Quel est le chauffage d'Induction ?

chauffage par induction

Quel est le chauffage d'Induction ?
Chauffage par induction est un procédé qui sert à lier, durcir ou adoucir les métaux ou autres matériaux conducteurs. Pour de nombreux processus de fabrication moderne, le chauffage par induction offre une combinaison attrayante de vitesse, de cohérence et de contrôle.

Les principes fondamentaux du chauffage par induction ont été compris et appliqués à la fabrication, depuis les années 1920. Pendant la seconde guerre mondiale, la technologie développée rapidement pour répondre aux exigences d'urgence en temps de guerre pour un processus rapide et fiable durcir les pièces de métal moteur. Plus récemment, l'accent mis sur les techniques de fabrication sans gaspillage et mettant l'accent sur l'amélioration du contrôle qualité ont conduit à une redécouverte de la technologie de l'induction, parallèlement au développement du précisément État contrôlé, tout solide induction alimentations.

Ce qui rend cette méthode unique de chauffage ? Dans les méthodes de chauffage les plus courantes, un chalumeau ou une flamme nue est appliquée directement à la partie métallique. Mais avec chauffage par induction, chaleur est réellement « induit » au sein de la pièce elle-même en faisant circuler des courants électriques.

Chauffage par induction s'appuie sur les caractéristiques uniques de l'énergie de radiofréquence (RF) - cette partie du spectre électromagnétique ci-dessous l'énergie infrarouge et les micro-ondes. Puisque la chaleur est transférée au produit via des ondes électromagnétiques, la partie ne vient jamais en contact direct avec une flamme, l'inducteur lui-même ne devient pas chaud (voir vidéo en haut à droite), et il n'y a aucune contamination de produit. Lorsque correctement mis en place, le processus devient très contrôlable et reproductible.

Fonctionne du chauffage par Induction
Comment fonctionne exactement travaux de chauffage par induction ? Il permet d'avoir une compréhension de base des principes de l'électricité. Lorsqu'un courant électrique alternatif est appliqué au primaire d'un transformateur, un champ magnétique alternatif est créé. Conformément à la Loi de Faraday, si le secondaryof le transformateur se trouve dans le champ magnétique, un courant électrique est induit.

Dans une base chauffage par induction d'installation illustrée à droite, un bloc d'alimentation à l'état solide RF envoie un AC courant au travers d'un inducteur (souvent une bobine de cuivre), et la pièce à chauffer (la pièce) est placée à l'intérieur de l'inducteur. L'inducteur sert le transformateur primaire et la pièce à chauffer devient un court circuit secondaire. Quand une pièce de métal est placée au sein de l'inducteur et entre dans le champ magnétique, circulation des courants de Foucault sont induits dans la partie.

Comme indiqué dans le second schéma, ces courants de Foucault coulent contre la résistivité électrique du métal, produisant une chaleur précise et localisée sans aucun contact direct entre la partie et de l'inducteur. Ce réchauffement se produit avec des pièces fois magnétiques et non magnétiques et est souvent dénommé « effet Joule », se référant à la première loi de Joule – une formule scientifique exprimant le rapport entre la chaleur produite par courant électrique transmise un conducteur.

Secondairement, une chaleur supplémentaire est produite dans les pièces magnétiques à hystérésis – frottement interne qui est créé lorsque les pièces magnétiques traversent l'inducteur. Matériaux magnétiques offrent naturellement une résistance électrique pour les champs magnétiques évolues rapidement au sein de l'inducteur. Cette résistance produit un frottement interne qui à son tour produit de la chaleur.

Dans le processus de chauffage de la matière, il n'y a donc aucun contact entre l'inducteur et de la partie, et n'y at-il des gaz de combustion. Le matériau à chauffer peut être situé dans un cadre isolé de l'alimentation ; immergé dans un liquide, couverts par des substances isolées, dans une atmosphère gazeuse ou même dans le vide.

