Az indukciós fűtés alapjai

Indukciós fűtés

Egyszerűen fogalmazva, az indukciós fűtés a legtisztább, leghatékonyabb, legköltséghatékonyabb, legpontosabb és legismételhetőbb anyagfűtési módszer, amely ma az ipar számára elérhető.

A precízen megtervezett indukciós tekercsek egy nagy teljesítményű és rugalmas indukciós tápegységgel párosulva a kívánt alkalmazásnak megfelelő, megismételhető fűtési eredményeket produkálnak. Az indukciós tápegységek, amelyeket úgy terveztek, hogy pontosan számszerűsítsék az anyag felmelegedését, és reagáljanak az anyag tulajdonságainak változásaira a fűtési ciklus során, valósággá teszik a különböző fűtési profilok elérését egyetlen fűtési alkalmazásból.

Az indukciós fűtés célja lehet egy alkatrész megkeményítése a kopás megelőzése érdekében; a fém képlékennyé tétele kovácsolás vagy melegalakítás céljából a kívánt alakra; két alkatrész összeforrasztása vagy forrasztása; a magas hőmérsékletű ötvözetekbe kerülő összetevők megolvasztása és keverése, ami lehetővé teszi a sugárhajtóművek gyártását; vagy bármilyen más alkalmazás esetén.

Az alapok

Az indukciós fűtés egy elektromosan vezető tárgyban (nem feltétlenül mágneses acél) történik, amikor a tárgyat változó mágneses térbe helyezik. Az indukciós fűtés a hiszterézis- és az örvényáramveszteségeknek köszönhető.

A hiszterézisveszteségek csak olyan mágneses anyagokban fordulnak elő, mint az acél, a nikkel és nagyon kevés más anyag. A hiszterézisveszteség azt állítja, hogy ezt a molekulák közötti súrlódás okozza, amikor az anyagot először az egyik, majd a másik irányban mágnesezik. A molekulákat kis mágneseknek tekinthetjük, amelyek a mágneses tér minden egyes irányváltásakor megfordulnak. Az elfordulásukhoz munkára (energiára) van szükség. Az energia hővé alakul át. Az energiafelhasználás (teljesítmény) mértéke a megfordulás (frekvencia) növekedésével növekszik.

Változó mágneses térben bármely vezető anyagban előfordulnak áramveszteségek. Ez még akkor is címkét okoz, ha az anyagok nem rendelkeznek a vashoz és acélhoz általában társított mágneses tulajdonságokkal. Ilyen például a réz, a sárgaréz, az alumínium, a cirkónium, a nem mágneses rozsdamentes acél és az urán. Az örvényáramok az anyagban transzformátorhatás által indukált elektromos áramok. Ahogy a nevük is jelzi, úgy tűnik, hogy örvényekben, örvénylésekben áramlanak egy szilárd anyagtömegben. Az indukciós fűtésnél az örvényáramveszteségek sokkal fontosabbak, mint a hiszterézisveszteségek. Megjegyzendő, hogy az indukciós fűtést nem mágneses anyagokra alkalmazzák, ahol nem lépnek fel hiszterézisveszteségek.

Az acél edzésre, kovácsolásra, olvasztásra vagy bármilyen más célra történő melegítésénél, ahol Curie-hőmérséklet feletti hőmérsékletre van szükség, nem támaszkodhatunk a hiszterézisre. Az acél e hőmérséklet felett elveszíti mágneses tulajdonságait. Ha az acélt a Curie-pont alatt melegítjük, a hiszterézis hozzájárulása általában olyan kicsi, hogy figyelmen kívül hagyható. Minden gyakorlati szempontból az örvényáramok I2R-je az egyetlen módja annak, hogy az elektromos energiát indukciós fűtési célokra hővé alakítsuk.

Az indukciós fűtés létrejöttéhez két alapvető dolog szükséges:

  • Változó mágneses tér
  • Egy mágneses térbe helyezett elektromosan vezető anyag

Az indukciós fűtés előnyei

Az indukciós fűtés különösen ott hasznos, ahol erősen ismétlődő műveleteket végeznek. Miután az indukciós fűtőgépet megfelelően beállították, alkatrészről alkatrészre azonos eredménnyel melegíthető. Az indukciós fűtés azon képessége, hogy az egymást követő alkatrészeket azonos módon melegíti, azt jelenti, hogy az eljárás teljesen automatikus működésre is alkalmas, ahol a munkadarabok be- és kirakodása mechanikusan történik.

Az indukciós fűtés lehetővé tette, hogy a műveleteket, mint például a keményítést, a gyártósorokon más szerszámgépekkel együtt helyezzék el, ahelyett, hogy távoli, különálló részlegekben végeznék. Ezáltal időt takarít meg az alkatrészek szállítása a gyár egyik részéből a másikba. Az indukciós fűtés tiszta. Nem bocsát ki kellemetlen hőt. Az indukciós fűtőgépek körül jó munkakörülmények uralkodnak. Nem bocsátanak ki füstöt és szennyeződéseket, amelyeket néha a hőkezelő részlegek és kovácsműhelyek esetében tapasztalunk.

