Princip činnosti a oblasti použití indukčního ohřevu

Nazývají se elektrotepelná zařízení, která ohřívají elektricky vodivé materiály vháněním indukčních proudů indukční ohřívače… Vzhledem k tomu, e. atd. c. k indukci dochází, když se mění proudy, které budí elektromagnetické pole, pak mohou taková zařízení pracovat pouze na střídavý proud.

Hlavním prvkem indukčních ohřívačů je induktor — cívka, obsahující určitý počet závitů, který při průchodu střídavého proudu vytváří střídavé magnetické pole… Zde dochází k (první) přeměně elektrické energie na energii magnetického pole.

Když se elektricky vodivé těleso zavede do střídavého magnetického pole, kupř. atd. c. způsobuje vzhled «sekundárního» proudu. Dochází k reverzní přeměně (druhé) energie magnetického pole na elektrickou energii.

Nakonec sekundární proud indukovaný v ohřívaném tělese podle Joule-Lenzův zákon generuje teplo: elektrická energie se přeměňuje na teplo.V důsledku třetí přeměny energie se získává teplo, které zajišťuje ohřev nebo tavení materiálů v indukčních ohřívačích.

Indukční topný okruh

Pro provoz indukčních ohřívačů není nutný přímý kontakt zdroje energie s vyhřívaným předmětem, je nutná pouze přítomnost magnetického spojení mezi předmětem a induktorem.

Hlavní a nejstarší aplikací indukčních ohřívačů v průmyslu je jejich použití. jako jsou indukční elektrické peceurčený pro tavení neželezných a železných kovů a jejich slitin. Elektrické indukční pece zajišťují vysokou čistotu taveniny, protože do roztaveného materiálu nevnášejí žádné nečistoty.

Indukční elektrické pece navíc vytvářejí rovnoměrný ohřev celé hmoty roztaveného materiálu bez výrazného lokálního přehřívání. Posledně jmenovaná okolnost je velmi důležitá při tavení vícesložkových slitin, jejichž složky mají různé teploty tání. V případě místního přehřátí (např v obloukových pecích) u takových slitin se intenzivně spotřebovávají složky s nižší teplotou tání a narušuje se počáteční složení vsázky.

Oblast použití indukčních ohřívačů se neomezuje pouze na tavírny kovů. Často v moderní výrobě indukční ohřev používá pro povrchové kalení dílů, při operacích ohýbání trubek a profilovaných válcovaných výrobků z bimetalických výrobků, pro svařování výrobků se složitou konfigurací atd.

Při ohřevu elektricky vodivých materiálů ve vysokofrekvenčním elektromagnetickém poli hraje důležitou roli povrchový efekt... Povrchový efekt je stále patrnější s rostoucí frekvencí napájecího proudu.

Schopnost rychle zahřát pouze horní vrstvy materiálu, která je nezbytná při povrchovém kalení, je zcela založena na využití tohoto efektu.

Tloušťka vrstvy, nazývaná „hloubka průniku proudu“, závisí na odporu materiálu, frekvenci proudu a absolutní magnetická permeabilita.

Navíc volbou takového režimu provozu indukčního ohřívače, aby byla zajištěna vysoká koncentrace indukčních proudů v povrchových vrstvách, lze dosáhnout výrazného zvýšení účinnosti ohřívače.

Hlavní předností metody indukčního povrchového kalení je možnost koncentrovaného uvolňování tepelné energie v povrchových vrstvách výrobků libovolného tvaru a možnost přenosu energie bez přímého kontaktu mezi ohřívačem a obrobkem Rovnoměrnost ohřevu součástí se složitou konfigurací je zajištěna induktory zn. zvláštní tvar. Obvykle tvar induktoru kopíruje obrys součásti.

Použití indukčních ohřívačů zpravidla zlepšuje kvalitativní ukazatele technologických operací, zvyšuje produktivitu práce a vytváří podmínky pro posun výroby na vyšší úroveň s rozsáhlou mechanizací a automatizací procesů.

Indukční ohřev se používá i pro takový obecný provoz jako je povrchová úprava… Laminace je trvalé spojení vrstvy svarového kovu se základním kovem.

Běžně se používá povlakování neželezných kovů a slitin na oceli a litině.Pro povrchovou aplikaci je nutné a postačující roztavit přídavný kov a přivést základní kov na teplotu blízkou bodu tání přídavného materiálu. Výplňový materiál použitý pro vrstvení může být v jakékoli formě — ve formě tyčí, pásků, hoblin atd.

Použití indukčních topných zařízení v průmyslu není omezeno na uvažované příklady, rozsah jejich použití je extrémně široký a každým rokem se zvyšuje.

Významné výhody při použití metod indukčního ohřevu — efektivita, flexibilita použití, vysoká kvalita výrobků, zvýšení produktivity práce atd.