายตัวเหนี่ยวนำซึ่งอาจสูงกว่าค่าตัวเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำเองมาก (หากตัวเหนี่ยวนำทำในรูปของเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กหนึ่งรอบหรือ แม้แต่ส่วนหนึ่งของเทิร์น - ส่วนโค้ง)
มีสองกรณีของการสั่นพ้องในวงจรออสซิลเลเตอร์: เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์และเรโซแนนซ์กระแส
วงจรออสซิลเลเตอร์ขนาน - กระแสสะท้อน
ในกรณีนี้ แรงดันไฟบนคอยล์และบนตัวเก็บประจุจะเท่ากับแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่เรโซแนนซ์ ความต้านทานของลูประหว่างจุดของกิ่งจะกลายเป็นสูงสุด และกระแส (รวม I) ผ่านความต้านทานโหลด Rн จะน้อยที่สุด (กระแสภายในลูป I-1L และ I-2c มากกว่ากระแสกำเนิด)
ตามหลักการแล้ว อิมพีแดนซ์ลูปคืออินฟินิตี้ - วงจรไม่ได้ดึงกระแสใดๆ จากแหล่งกำเนิด เมื่อความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนจากความถี่เรโซแนนซ์ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ความต้านทานรวมของวงจรจะลดลงและกระแสสาย (รวม I) เพิ่มขึ้น
วงจรออสซิลเลเตอร์แบบอนุกรม - แรงดันเรโซแนนซ์
คุณสมบัติหลักวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรมคืออิมพีแดนซ์ของมันมีค่าน้อยที่สุดที่เรโซแนนซ์ (ZL + ZC - ขั้นต่ำ) เมื่อปรับความถี่เป็นค่าที่มากกว่าหรือต่ำกว่าความถี่เรโซแนนซ์ อิมพีแดนซ์จะเพิ่มขึ้น
เอาท์พุท:
ในวงจรขนานที่เรโซแนนซ์ กระแสผ่านขั้วของวงจรเท่ากับ 0 และแรงดันไฟสูงสุด
ในทางกลับกัน ในวงจรอนุกรม แรงดันมีแนวโน้มเป็นศูนย์ และกระแสสูงสุด
บทความนี้นำมาจากเว็บไซต์ http://dic.academic.ru/ และทำใหม่เป็นข้อความที่เข้าใจได้มากขึ้นสำหรับผู้อ่านโดย บริษัท Prominductor LLC
และอุปกรณ์ต่างๆ ความร้อนในอุปกรณ์ที่ให้ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาจากกระแสที่เกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับภายในตัวเครื่อง พวกเขาเรียกว่าการเหนี่ยวนำ อันเป็นผลมาจากการกระทำของพวกเขาอุณหภูมิสูงขึ้น การเหนี่ยวนำความร้อนของโลหะเป็นไปตามกฎทางกายภาพหลักสองข้อ:
- ฟาราเดย์-แมกซ์เวลล์;
- จูล-เลนซ์
ในร่างกายที่เป็นโลหะ เมื่อวางไว้ในสนามสลับกัน สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนจะเริ่มปรากฏขึ้น
อุปกรณ์ทำความร้อนเหนี่ยวนำ
ทุกอย่างเกิดขึ้นในลักษณะต่อไปนี้ ภายใต้อิทธิพลของตัวแปร แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของการเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนไป
EMF ทำหน้าที่ในลักษณะที่กระแสน้ำวนไหลภายในร่างกาย ซึ่งสร้างความร้อนตามกฎหมาย Joule-Lenz นอกจากนี้ EMF ยังสร้างกระแสสลับในโลหะอีกด้วย ในกรณีนี้จะเกิดการปล่อยพลังงานความร้อนซึ่งทำให้อุณหภูมิของโลหะเพิ่มขึ้น
การให้ความร้อนประเภทนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดเนื่องจากไม่มีการสัมผัส ช่วยให้คุณประสบความสำเร็จได้มาก อุณหภูมิสูงที่สามารถดำเนินการได้
