Nguyên lý hoạt động và lĩnh vực ứng dụng của gia nhiệt cảm ứng

Các thiết bị nhiệt điện làm nóng vật liệu dẫn điện bằng cách đưa dòng điện cảm ứng vào chúng được gọi là máy sưởi cảm ứng… Vì e. v.v. c.hiện tượng cảm ứng xảy ra khi dòng điện kích thích trường điện từ thay đổi, khi đó các thiết bị đó chỉ có thể hoạt động với dòng điện xoay chiều.

Yếu tố chính của lò sưởi cảm ứng là cuộn cảm - cuộn dây, chứa một số vòng dây nhất định, khi có dòng điện xoay chiều chạy qua sẽ tạo ra từ trường xoay chiều… Đây là nơi diễn ra quá trình chuyển đổi (đầu tiên) năng lượng điện thành năng lượng từ trường.

Khi một cơ thể dẫn điện được đưa vào một từ trường xen kẽ, ví dụ: vân vân. c. gây ra sự xuất hiện của dòng điện «thứ cấp». Có sự chuyển hóa ngược (thứ hai) năng lượng từ trường thành năng lượng điện.

Cuối cùng, dòng điện thứ cấp cảm ứng trong cơ thể nóng lên, theo Định luật Joule-Lenz tạo ra nhiệt: năng lượng điện được chuyển đổi thành nhiệt.Kết quả của quá trình chuyển đổi năng lượng lần thứ ba là thu được nhiệt cung cấp khả năng làm nóng hoặc làm nóng chảy các vật liệu trong lò sưởi cảm ứng.

Mạch sưởi ấm cảm ứng

Đối với hoạt động của lò sưởi cảm ứng không cần tiếp xúc trực tiếp của nguồn điện với vật bị nung nóng, chỉ cần có sự xuất hiện của liên kết từ tính giữa vật và cuộn cảm.

Ứng dụng chính và lâu đời nhất của lò sưởi cảm ứng trong công nghiệp là sử dụng chúng. chẳng hạn như lò điện cảm ứngđược thiết kế để nấu chảy kim loại màu và kim loại màu và hợp kim của chúng. Lò cảm ứng điện đảm bảo độ tinh khiết cao của vật liệu nóng chảy, vì chúng không đưa bất kỳ tạp chất nào vào vật liệu nóng chảy.

Ngoài ra, lò điện cảm ứng tạo ra sự gia nhiệt đồng đều cho toàn bộ khối vật liệu nóng chảy mà không gây quá nhiệt cục bộ đáng kể. Tình huống thứ hai rất quan trọng khi nấu chảy các hợp kim nhiều thành phần, các thành phần có điểm nóng chảy khác nhau. Khi có hiện tượng quá nhiệt cục bộ (chẳng hạn như trong lò hồ quang) trong các hợp kim như vậy, các thành phần nóng chảy thấp hơn được tiêu thụ nhiều và thành phần ban đầu của điện tích bị xáo trộn.

Lĩnh vực ứng dụng của lò sưởi cảm ứng không giới hạn ở các nhà máy nấu chảy kim loại. Thường trong hệ thống sưởi cảm ứng sản xuất hiện đại được sử dụng bởi để làm cứng bề mặt của các bộ phận, trong các hoạt động uốn ống và các sản phẩm cán định hình từ các sản phẩm lưỡng kim, để hàn các sản phẩm có cấu hình phức tạp, v.v.

Khi đốt nóng vật liệu dẫn điện trong trường điện từ tần số cao, nó đóng vai trò quan trọng hiệu ứng bề mặt... Hiệu ứng bề mặt ngày càng trở nên rõ ràng hơn khi tần số của dòng điện cung cấp tăng lên.

Khả năng chỉ làm nóng nhanh các lớp trên của vật liệu, cần thiết cho quá trình làm cứng bề mặt, hoàn toàn dựa trên việc sử dụng hiệu ứng này.

Độ dày của lớp, được gọi là «độ sâu của dòng điện», phụ thuộc vào điện trở của vật liệu, tần số của dòng điện và tính thấm từ tuyệt đối.

Ngoài ra, bằng cách chọn chế độ hoạt động của lò sưởi cảm ứng như vậy, để đảm bảo dòng điện cảm ứng tập trung cao trong các lớp bề mặt, có thể đạt được sự gia tăng đáng kể hiệu suất của lò sưởi.

Ưu điểm chính của phương pháp làm cứng bề mặt cảm ứng là khả năng giải phóng tập trung năng lượng nhiệt trong các lớp bề mặt của sản phẩm có hình dạng tùy ý và khả năng truyền năng lượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp giữa bộ gia nhiệt và phôi. một hình dạng đặc biệt. Nói chung là hình dạng của cuộn cảm tuân theo đường viền của bộ phận.

Việc sử dụng lò sưởi cảm ứng, theo quy luật, cải thiện các chỉ số chất lượng của hoạt động công nghệ, tăng năng suất lao động và tạo điều kiện để chuyển sản xuất lên cấp độ cao hơn với quá trình cơ giới hóa và tự động hóa quy trình rộng rãi.

Gia nhiệt cảm ứng cũng được sử dụng cho hoạt động chung như bề mặt… Cán màng là sự liên kết vĩnh viễn của lớp kim loại mối hàn với kim loại cơ bản.

Thường được sử dụng là sơn phủ kim loại màu và hợp kim trên thép và gang.Đối với ứng dụng bề mặt, điều cần thiết và đủ là làm tan chảy kim loại phụ và đưa kim loại cơ bản đến nhiệt độ gần với nhiệt độ nóng chảy của vật liệu phụ. Vật liệu độn được sử dụng để phân lớp có thể ở bất kỳ dạng nào - ở dạng thanh, dải, phoi bào, v.v.

Việc sử dụng các thiết bị sưởi ấm cảm ứng trong công nghiệp không giới hạn ở các ví dụ được xem xét, phạm vi ứng dụng của chúng rất rộng và tăng lên hàng năm.

Ưu điểm đáng kể trong việc sử dụng phương pháp sưởi ấm cảm ứng — hiệu quả, ứng dụng linh hoạt, chất lượng cao của sản phẩm, tăng năng suất lao động, v.v.