Az indukciós fűtés alapjai
Indukciós fűtés elektromosan vezető tárgyban (nem feltétlenül mágneses acélban) zajlik, amikor az objektumot változó mágneses mezőbe helyezik. Az indukciós fűtés a hiszterézis és az örvényáram veszteségeknek köszönhető.
Indukciós fűtés "elektromosan vezető elem (általában egy fém) melegítése elektromágneses indukcióval, az objektumban örvényáramok által generált hő révén. Az indukciós melegítő elektromágnesből és egy elektronikus oszcillátorból áll, amely nagyfrekvenciás váltakozó áramot (AC) továbbít az elektromágnesen. A gyorsan változó mágneses mező behatol a tárgyba, és villamos áramot generál a vezető belsejében, amelyet örvényáramnak hívnak. Az anyag ellenállásán átáramló örvényáramok Joule-hevítéssel hevítik. Az olyan ferromágneses (és ferromágneses) anyagokban, mint például a vas, hőt előállíthatnak a mágneses hiszterézis veszteségek is. A felhasznált áram frekvenciája függ a tárgy méretétől, az anyag típusától, a csatlakoztatástól (a munkatekercs és a melegítendő tárgy között) és a penetráció mélységétől.
A hiszterézisveszteségek csak mágneses anyagokban, például acélban, nikkelben és nagyon kevés másokban fordulnak elő. A hiszterézisvesztés azt jelzi, hogy ezt a molekulák közötti súrlódás okozza, amikor az anyagot először egy irányban mágnesezik, majd a másikban. A molekulák kis mágneseknek tekinthetők, amelyek a mágneses tér irányának mindegyik megfordításával megfordulnak. A munka (energia) szükséges ahhoz, hogy elfordítsák őket. Az energia hővé alakul. A megnövekedett fordulatszám (frekvencia) növekedésével az energia (energia) kiadási rátája növekszik.
Az örvényáram-veszteségek bármely vezető anyagban változó mágneses mezőben fordulnak elő. Ez vezet, még akkor is, ha az anyagoknak nincs olyan mágneses tulajdonsága, amely általában vashoz és acélhoz kapcsolódik. Példák a réz, sárgaréz, alumínium, cirkónium, nem mágneses rozsdamentes acél és urán. Az örvényáramok a transzformátor által az anyagban fellépő elektromos áramok. Ahogyan a nevük is mutatja, úgy tűnik, hogy körbefutnak az örvényeken egy szilárd anyag tömegben. Az örvényáram-veszteségek sokkal fontosabbak, mint az indukciós melegítés hiszterézisveszteségei. Megjegyezzük, hogy az indukciós melegítést nem mágneses anyagokra alkalmazzuk, ahol nincsenek hiszterézisveszteségek.
Az acél keményítésére, kovácsolására, olvasztására vagy bármely más, Curie hőmérsékletet meghaladó hőmérsékletre való melegítésre nem lehet függeni a hiszterézistől. Az acél elveszíti mágneses tulajdonságait ezen a hőmérsékleten. Amikor az acélt a Curie pont alatt melegítik, a hiszterézis hozzájárulása általában olyan kicsi, hogy figyelmen kívül hagyható. Minden gyakorlati célból az I2Az örvényáramok R az egyetlen módja annak, hogy az elektromos energiát hővé alakítsuk indukciós fűtés céljából.
Két alapvető dolog az indukciós fűtéshez:
- Változó mágneses mező
- Elektromosan vezető anyag, amely a mágneses mezőbe kerül