เพื่อให้ความร้อนเหนี่ยวนำ จำเป็นต้องสร้างแรงดันและความถี่ที่แน่นอนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถทำได้ในอุปกรณ์พิเศษ - ตัวเหนี่ยวนำ มันขับเคลื่อนจากเครือข่ายอุตสาหกรรมที่ 50 Hz สำหรับสิ่งนี้ คุณสามารถใช้แหล่งพลังงานแต่ละแหล่ง - คอนเวอร์เตอร์และเจนเนอเรเตอร์
อุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดของตัวเหนี่ยวนำความถี่ต่ำคือเกลียว (ตัวนำหุ้มฉนวน) ซึ่งสามารถวางไว้ในท่อโลหะหรือพันรอบได้ กระแสที่ไหลผ่านทำให้ท่อร้อนซึ่งจะถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม
การใช้ความร้อนเหนี่ยวนำที่ความถี่ต่ำนั้นค่อนข้างหายาก การแปรรูปโลหะความถี่ปานกลางและสูงเป็นเรื่องปกติ
อุปกรณ์ดังกล่าวแตกต่างกันตรงที่คลื่นแม่เหล็กกระทบพื้นผิวซึ่งถูกลดทอนลง ร่างกายแปลงพลังงานของคลื่นนี้เป็นความร้อน เพื่อความสำเร็จ ผลสูงสุดส่วนประกอบทั้งสองควรมีรูปร่างใกล้เคียงกัน
ใช้ที่ไหน
การใช้ความร้อนเหนี่ยวนำใน โลกสมัยใหม่แพร่หลาย ขอบเขตการใช้งาน:
- การหลอมโลหะการบัดกรีแบบไม่สัมผัส
- การได้รับโลหะผสมใหม่
- วิศวกรรมเครื่องกล
- การทำเครื่องประดับ
- การทำชิ้นส่วนขนาดเล็กที่อาจเสียหายได้ด้วยวิธีการอื่น
- (ยิ่งไปกว่านั้น รายละเอียดอาจเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนที่สุด)
- การอบชุบด้วยความร้อน (การแปรรูปชิ้นส่วนเครื่องจักร, พื้นผิวชุบแข็ง);
- ยา (การฆ่าเชื้ออุปกรณ์และเครื่องมือ)
การเหนี่ยวนำความร้อน: ลักษณะเชิงบวก
วิธีนี้มีข้อดีหลายประการ:
- สามารถให้ความร้อนและละลายวัสดุนำไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว
- ให้ความร้อนในทุกสภาพแวดล้อม: สุญญากาศ บรรยากาศ ของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า
- เนื่องจากมีเพียงวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเท่านั้นที่ถูกทำให้ร้อน ผนังซึ่งคลื่นดูดซับได้น้อยจึงยังคงเย็นอยู่
- ในพื้นที่เฉพาะของโลหะวิทยา เพื่อให้ได้โลหะผสมที่บริสุทธิ์มาก นี่เป็นกระบวนการที่สนุกสนาน เนื่องจากโลหะถูกผสมในระบบกันกระเทือนในเปลือกป้องกันแก๊ส
- เมื่อเทียบกับชนิดอื่นๆ การเหนี่ยวนำไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ถ้าในกรณีของ หัวเตาแก๊สมลพิษมีอยู่เช่นเดียวกับการให้ความร้อนแบบอาร์คจากนั้นการเหนี่ยวนำจะไม่รวมสิ่งนี้เนื่องจากการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า "บริสุทธิ์"
- ขนาดเล็กของอุปกรณ์เหนี่ยวนำ
- ความสามารถในการผลิตตัวเหนี่ยวนำในรูปทรงใดๆ ก็ตาม ซึ่งจะไม่นำไปสู่การให้ความร้อนในท้องถิ่น แต่จะส่งผลให้มีการกระจายความร้อนที่สม่ำเสมอ
- ที่ขาดไม่ได้หากจำเป็นต้องให้ความร้อนเพียงบางส่วนของพื้นผิว
- ไม่ยากในการตั้งค่าอุปกรณ์ดังกล่าวให้อยู่ในโหมดที่ต้องการและควบคุม
ข้อเสีย
ระบบมีข้อเสียดังต่อไปนี้:
- ค่อนข้างยากที่จะติดตั้งและปรับประเภทของความร้อน (การเหนี่ยวนำ) และอุปกรณ์อย่างอิสระ ควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญดีกว่า
- ความจำเป็นในการจับคู่ตัวเหนี่ยวนำและชิ้นงานอย่างแม่นยำ มิฉะนั้น การเหนี่ยวนำความร้อนจะไม่เพียงพอ พลังงานของตัวเหนี่ยวนำอาจถึงค่าเล็กน้อย
เครื่องทำความร้อนด้วยอุปกรณ์เหนี่ยวนำ
สำหรับการจัดเรียงเครื่องทำความร้อนส่วนบุคคล คุณสามารถพิจารณาตัวเลือกเช่นการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
หม้อแปลงจะใช้เป็นหน่วยหนึ่งซึ่งประกอบด้วยขดลวดสองประเภท: หลักและรอง (ซึ่งในทางกลับกันจะลัดวงจร)
มันทำงานอย่างไร
หลักการทำงานของตัวเหนี่ยวนำทั่วไป: กระแสน้ำวนไหลผ่านภายในและนำสนามไฟฟ้าไปยังวัตถุที่สอง
เพื่อให้น้ำไหลผ่านหม้อต้มดังกล่าวได้ ให้นำหัวฉีดสองหัวไปที่หม้อต้มน้ำเย็นที่ไหลเข้าและที่ทางออก น้ำอุ่น- ท่อสาขาที่สอง เนื่องจากแรงดันน้ำจึงไหลเวียนอยู่ตลอดเวลาซึ่งไม่รวมความเป็นไปได้ในการให้ความร้อนแก่องค์ประกอบตัวเหนี่ยวนำ การมีอยู่ของมาตราส่วนนั้นไม่รวมอยู่ในที่นี้ เนื่องจากการสั่นคงที่เกิดขึ้นในตัวเหนี่ยวนำ
องค์ประกอบของการบำรุงรักษาดังกล่าวจะมีราคาไม่แพง ข้อดีหลักคืออุปกรณ์ทำงานเงียบ ติดตั้งได้ทุกห้อง
ทำอุปกรณ์เอง
การติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะไม่ยากมาก แม้แต่คนที่ไม่มีประสบการณ์หลังจากศึกษามาอย่างดีก็จะรับมือกับงานนี้ได้ ก่อนเริ่มงาน คุณต้องตุนองค์ประกอบที่จำเป็นต่อไปนี้:
- อินเวอร์เตอร์ สามารถใช้ได้จากเครื่องเชื่อม มีราคาไม่แพง และมีความถี่สูงที่ต้องการ คุณสามารถทำมันเอง แต่นี่เป็นงานที่ต้องใช้เวลามาก
- ตัวทำความร้อน (ชิ้นส่วนของ ท่อพลาสติก, การเหนี่ยวนำความร้อนของท่อในกรณีนี้จะมีประสิทธิภาพสูงสุด)
- วัสดุ (ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกินเจ็ดมิลลิเมตรจะทำ)
- อุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำกับเครือข่ายความร้อน
- ตาข่ายสำหรับยึดลวดในตัวเหนี่ยวนำ
- สามารถสร้างขดลวดเหนี่ยวนำ (ต้องเคลือบ)
- ปั๊ม (เพื่อให้น้ำถูกส่งไปยังตัวเหนี่ยวนำ)
กฎการทำอุปกรณ์ด้วยตัวเอง
เพื่อให้การติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำทำงานได้อย่างถูกต้อง กระแสไฟสำหรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจะต้องสอดคล้องกับกำลังไฟฟ้า (ต้องมีอย่างน้อย 15 แอมแปร์ ถ้าจำเป็น หรือมากกว่านั้น)
- ควรตัดลวดเป็นชิ้น ๆ ไม่เกินห้าเซนติเมตร นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการให้ความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพในเขตความถี่สูง
- ร่างกายควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่าลวดที่เตรียมไว้และมีผนังหนา
- สำหรับการต่อเข้ากับโครงข่ายทำความร้อน จะมีการต่ออะแดปเตอร์พิเศษที่ด้านหนึ่งของโครงสร้าง
- ควรวางตาข่ายไว้ที่ด้านล่างของท่อเพื่อป้องกันไม่ให้ลวดหลุดออกมา
- หลังมีความจำเป็นในปริมาณที่เต็มพื้นที่ภายในทั้งหมด
- โครงสร้างปิดมีการติดตั้งอะแดปเตอร์
