Grunden för induktionsuppvärmningsprincipen har förstått och tillämpats på tillverkning sedan 1920. Under andra världskriget utvecklades tekniken snabbt för att möta brådskande krigskrav för en snabb och pålitlig process för att härda metallmotordelar. På senare tid har fokus på magert tillverkningsteknik och betoning på förbättrad kvalitetskontroll lett till en återupptäckt av induktionsteknologi, tillsammans med utvecklingen av exakt kontrollerat, allt solidt tillstånd induktionsuppvärmningsaggregat.
Induktionsuppvärmning sker i ett elektriskt ledande föremål (inte nödvändigtvis magnetiskt stål) när objektet placeras i ett varierande magnetfält. Induktionsuppvärmning beror på hysteresen och virvelströmförlusterna.
Hysteresförluster förekommer endast i magnetiska material som stål, nickel och mycket få andra. Hysteresförlust anger att detta orsakas av friktion mellan molekyler när materialet magnetiseras först i en riktning och sedan i den andra. Molekylerna kan betraktas som små magneter som vänder med varje vändning av magnetfältets riktning. Arbete (energi) krävs för att vända dem. Energin omvandlas till värme. Graden av energiförbrukning (kraft) ökar med en ökad hastighet för reversering (frekvens).
Virvelströmsförluster inträffar i vilket ledande material som helst i ett varierande magnetfält. Detta orsakar riktning, även om materialen inte har några av de magnetiska egenskaper som vanligtvis förknippas med järn och stål. Exempel är koppar, mässing, aluminium, zirkonium, icke-magnetiskt rostfritt stål och uran. Virvelströmmar är elektriska strömmar som induceras av transformatorverkan i materialet. Som namnet antyder verkar de flyta runt i virvlar på virvlar inom en solid materialmassa. Virvelströmsförluster är mycket viktigare än hysteresförluster vid induktionsuppvärmning. Observera att induktionsuppvärmning tillämpas på icke-magnetiska material, där inga hysteresförluster uppstår.
För uppvärmning av stål för härdning, smide, smältning eller andra ändamål som kräver en temperatur över Curie-temperaturen, kan vi inte bero på hysteres. Stål förlorar sina magnetiska egenskaper över denna temperatur. När stål värms under Curie-punktet, är hysteresens bidrag vanligtvis så liten att det kan ignoreras. För alla praktiska ändamål är jag2R av virvelströmmarna är det enda sättet på vilket elektrisk energi kan omvandlas till värme för induktionsuppvärmning.
Två grundläggande saker för induktionsuppvärmning:
- Ett förändrat magnetfält
- Ett elektriskt ledande material placerat i magnetfältet
Grunden för induktionsuppvärmning
HLQ-Brochureinduction_heating_principle