Induksjonssmeltemaskiner

Spørsmål: Hva er elektromagnetisk induksjon?

Elektromagnetisk induksjon ble oppdaget av Michael Faraday i 1831, og James Clerk Maxwell beskrev det matematisk som Faradays lov om induksjon. Elektromagnetisk induksjon er en strøm produsert på grunn av spenningsproduksjon (elektromotorisk kraft) på grunn av et skiftende magnetfelt. Dette skjer enten når en leder er plassert i et bevegelig magnetfelt (ved bruk av en vekselstrømkilde) eller når en leder konstant beveger seg i et stasjonært magnetfelt. I henhold til oppsettet gitt nedenfor, arrangerte Michael Faraday en ledende ledning festet til en enhet for å måle spenningen over kretsen. Når en stangmagnet beveges gjennom viklingen, måler spenningsdetektoren spenningen i kretsen. Gjennom eksperimentet oppdaget han at det er visse faktorer som påvirker denne spenningsproduksjonen. De er:
Antall spoler: Den induserte spenningen er direkte proporsjonal med antall omdreininger/spoler på ledningen. Større antall omdreininger, større er spenning produsert

Endring av magnetfelt: Endring av magnetfelt påvirker den induserte spenningen. Dette kan gjøres ved enten å flytte magnetfeltet rundt lederen eller flytte lederen i magnetfeltet.
Du vil kanskje også sjekke ut disse konseptene relatert til induksjon:
Induksjon – Selvinduksjon og gjensidig induksjon
Elektromagnetisme
Magnetisk induksjonsformel.

Spørsmål: Hva er induksjonsoppvarming?

Grunnleggende induksjon starter med en spole av ledende materiale (for eksempel kobber). Når strømmen flyter gjennom spolen, dannes et magnetfelt i og rundt spolen. Magnetfeltets evne til å utføre arbeid avhenger av spolens design samt mengden strøm som flyter gjennom spolen.
Retningen til magnetfeltet avhenger av strømretningen, så en vekselstrøm gjennom spolen

vil resultere i at et magnetfelt endrer retning med samme hastighet som vekselstrømmens frekvens. 60Hz vekselstrøm vil få magnetfeltet til å bytte retning 60 ganger i sekundet. 400 kHz vekselstrøm vil få magnetfeltet til å bytte 400 000 ganger i sekundet. Når et ledende materiale, et arbeidsstykke, plasseres i et skiftende magnetfelt (for eksempel et felt generert med vekselstrøm), vil spenning induseres i arbeidsstykket (Faradays lov). Den induserte spenningen vil resultere i strømmen av elektroner: strøm! Strømmen som går gjennom arbeidsstykket vil gå i motsatt retning som strømmen i spolen. Dette betyr at vi kan kontrollere frekvensen til strømmen i arbeidsstykket ved å kontrollere frekvensen til strømmen i arbeidsstykket

spole.Når det går strøm gjennom et medium, vil det være en viss motstand mot elektronenes bevegelse. Denne motstanden vises som varme (The Joule Heating Effect). Materialer som er mer motstandsdyktige mot strømmen av elektroner vil avgi mer varme etter hvert som strømmen går gjennom dem, men det er absolutt mulig å varme opp svært ledende materialer (for eksempel kobber) ved hjelp av en indusert strøm. Dette fenomenet er kritisk for induktiv oppvarming. Hva trenger vi for induksjonsoppvarming? Alt dette forteller oss at vi trenger to grunnleggende ting for at induksjonsoppvarming skal skje:
Et magnetisk felt i endring

Et elektrisk ledende materiale plassert i magnetfeltet
Hvordan er induksjonsoppvarming sammenlignet med andre oppvarmingsmetoder?
Det finnes flere metoder for å varme opp en gjenstand uten induksjon. Noen av de mer vanlige industrielle praksisene inkluderer gassovner, elektriske ovner og saltbad. Disse metodene er alle avhengige av varmeoverføring til produktet fra varmekilden (brenner, varmeelement, flytende salt) gjennom konveksjon og stråling. Når overflaten av produktet er oppvarmet, overføres varmen gjennom produktet med termisk ledning.
Induksjonsoppvarmede produkter er ikke avhengige av konveksjon og stråling for levering av varme til produktoverflaten. I stedet genereres varme i overflaten av produktet av strømmen. Varmen fra produktoverflaten overføres deretter gjennom produktet med termisk ledning.