- จากนั้นขดลวดจะถูกสร้างขึ้นจากท่อนี้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พวกเขาห่อด้วยลวดที่เก็บเกี่ยวแล้ว ต้องสังเกตจำนวนรอบ: ขั้นต่ำ 80 สูงสุด 90
- หลังจากเชื่อมต่อกับระบบทำความร้อนแล้ว น้ำจะถูกเทลงในอุปกรณ์ ขดลวดเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์ที่เตรียมไว้
- มีการติดตั้งปั๊มเพื่อจ่ายน้ำ
- ติดตั้งตัวควบคุมอุณหภูมิแล้ว
ดังนั้นการคำนวณความร้อนเหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับ พารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง อุณหภูมิ และระยะเวลาในการประมวลผล ให้ความสนใจกับการเหนี่ยวนำของบัสที่จ่ายตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งอาจสูงกว่าตัวบ่งชี้ของตัวเหนี่ยวนำมาก
เกี่ยวกับเตา
ของใช้ในครัวเรือนอื่นนอกเหนือจากระบบทำความร้อน ให้มุมมองความร้อนที่พบในเตา
พื้นผิวนี้ดูเหมือนหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไป ขดลวดซ่อนอยู่ใต้พื้นผิวของแผงซึ่งอาจเป็นแก้วหรือเซรามิก มีกระแสไหลผ่าน นี่คือส่วนแรกของขดลวด แต่อย่างที่สองคือจานที่ใช้ประกอบอาหาร กระแสน้ำวนถูกสร้างขึ้นที่ด้านล่างของเครื่องครัว พวกเขาอุ่นจานก่อนแล้วจึงค่อยใส่อาหารในนั้น
ความร้อนจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อวางจานไว้บนพื้นผิวของแผง
หากไม่มีการดำเนินการใดๆ เกิดขึ้น โซนความร้อนเหนี่ยวนำจะสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องครัวที่วางอยู่
สำหรับเตาดังกล่าวจำเป็นต้องมีอาหารจานพิเศษ โลหะเฟอร์โรแมกเนติกส่วนใหญ่สามารถโต้ตอบกับสนามเหนี่ยวนำ: อะลูมิเนียม สแตนเลส และเหล็กเคลือบ เหล็กหล่อ ไม่เหมาะสำหรับพื้นผิวดังกล่าวเท่านั้น: ทองแดง เซรามิก แก้ว และเครื่องครัวที่ทำจากโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
โดยปกติจะเปิดเมื่อติดตั้งเครื่องครัวที่เหมาะสมเท่านั้น
แผ่นพื้นทันสมัยมีการติดตั้ง หน่วยอิเล็กทรอนิกส์การควบคุมซึ่งทำให้สามารถจดจำจานเปล่าและใช้ไม่ได้ ข้อได้เปรียบหลักของหม้อต้มคือ: ความปลอดภัย, ความสะดวกในการทำความสะอาด, ความเร็ว, ประสิทธิภาพ, ประหยัด อย่าเผาตัวเองบนพื้นผิวของแผง
ดังนั้นเราจึงพบว่ามีการใช้ความร้อน (การเหนี่ยวนำ) ประเภทนี้ที่ไหน
การเหนี่ยวนำความร้อนเป็นวิธีการบำบัดความร้อนแบบไม่สัมผัสของโลหะที่สามารถนำไฟฟ้าได้ภายใต้อิทธิพลของกระแสความถี่สูง เริ่มมีการใช้อย่างแข็งขันในสถานประกอบการเพื่อดำเนินการแปรรูปโลหะที่อุณหภูมิสูง จนถึงปัจจุบันอุปกรณ์เหนี่ยวนำสามารถดำรงตำแหน่งผู้นำแทนที่ วิธีทางเลือกเครื่องทำความร้อน
ความร้อนเหนี่ยวนำวิธีการทำงาน
หลักการทำงานของการเหนี่ยวนำความร้อนนั้นง่ายมาก การให้ความร้อนดำเนินการโดยการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีกำลังสูง ผลิตภัณฑ์ถูกทำให้ร้อนเมื่อสนามแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำแทรกซึมเข้าไปในผลิตภัณฑ์ที่สามารถนำไฟฟ้าได้