Facteurs importants à considérer
L'efficacité d'une induction de système de chauffage pour une application spécifique dépend de plusieurs facteurs : les caractéristiques de la pièce elle-même, la conception de l'inductance, la capacité de l'alimentation et la quantité de variation de température requise pour l'application.

Les caractéristiques de la partie
MÉTAL OU EN PLASTIQUE
Tout d'abord, directement ne fonctionne qu'avec des matériaux conducteurs, normalement de métaux de chauffage par induction. Plastiques et autres matériaux non conducteurs peut souvent être chauffé indirectement, en chauffant le premier un SUSCEPTEUR métallique conductrice qui transfère la chaleur au matériau non-conducteur.

MAGNÉTIQUE OU NON MAGNÉTIQUE
Il est plus facile pour les matériaux magnétiques de chaleur. En plus de la chaleur induite par courants de Foucault, matériaux magnétiques aussi produisant de la chaleur à travers ce qu'on appelle l'effet d'hystérésis (décrit ci-dessus). Cet effet cesse de se produire à des températures au-dessus du point « Curie » - la température à laquelle un matériau magnétique perd ses propriétés magnétiques. La résistance relative des matériaux magnétiques est évaluée sur une échelle de « perméabilité » de 100 à 500 ; non-magnetics ont une perméabilité de 1, matériaux magnétiques peuvent avoir une perméabilité plus élevée que 500.
MINCES OU ÉPAISSES
Avec des matériaux conducteurs, environ 85 % de l'effet thermique se produit sur la surface ou de la « peau »
la partie ; l'intensité du chauffage diminue comme la distance entre la surface augmente.
Si des pièces petites ou minces chauffer généralement plus rapidement que les grandes parties épaisses, surtout si des pièces plus grandes doivent être chauffée tout au long de.

Des recherches ont montré une relation entre la fréquence du courant alternatif et
la profondeur de pénétration de chauffage : plus la fréquence est élevée, plu le chauffage dans la partie. Fréquences de 100 à 400 kHz produisent relativement haute-energy chaleur, idéale pour chauffer rapidement les petites pièces ou la surface cutanée de plus grandes parties. Pour pénétrer la chaleur, en profondeur, plus longs cycles de chauffage aux fréquences inférieures de 5 à 30 kHz montrent plus efficace.

RÉSISTIVITÉ
Si vous utilisez le même processus d'induction exacte pour chauffer les deux mêmes morceaux d'acier et de cuivre, les résultats seront tout à fait différentes. Pourquoi ? Acier – ainsi que le carbone, l'étain et tungstène
– a une résistivité électrique élevée. Parce que ces métaux résistent fortement à la circulation du courant, chaleur s'accumule rapidement. Métaux de faible résistivité tels que cuivre, laiton et aluminium prennent plus de temps
à la chaleur. Résistivité augmente avec la température, donc une pièce très chaude d'acier sera plus
réceptif à induction chauffage qu'une pièce froide.

Conception de l'inducteur
Au sein de l'inducteur, c'est que le champ magnétique variable, nécessaire pour le chauffage par induction est développé par le flux de courant alternatif. Donc, conception de l'inducteur est un des aspects plus importants du système global. Un inducteur bien conçu fournit le modèle de chauffage adéquat pour votre partie et maximise l'efficacité de l'alimentation, tout en permettant une insertion facile et l'enlèvement de la part de chauffage par induction.

Capacité d'alimentation de puissance
La taille de l'alimentation de l'induction requise pour chauffer une pièce donnée peut être facilement calculée. Tout d'abord, il faut déterminer la quantité d'énergie doit être transféré à la pièce. Cela dépend de la masse du matériau se réchauffe, la chaleur spécifique du matériau et la hausse de la température requise. On envisagera également les pertes de chaleur de conduction, convection et rayonnement.

Degré de variation de température requise
Enfin, l'efficacité du chauffage pour une application spécifique d'admission dépend de la quantité de variation de température nécessaire. Un large éventail de changements de température peut être accueillis ; en règle générale, plus puissance de chauffage par induction est généralement utilisée pour augmenter le degré de variation de température.

Tags: What is Induction Heating?