Основы индукционного нагрева

Индукционный нагрев проводящих тел основан на поглощении ими электромагнитной энергии, возникновении наведенных вихревых токов, нагревающих тело по закону Джоуля-Ленца.

Принципиальная схема индукционного нагрева включает: индуктор, зазор и нагреваемое тело.

Индуктор создает переменный во времени магнитный поток, действующий на нагреваемое тело.

В нагреваемом теле возникает ЭДС (Е), которая обеспечивает возникновение вихревых токов (I)и выделение мощности (Р).

(11.1)

где Е - ЭДС, возникающая в нагреваемом теле, В;

Ф - магнитный поток, создаваемый индуктором, Вб;

w - число витков индуктора, шт.;

f – частота питающей сети, Гц.

(11.2)

где Р - мощность, выделяемая в нагреваемом теле, Вт;

R - сопротивление нагреваемогo тела, Ом;

Z - полное сопротивление цепи, Ом.

Формы индукторов различны - цилиндрическая, плоская и др .

Индукторы изготавливают обычно из меди - немагнитного материала, охлаждаемого водой.

Он имеет много витвок и может быть снаружи и внутри нагреваемого тела.

Максимальное значение КПД индуктора η = 0,70 - 0,88.

Коэффициент мощности зависит от зазора - чем больше зазор между индуктором и нагреваемым телом, тем ниже cosφ.

Глубина нагрева тела увеличивается с ростом его удельного сопротивления и снижается с увеличением частоты тока.

Достоинствами электроустановок индукционного нагрева являются:

Ø высокая скорость нагрева и неограниченный уровень температур,

Ø простота автоматизации технологического процесса,

Ø возможность регулирования зоны действия вихревых токов в пространстве (ширина и глубина прогрева),

Ø хорошие санитарно-гигиенические условия труда.

Но, вместе с этим, требуются более сложные источники питания и повышенный удельный расход ЭЭ на технологические операции.

Ток индукторов составляет от сотен до нескольких тысяч ампер при cpeдней плотности тока 20 А/мм².

Индукционный способ нагрева применяется для:

Ø плавки металлов и неметаллов,

Ø поверхностной закалки,

Ø нагрева изделий для пластической деформации и т.п.