ชิ้นงาน (ซึ่งจำเป็นต้องทำจากวัสดุที่นำพลังงานไฟฟ้า) ถูกวางไว้ในตัวเหนี่ยวนำหรือใกล้กับตัวเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำมักจะทำในรูปแบบของเส้นลวดหนึ่งเส้นขึ้นไป ส่วนใหญ่มักจะหนา ท่อทองแดง(สายไฟ). เครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้าแบบพิเศษส่งไปยังตัวเหนี่ยวนำ โดยเหนี่ยวนำกระแสความถี่สูงที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 10 Hz ถึงหลาย MHz อันเป็นผลมาจากการนำกระแสความถี่สูงไปยังตัวเหนี่ยวนำทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังรอบ ๆ ตัวมัน กระแสน้ำวนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะแทรกซึมเข้าไปในผลิตภัณฑ์และแปลงเป็นพลังงานความร้อนความร้อน
ระหว่างการทำงาน ตัวเหนี่ยวนำจะร้อนขึ้นค่อนข้างมากเนื่องจากการดูดกลืนรังสีของตัวเอง ดังนั้นจึงต้องทำให้เย็นลงในระหว่างกระบวนการทำงานเนื่องจากน้ำที่ใช้เทคนิคไหลเข้า น้ำสำหรับระบายความร้อนจะถูกส่งไปยังการติดตั้งโดยใช้วิธีการดูด วิธีนี้ช่วยให้สามารถติดตั้งได้อย่างปลอดภัยในกรณีที่ตัวเหนี่ยวนำเกิดการไหม้หรือแรงดันตก
การประยุกต์ใช้ความร้อนเหนี่ยวนำในการผลิต
เนื่องจากเป็นไปได้แล้วที่จะเข้าใจจากสิ่งที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น การเหนี่ยวนำความร้อนจึงถูกนำมาใช้ในการผลิตค่อนข้างแข็งขัน จนถึงปัจจุบัน อุปกรณ์เหนี่ยวนำได้รับตำแหน่งผู้นำ โดยแทนที่วิธีการแปรรูปโลหะที่แข่งขันกันเป็นพื้นหลัง
การหลอมเหนี่ยวนำของโลหะ
การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะใช้สำหรับการหลอม ใช้งานอยู่ เตาเหนี่ยวนำเริ่มต้นขึ้นเนื่องจากการให้ความร้อน HFC สามารถแปรรูปโลหะทุกประเภทที่มีอยู่ในปัจจุบันได้อย่างมีเอกลักษณ์
เตาหลอมเหนี่ยวนำหลอมโลหะอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิความร้อนของการติดตั้งนั้นเพียงพอแม้สำหรับการหลอมโลหะที่มีความต้องการสูงสุด ข้อได้เปรียบหลักของเตาหลอมเหนี่ยวนำคือ สามารถผลิตการถลุงที่สะอาดและมีตะกรันน้อยที่สุด งานเสร็จในระยะเวลาอันสั้น ตามกฎแล้วเวลาในการถลุงโลหะ 100 กิโลกรัมคือ 45 นาที
การชุบแข็ง HFC (กระแสความถี่สูง)
การชุบจะดำเนินการบ่อยที่สุดเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์เหล็ก แต่ยังสามารถนำไปใช้กับทองแดงและผลิตภัณฑ์โลหะอื่นๆ เป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะระหว่างการชุบแข็ง HFC สองประเภท: การชุบผิวแข็งและการชุบแข็งแบบลึก
ข้อได้เปรียบหลักที่การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำสัมพันธ์กับการชุบแข็งคือความสามารถในการเจาะความร้อนได้ลึก (การชุบแข็งแบบลึก) ทุกวันนี้ การชุบแข็งด้วย HFC มักเกิดขึ้นในอุปกรณ์เหนี่ยวนำ
การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำไม่เพียงแต่ทำให้แข็งด้วยกระแสความถี่สูงเท่านั้น แต่ยังให้ผลลัพธ์ที่ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีเยี่ยมอีกด้วย เมื่อใช้ความร้อนเหนี่ยวนำสำหรับงานชุบแข็ง ปริมาณของเสียในการผลิตจะลดลงอย่างมาก
