I induktionsugnar och enheter frigörs värme i en uppvärmd enhet av strömmar som uppstår i ett växlande elektromagnetiskt fält inuti enheten. De kallas induktion. Som ett resultat av deras verkan stiger temperaturen. Induktionsuppvärmning av metaller är baserad på två huvudsakliga fysiska lagar:
- Faraday-Maxwell;
- Joule-Lenz.
I metallkroppar, när de placeras i ett växelfält, börjar elektriska virvelfält uppträda.
Induktionsvärmeenhet
Allt händer enligt följande. Under påverkan av ett variabelt magnetiskt flöde ändras induktionens elektromotoriska kraft (EMF).
EMF agerar på ett sådant sätt att virvelströmmar flyter inuti kropparna, som avger värme helt i enlighet med Joule-Lenz-lagen. Dessutom genererar EMF en växelström i metallen. I detta fall frigörs termisk energi, vilket leder till en ökning av metallens temperatur.
Den här typen av uppvärmning är den enklaste, eftersom den är beröringsfri. Det tillåter att nå mycket höga temperaturer, vid vilkende mest eldfasta metallerna kan bearbetas.
För att tillhandahålla induktionsvärme krävs att man skapar en viss spänning och frekvens i elektromagnetiska fält. Detta kan göras i en speciell enhet - en induktor. Den drivs från ett industriellt nätverk på 50 Hz. Du kan använda individuella strömkällor för detta - omvandlare och generatorer.
Den enklaste lågfrekventa induktoranordningen är en spiral (isolerad ledare), som kan placeras inuti ett metallrör eller lindas runt det. De passerande strömmarna värmer upp röret, vilket i sin tur överför värme till omgivningen.
Användningen av induktionsvärme vid låga frekvenser är ganska sällsynt. Vanligare metallbearbetning vid medelhög och hög frekvens.
Sådana enheter skiljer sig åt genom att den magnetiska vågen träffar ytan, där den dämpas. Kroppen omvandlar energin från denna våg till värme. För maximal effekt bör båda komponenterna vara nära i form.
Där används
Användningen av induktionsvärme i den moderna världen är utbredd. Användningsområde:
- smältning av metaller, deras lödning på ett kontaktlöst sätt;
- skaffar nya metallegeringar;
- mekanik;
- smycken;
- gör små delar som kan skadas av andra metoder;
- ythärdning (dessutom kan delar vara av den mest komplexa konfigurationen);
- värmebehandling (bearbetning av maskindelar, härdade ytor);
- medicin (desinfektion av apparater och instrument).
Induktionsuppvärmning: positiva egenskaper
Denna metod har många fördelar:
- Den kan snabbt värma och smälta alla ledande material.
- Tillåter uppvärmning i vilket medium som helst: vakuum, atmosfär, icke-ledande vätska.
- På grund av att endast det ledande materialet värms upp förblir väggarna som svagt absorberar vågor kalla.
- Inom specialiserade metallurgiområden för att erhålla ultrarena legeringar. Detta är en underhållande process, eftersom metallerna blandas i suspenderat tillstånd, i ett skal av skyddsgas.
- Jämfört med andra typer förorenar inte induktion miljön. Om i fallet med gasbrännare finns föroreningar, såväl som i ljusbågsvärmning, eliminerar induktion detta, på grund av "ren" elektromagnetisk strålning.
- Små mått på enhetens induktor.
- Möjligheten att tillverka en induktor av vilken form som helst, detta kommer inte att leda till lokal uppvärmning, men kommer att bidra till en jämn fördelning av värme.
- Oerbytbar om bara en viss del av ytan behöver värmas upp.
- Det är inte svårt att ställa in sådan utrustning för önskat läge och reglera det.
Flaws
Systemet har följande nackdelar:
- Självinstallera ochatt justera typen av uppvärmning (induktion) och dess utrustning är ganska svårt. Det är bättre att vända sig till specialister.
- Behovet av att exakt matcha induktorn och arbetsstycket, annars kommer induktionsuppvärmningen att vara otillräcklig, dess effekt kan nå små värden.
Utrustning för induktionsvärme
För arrangemanget av individuell uppvärmning kan du överväga ett alternativ som induktionsvärme.
Enheten kommer att vara en transformator som består av två typer av lindningar: primära och sekundära (som i sin tur är kortslutna).
