21.08.2013 - Индукционные нагреватели и их применение в современной промышленности

Явление индукции позволяет нагревать различные детали до высокой температуры за считанные секунды без непосредственного контакта с индуктором. Процесс основывается на образовании вихревых токов в заготовке, которые в соответствии с законом Джоуля-Ленца выделают тепло в толще материала. 



Индукционные нагреватели состоят, собственно, из:

 

индуктора (элемента, генерирующего электромагнитное поле);
подсистемы питания;
подсистемы управления.


Индуктор включается в электрический колебательный контур, резонансная частота которого изменяется за счет управляющих элементов, а энергия берется от системы питания. Индуктор получил свое название не только за то, что вызывает в проводнике (заготовке) токи наводки, но и за роль индуктивности, выполняемую в колебательном контуре.

Конкретная реализация составляющих установки зависит от назначения индукционного нагревателя, но можно выделить и некие общие черты. Индуктор является спиралью, фактически дросселем. При протекании через него переменного электрического тока во внутреннем пространстве витков образуется электромагнитное поле, проникающее на определенную глубину в толщу обрабатываемой заготовки и вызывающее образование вихревых токов Фуко замкнутой траектории. 


Толщина скин-слоя, характеризующегося интенсивным тепловыделением, ощутимо зависит от частоты протекающих процессов. Характер зависимости таков, что высокочастотное поле проникнуть глубоко внутрь изделия не может. И это свойство активно используются для поверхностной закалки материалов и обработки тонкостенных деталей. 

Не удивительно, что индукционные нагреватели характеризуются набором параметров, напоминающим обычный колебательный контур:

частота (резонанса);
мощность;
добротность.


Первые два термина интуитивно понятны, тогда как последний представляет собой, фактически, КПД установки, определяющий величину потерь.

Если мощность и частота - величины, которые задаются априорно, то добротность стремятся всячески повысить, в том числе уместным включением в конструкцию ферромагнитных материалов. Не в ущерб функциональности, конечно же. 


Сфера применения индукционных нагревателей определяет их свойства. Имеется, как минимум, четыре разновидности этих устройств:

кузнечные;
среднечастотные;
высокочастотные;
сверхвысокочастотные.

Чем выше частота, тем более ювелирные детали можно обрабатывать. 
Основными достоинствами описываемых установок являются простота и точность поддержания рабочего режима. Помимо этого индукционные нагреватели позволяют прецизионно задать разогреваемую область изделия. 


 

Ссылка на полную версию страницы: https://stroystandart.info/index.php?name=pages&op=view&id=338

добавить ссылку