บัดกรี HDTV
การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำมีประโยชน์ไม่เพียงแต่สำหรับการแปรรูปโลหะเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์สำหรับการเชื่อมต่อส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์เข้ากับอีกส่วนหนึ่ง วันนี้การบัดกรี HFC ได้รับความนิยมอย่างมากและประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนการเชื่อมเป็นพื้นหลัง เมื่อใดก็ตามที่สามารถเปลี่ยนการเชื่อมประสานผู้ผลิตก็ทำเช่นนั้น อะไรทำให้เกิดความปรารถนาเช่นนั้นกันแน่? ทุกอย่างง่ายมาก การบัดกรีด้วย HDTV ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ซึ่งมีความแข็งแรงสูง
การบัดกรี HDTV นั้นเป็นส่วนประกอบเนื่องจากการแทรกความร้อนโดยตรง (แบบไม่สัมผัส) เข้าไปในผลิตภัณฑ์ เพื่อให้ความร้อนแก่โลหะ ไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงจากบุคคลที่สามในโครงสร้าง ซึ่งส่งผลดีต่อคุณภาพ สินค้าสำเร็จรูปและอายุการใช้งาน
การอบชุบด้วยความร้อนของรอยเชื่อม
การอบชุบด้วยความร้อนของรอยเชื่อมเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีที่สำคัญอีกกระบวนการหนึ่งที่ฮีตเตอร์เหนี่ยวนำสามารถจัดการได้อย่างสมบูรณ์แบบ การอบชุบด้วยความร้อนจะดำเนินการเพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นและขจัดความเค้นของโลหะซึ่งตามกฎแล้วจะเกิดขึ้นที่ข้อต่อ
การอบชุบด้วยความร้อนเหนี่ยวนำจะดำเนินการในสามขั้นตอน แต่ละรายการมีความสำคัญมากเพราะหากคุณพลาดบางสิ่งบางอย่างต่อมาคุณภาพของผลิตภัณฑ์จะแตกต่างกันและอายุการใช้งานจะลดลง
การเหนี่ยวนำความร้อนมีผลดีต่อโลหะ ทำให้สามารถเจาะได้อย่างสม่ำเสมอจนถึงระดับความลึกที่กำหนด และทำให้ความเค้นที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมเรียบขึ้น
การตีขึ้นรูป พลาสติก การเสียรูป
เครื่องทำความร้อนหลอมเป็นหนึ่งในประเภทของการติดตั้งตามความร้อนเหนี่ยวนำ เครื่องทำความร้อนสำหรับการหลอมใช้เพื่อทำให้โลหะเสียรูปเช่นเดียวกับการปั๊ม ฯลฯ
การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะทำให้โลหะร้อนอย่างสม่ำเสมอ ช่วยให้ดัดโค้งในตำแหน่งที่เหมาะสมและทำให้ผลิตภัณฑ์มีรูปร่างตามที่ต้องการ
ทุกวันนี้ องค์กรต่างๆ เริ่มใช้เครื่องทำความร้อนสำหรับปั๊มขึ้นรูปและพลาสติกมากขึ้นเรื่อยๆ
การเหนี่ยวนำความร้อนสามารถรับมือกับการทำงานที่จำเป็นทั้งหมดของการอบชุบโลหะด้วยความร้อน แต่ส่วนใหญ่มักใช้ในกรณีที่อธิบายไว้ข้างต้น
ข้อดีและข้อเสียของการเหนี่ยวนำความร้อน
ทุกสิ่งมีทั้งข้อดีและข้อเสีย ทั้งด้านดีและด้านร้าย การเหนี่ยวนำความร้อนไม่แตกต่างกันและมีทั้งข้อดีและข้อเสีย อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำนั้นเล็กน้อยมากจนมองไม่เห็นข้างหลัง จำนวนมากประโยชน์.