Så fungerar det
Funktionsprincipen för en konventionell induktor: virvelflöden passerar inuti och riktar det elektriska fältet till den andra kroppen.
För att vatten ska passera genom en sådan panna, förs två rör till den: för kallt vatten, som kommer in, och vid utloppet av varmt vatten - det andra röret. På grund av trycket cirkulerar vattnet ständigt, vilket eliminerar möjligheten att värma induktorelementet. Förekomsten av skal är utesluten här, eftersom konstanta vibrationer förekommer i induktorn.
En sådan vara skulle vara billig att underhålla. Det största pluset är att enheten fungerar tyst. Du kan installera den i vilket rum som helst.
Tillverka utrustning själv
Installation av induktionsvärme kommer inte att vara särskilt svårt. Även de som inte har erfarenhet kommer efter noggranna studier att klara av uppgiften. Innan du börjar arbeta måste du fylla på med följande nödvändiga föremål:
- Inverter. Det kan användasfrån svetsmaskinen är det billigt och kommer att behöva hög frekvens. Du kan göra det själv. Men det här är en tidskrävande aktivitet.
- Värmarhus (en bit plaströr är lämplig för detta, induktionsuppvärmning av röret i detta fall kommer att vara det mest effektiva).
- Material (tråd med en diameter på högst sju millimeter duger).
- Enheter för att ansluta induktorn till värmenätet.
- Grid för att hålla tråden inuti induktorn.
- En induktionsspole kan skapas av koppartråd (den måste emaljeras).
- Pump (för att tillföra vatten till induktorn).
Regler för att tillverka utrustning själv
För att induktionsvärmeenheten ska fungera korrekt måste strömmen för en sådan produkt motsvara effekten (den måste vara minst 15 ampere, om så krävs, sedan mer).
- Tråden måste skäras i bitar som inte är större än fem centimeter. Detta är nödvändigt för effektiv uppvärmning i ett högfrekvent fält.
- Kroppen bör inte vara mindre i diameter än den förberedda tråden och ha tjocka väggar.
- För att ansluta till värmenätet fästs en speciell adapter på ena sidan av strukturen.
- Ett nät bör placeras i botten av röret för att förhindra att tråden faller ut.
- Det senare behövs i sådan mängd att det fyller hela det inre utrymmet.
- Designen är stängd, en adapter är placerad.
- Då konstrueras en spole av detta rör. För att göra detta, linda in det redanförberedd tråd. Antalet varv måste observeras: minst 80, max 90.
- Efter anslutning till värmesystemet hälls vatten i apparaten. Spolen är ansluten till den förberedda växelriktaren.
- En vattenpump håller på att installeras.
- Temperaturregulatorn är monterad.
Därmed kommer beräkningen av induktionsvärme att bero på följande parametrar: längd, diameter, temperatur och bearbetningstid. Var uppmärksam på induktansen hos däcken som leder till induktansen, som kan vara mycket högre än själva induktansen.
Om kokplattor
En annan applikation i hushållsbruk, förutom värmesystemet, denna typ av uppvärmning som finns i spishällar.
Den här ytan ser ut som en vanlig transformator. Dess spole är gömd under ytan av panelen, som kan vara glas eller keramik. Ström flyter genom den. Detta är den första delen av spolen. Men det andra är rätterna där matlagning kommer att ske. Virvelströmmar skapas i botten av faten. De värmer först disken och sedan maten i den.
Värmen frigörs endast när disken placeras på hällens yta.
Om den saknas sker ingen åtgärd. Induktionskokzonen matchar diametern på kokkärlet som placeras på den.
För sådana spisar behövs speciella rätter. Mest ferromagnetiskmetaller kan interagera med induktionsfältet: aluminium, rostfritt och emaljerat stål, gjutjärn. Ej lämplig endast för sådana ytor: koppar, keramik, glas och skålar gjorda av icke-ferromagnetiska metaller.
Naturligtvis kommer induktionsspisen bara att slås på när lämplig kokkärl placeras på den.
Moderna kaminer är utrustade med en elektronisk styrenhet, som gör att du kan känna igen tomma och oanvändbara diskgods. De främsta fördelarna med induktionshällar är: säkerhet, enkel rengöring, snabbhet, effektivitet, ekonomi. Ytan på panelen får aldrig brännas.
Så vi fick reda på var denna typ av uppvärmning (induktion) används.