Az indukciós fűtés másik kívánatos tulajdonsága, hogy a munkadarabnak csak egy kis részét képes felmelegíteni, ami előnyöket kínál ott, ahol nem szükséges az egész alkatrész felmelegítése. Ez az előny kritikus fontosságú azoknál az alapvető fontosságú alkatrészeknél, amelyeknél a normál működés során csak néhány helyi, nagy kopásveszélyű terület található. Korábban magasabb minőségű, drágább anyagra volt szükség ahhoz, hogy ellenálljon a működés során fellépő kopásnak. Az indukcióval kevésbé drága anyagok helyileg megmunkálhatók a szükséges tartósság eléréséhez.

Az indukciós fűtés gyors. Egy megfelelően hangolt indukciós fűtőgép nagy darabszámú alkatrészt képes percenként feldolgozni a hatékony tekercstervezés és alkatrészkezelés kihasználásával. Mivel az indukciós fűtőgépek jól alkalmazhatók az automatizáláshoz, könnyen integrálhatók a meglévő alkatrészgyártó sorokba. A sugárzó fűtési megoldásokkal ellentétben az indukciós fűtés csak a tekercsben lévő alkatrészt melegíti, nem pazarol energiát a felesleges fűtésre.

Az indukciós fűtés tiszta. Az olyan lángműveletek nélkül, amelyek kormot hagynak maguk után, vagy más módon tisztítást igényelnek a fűtés után, az indukció a választás a tiszta fűtést igénylő alkatrészeknél, például a forrasztási műveleteknél. Mivel az indukciós fűtés olyan mágneses tereket használ, amelyek átjárhatók az üvegen vagy más anyagokon, az indukcióval történő szabályozott légköri fűtés is lehetséges.

Az indukciós fűtés története

Faraday (1791-1867) ismerte az indukció alapelveit. A hangsúly eleinte a jelenség nemkívánatos hatásain volt. Nagy figyelmet fordítottak az indukció hatásainak csökkentésére szolgáló módszerek megtalálására, hogy az olyan eszközök, mint a transzformátorok, motorok és generátorok hatékonyabbá váljanak.

Michael Faradaynak (1791-1867) tulajdonítják általában az indukciós fűtés alapelveinek felfedezését 1831-ben. Az indukciós kutatások középpontjában azonban eleinte az indukció hatásának csökkentésére irányuló módszerek megtalálása állt, hogy az olyan eszközök, mint a transzformátorok, motorok és generátorok hatékonyabbá válhassanak.

A fémek indukciós olvasztásának lehetősége iránti érdeklődés 1916-ban kezdődött. Az egyik legkorábbi kereskedelmi alkalmazás a kis töltések megolvasztása volt szikrázó rés oszcillátorok segítségével. Egy másik korai alkalmazás a vákuumcsövek fémelemeinek melegítése volt az elnyelt gázok elűzésére a lezárás előtt.

A második világháborút megelőző néhány évben számos vállalat, többé-kevésbé egymástól függetlenül, kezdte felismerni, hogy az indukció sokféle speciális fűtési alkalmazás megoldását rejti magában. Bár az indukció elméleti felfedezése után még sokáig nem vált ipari folyamattá, növekedése a II. világháború alatt gyors volt, amikor azonnali igény merült fel arra, hogy nagy mennyiségű alkatrészt minimális munkával állítsanak elő.

Mára az indukció elfoglalta helyét ipari gazdaságunkban, mint az alkatrészgyártás felgyorsításának, a gyártási költségek csökkentésének és a minőségi eredmények elérésének eszköze.

Kattintson a Radyne történetének megismeréséhez

Az indukció jövője

A magasan megmunkált anyagok, az alternatív energiák és a fejlődő országok felhatalmazásának szükségessége közelgő korában az indukció egyedülálló képességei gyors, hatékony és pontos fűtési módszert kínálnak a jövő mérnökeinek és tervezőinek.

A gyors, tiszta, megismételhető, pontos és hatékony fűtés választott technológiájaként az indukció a jövő gyártásának egyik sarokköveként szilárdan megvetette a lábát. Az indukció felfedezése óta bekövetkezett gyors érése az élvonalbeli technológia hírnevét vívta ki, amely kritikus fontosságú az új, hatékonyabb folyamatok felfedezéséhez. Ma az indukció az úttörő megoldások szinonimája, amely a gyártástechnológia új paradigmája felé nyitja meg az utat.

A Radyne technológia az indukciós fűtés élvonalába tartozik, új módszerekkel újítva meg az indukciós fűtési technikák és eljárások továbbfejlesztését új, korábban elhagyott területeken. A világ egyik vezető gyártója és úttörője vagyunk a fejlett indukciós és szabályozott atmoszférájú fűtőberendezések fejlesztésében. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a TFD tápegységről.

További olvasmányok

Az indukciós fűtés alapjainak témájával kapcsolatos további megbeszéléseket az indukciós fűtés alapelveiről szóló cikkünk folytatásával találja, amely a fejlett indukciós fűtési koncepciókról szóló, az indukciós fűtés elméletének itt létrehozott alapjaira épülő témákat tárgyalja. Még több indukciós fűtési forráshoz a Radyne néhány forrást biztosít az Ön számára, amelyek lehetővé teszik, hogy az indukciós elméletet a megalapozott működéshez felhasználhassa: beleértve a gyakori laboratóriumi és üzemi táblázatok és szakkönyvek referenciájaként szolgáló posztereket az indukció alapjainak témakörében.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.