Dybden som varme genereres direkte ved hjelp av den induserte strømmen avhenger av noe som kalles den elektriske referansedybden. Den elektriske referansedybden avhenger i stor grad av frekvensen til vekselstrømmen som flyter gjennom arbeidsstykket. Høyere frekvensstrøm vil resultere i en grunnere elektrisk referansedybde og en lavere frekvensstrøm vil resultere i en dypere elektrisk referansedybde. Denne dybden avhenger også av de elektriske og magnetiske egenskapene til arbeidsstykket.
Elektrisk referansedybde for høy- og lavfrekvent Inductotherm-gruppens selskaper drar fordel av disse fysiske og elektriske fenomenene for å tilpasse oppvarmingsløsninger for spesifikke produkter og applikasjoner. Den nøye kontrollen av kraft, frekvens og spolegeometri gjør at Inductotherm Group-selskapene kan designe utstyr med høye nivåer av prosesskontroll og pålitelighet uavhengig av applikasjonen.
For mange prosesser er smelting det første trinnet i å produsere et nyttig produkt; induksjonssmelting er rask og effektiv. Ved å endre geometrien til induksjonsspolen, kan induksjonssmelteovner holde ladninger som varierer i størrelse fra volumet til et kaffekrus til hundrevis av tonn smeltet metall. Videre, ved å justere frekvens og kraft, kan Inductotherm Group-selskaper behandle praktisk talt alle metaller og materialer, inkludert men ikke begrenset til: jern, stål og rustfrie stållegeringer, kobber og kobberbaserte legeringer, aluminium og silisium. Induksjonsutstyr er spesialdesignet for hver applikasjon for å sikre at det er så effektivt som mulig. En stor fordel som er iboende med induksjonssmelting er induktiv omrøring. I en induksjonsovn blir metallladningsmaterialet smeltet eller oppvarmet av strøm generert av et elektromagnetisk felt. Når metallet blir smeltet, får dette feltet også badet til å bevege seg. Dette kalles induktiv omrøring. Denne konstante bevegelsen blander naturlig badet og gir en mer homogen blanding og hjelper til med legeringen. Mengden av omrøring bestemmes av størrelsen på ovnen, kraften som settes inn i metallet, frekvensen til det elektromagnetiske feltet og typen

antall metall i ovnen. Mengden av induktiv omrøring i en gitt ovn kan manipuleres for spesielle bruksområder hvis nødvendig. InduksjonsvakuumsmeltingFordi induksjonsoppvarming utføres ved hjelp av et magnetfelt, kan arbeidsstykket (eller lasten) fysisk isoleres fra induksjonsspolen ved hjelp av ildfast eller noe annet ikke-ledende medium. Magnetfeltet vil passere gjennom dette materialet for å indusere en spenning i belastningen inne i. Dette betyr at lasten eller arbeidsstykket kan varmes opp under vakuum eller i en nøye kontrollert atmosfære. Dette muliggjør prosessering av reaktive metaller (Ti, Al), spesiallegeringer, silisium, grafitt og andre følsomme ledende materialer. InduksjonsoppvarmingI motsetning til noen forbrenningsmetoder er induksjonsoppvarming nøyaktig kontrollerbar uavhengig av batchstørrelse.

Variering av strøm, spenning og frekvens gjennom en induksjonsspole resulterer i finjustert konstruert oppvarming, perfekt for presise bruksområder som herding, herding og herding, gløding og andre former for varmebehandling. Et høyt presisjonsnivå er avgjørende for kritiske bruksområder som bilindustri, romfart, fiberoptikk, ammunisjonsbinding, ledningsherding og herding av fjærtråd. Induksjonsoppvarming er godt egnet for spesialmetallapplikasjoner som involverer titan, edle metaller og avanserte kompositter. Den nøyaktige oppvarmingskontrollen tilgjengelig med induksjon er uovertruffen. Videre, ved å bruke de samme oppvarmingsgrunnlagene som oppvarmingsapplikasjoner med vakuumdigel, kan induksjonsoppvarming utføres under atmosfære for kontinuerlige applikasjoner. For eksempel lysgløding av rustfritt stålrør og rør.

Høyfrekvent induksjonssveising
Når induksjon leveres med høyfrekvent (HF) strøm, er jevn sveising mulig. I denne applikasjonen de svært grunne elektriske referansedybdene som kan oppnås med HF-strøm. I dette tilfellet dannes en metallstrimmel kontinuerlig, og passerer deretter gjennom et sett med nøyaktig konstruerte ruller, hvis eneste formål er å tvinge de dannede strimmelkantene sammen og lage sveisen. Rett før den dannede stripen når settet med ruller, passerer den gjennom en induksjonsspole. I dette tilfellet flyter strømmen ned langs den geometriske "vee" skapt av stripekantene i stedet for rett rundt utsiden av den dannede kanalen. Når strømmen flyter langs båndkantene, vil de varmes opp til en passende sveisetemperatur (under smeltetemperaturen til materialet). Når kantene presses sammen, tvinges alt rusk, oksider og andre urenheter ut for å resultere i en fast formsmiesveis.

Fremtiden Med den kommende tidsalderen for høyt konstruerte materialer, alternative energier og behovet for å styrke utviklingsland, tilbyr de unike egenskapene til induksjon fremtidens ingeniører og designere en rask, effektiv og presis metode for oppvarming.