เนื่องจากมีข้อเสียน้อยกว่าของการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ เราจะทำรายการทันที:
- การติดตั้งบางอย่างค่อนข้างซับซ้อน และสำหรับการเขียนโปรแกรม จำเป็นต้องมีบุคลากรที่มีคุณสมบัติที่จะสามารถบำรุงรักษาการติดตั้งได้ (ดำเนินการซ่อมแซม ทำความสะอาด ตั้งโปรแกรม)
- หากตัวเหนี่ยวนำและชิ้นงานไม่ตรงกัน พลังงานความร้อนจะมีความจำเป็นมากกว่าการทำงานที่คล้ายกันในการติดตั้งระบบไฟฟ้า
อย่างที่คุณเห็น ข้อเสียมีน้อยมาก และพวกเขาไม่ได้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการตัดสินใจเลือกใช้หรือไม่ใช้การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
การเหนี่ยวนำความร้อนมีข้อดีมากกว่า แต่เราจะระบุเฉพาะสิ่งหลักเท่านั้น:
- อัตราการให้ความร้อนของผลิตภัณฑ์สูงมาก การเหนี่ยวนำความร้อนเริ่มดำเนินการเกือบจะในทันที ผลิตภัณฑ์โลหะไม่จำเป็นต้องมีการอุ่นเครื่องอุปกรณ์ขั้นกลาง
- ผลิตภัณฑ์สามารถให้ความร้อนได้ในสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นใหม่: ในบรรยากาศของก๊าซป้องกัน ในการออกซิไดซ์ ในรีดิวซ์ ในสุญญากาศ และในของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า
- การติดตั้งแบบเหนี่ยวนำมีขนาดค่อนข้างเล็กทำให้ใช้งานได้สะดวก หากจำเป็น สามารถเคลื่อนย้ายอุปกรณ์เหนี่ยวนำไปยังไซต์งานได้
- โลหะถูกทำให้ร้อนผ่านผนังของห้องป้องกันซึ่งทำจากวัสดุที่สามารถผ่านกระแสน้ำวนและดูดซับจำนวนเล็กน้อย อุปกรณ์เหนี่ยวนำไม่ร้อนขึ้นระหว่างการทำงาน ดังนั้นจึงถือว่ากันไฟได้
- เนื่องจากโลหะได้รับความร้อนโดยใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จึงไม่มีการปนเปื้อนของตัวชิ้นงานและบรรยากาศโดยรอบ การเหนี่ยวนำความร้อนได้รับการยอมรับอย่างถูกต้องว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ไม่เป็นอันตรายต่อพนักงานขององค์กรที่จะอยู่ในเวิร์กช็อประหว่างการติดตั้ง
- ตัวเหนี่ยวนำสามารถทำจากรูปทรงที่ซับซ้อนได้เกือบทุกแบบ ซึ่งช่วยให้สามารถปรับให้เข้ากับขนาดและรูปร่างของผลิตภัณฑ์ เพื่อให้ความร้อนมีคุณภาพดีขึ้น
- การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำทำให้การเลือกความร้อนทำได้ง่าย หากคุณต้องการอุ่นเครื่องเฉพาะบริเวณที่ต้องการและไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ทั้งหมด การวางเฉพาะในตัวเหนี่ยวนำก็เพียงพอแล้ว
- คุณภาพการประมวลผลด้วยการเหนี่ยวนำความร้อนนั้นยอดเยี่ยม จำนวนการคัดแยกในการผลิตลดลงอย่างมาก
- การเหนี่ยวนำความร้อนช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าและทรัพยากรการผลิตอื่นๆ
อย่างที่คุณเห็น การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำมีข้อดีหลายประการ ข้างต้นระบุเฉพาะรายการหลักเท่านั้นซึ่งมีผลกระทบร้ายแรงต่อการตัดสินใจของเจ้าของหลายรายในการซื้อการติดตั้งแบบเหนี่ยวนำสำหรับการอบชุบโลหะด้วยความร้อน