Por que escolher o aquecimento de indução?

Por que escolher aquecimento por indução em vez de convecção, radiação, chama aberta ou outros métodos de aquecimento? Abaixo está um breve resumo das principais vantagens.

Vantagens do aquecimento de indução

Otimizar a consistência

O aquecimento por indução elimina inconsistências e problemas de qualidade associados a chamas abertas, aquecimento de tochas e outros métodos. Uma vez que o sistema é devidamente calibrado e configurado, não há suposições ou alterações; o padrão de aquecimento é repetível e consistente.

Maximizar a produtividade

Como a indução funciona muito rápido, ela pode maximizar a produtividade; o calor é gerado diretamente e instantaneamente dentro da peça (>2000 ° F, <1 segundo). A inicialização é quase instantânea; nenhum ciclo de aquecimento ou resfriamento é necessário.

Melhorar a qualidade do produto

Através da indução, a parte aquecida nunca estará em contato direto com a chama ou outros elementos de aquecimento; o interior da peça gera calor através de corrente alternada.

Estender a vida útil do acessório

O aquecimento por indução pode transferir rapidamente o calor de um local específico para uma pequena área da peça sem aquecer as partes circundantes. Isso prolonga a vida útil dos equipamentos e equipamentos mecânicos.

Proteção ambiental

Sistema de aquecimento de induçãoNão queima combustíveis fósseis tradicionais; a indução é um processo limpo e livre de poluição que ajuda a proteger o meio ambiente.

Reduzir o consumo de energia

Este processo único de economia de energia pode converter até 90% do consumo de energia em calor útil;Forno de induçãoGeralmente é apenas 45% de eficiência energética. A repetibilidade e a consistência do processo de indução tornam-no altamente compatível com sistemas de automação que economizam energia.

Métodos de aquecimento de indução

EuAquecimento nductionAproximadamente tem duas maneiras de gerar energia:

A primeira maneira é chamada de aquecimento por corrente parasita, que é causada pela perda de I²R pela resistividade do material da peça de trabalho, esta é a principal fonte de energia. A segunda maneira é chamada de aquecimento por histerese, no processo de aquecimento do material de excitação (como aço ou material de ferrite abaixo do ponto Curie), o campo magnético alternado gerado pela bobina de indução gera energia na peça de trabalho, mas esta parte do calor não é significativa para a maior parte do processo de aquecimento.

Quando a permeabilidade magnética do material diminui para 1, juntamente com o aquecimento por histerese diminui, Quando a temperatura da peça de trabalho atinge o ponto Curie, o aquecimento por histerese desaparecerá. O aquecimento por corrente de redemoinho constitui o restante efeito de aquecimento por indução.

Quando a direção da corrente (AC) muda, o campo magnético gerado falhará, porque a direção da corrente é oposta e a direção oposta será gerada. Quando o segundo fio está em um campo magnético alternado, o segundo fio gera corrente alternada.

A corrente transmitida através do segundo fio e a corrente transmitida através do primeiro fio são proporcionais entre si e também proporcionais ao recíproco do quadrado da distância entre eles.

Quando o fio neste modelo é substituído por uma bobina, a corrente alternada na bobina irá gerar um campo eletromagnético. Quando a peça de trabalho a ser aquecida está no campo, a peça de trabalho corresponde ao segundo fio e gera uma peça de trabalho de corrente alternada nele. A perda de Iabr R na resistividade do material da peça de trabalho fará com que o calor seja gerado na peça de trabalho com a resistividade do material da peça de trabalho. Isso é chamado de aquecimento de corrente parasita.

Fatores a considerar quando Aquecimento de indução

A eficiência de um sistema de aquecimento por indução depende de vários fatores: as características da própria peça, o design da máquina de indução, a capacidade da fonte de alimentação, e a quantidade de mudança de temperatura necessária.

Características das peças da máquina de indução

Metal ou plástico

Em primeiro lugar, o aquecimento por indução só pode usar diretamente materiais condutores, geralmente metais e material de grafite. Plásticos e outros materiais não condutores podem frequentemente ser aquecidos indiretamente aquecendo primeiro um susceptor de metal condutor que transfere calor para o material não condutor.

Magnético ou não magnético

É mais fácil aquecer materiais magnéticos. Além do calor gerado pelas correntes parasitas, os materiais magnéticos também geram calor por meio do chamado efeito de histerese. Em temperaturas acima do ponto "Curie" (a temperatura na qual os materiais magnéticos perdem seu magnetismo), esse efeito não ocorre maisS. Antes de chegar ao ponto Curie, o material magnético pode reunir mais efetivamente as linhas magnéticas de força, gerando assim maior corrente parasita. A resistência relativa dos materiais magnéticos tem uma classificação de “permeabilidade” de 100 a 500; a permeabilidade dos materiais não magnéticos é 1, enquanto a permeabilidade dos materiais magnéticos pode ser tão alta quanto 500.

Grosso ou fino

Ao usar materiais condutores, Sob a influência do efeito da pele, aproximadamente 85% do efeito de aquecimento ocorre na superfície ou "pele" da peça; a intensidade de aquecimento diminui à medida que a distância da superfície aumenta. Portanto, peças pequenas ou finas geralmente aquecem mais rápido do que peças grandes e grossas, especialmente se peças maiores precisarem ser aquecidas o tempo todo.

Resistividade

Se duas peças de aço e cobre do mesmo tamanho forem aquecidas exatamente com o mesmo processo de indução, os resultados serão muito diferentes. Por quê? O aço, junto com carbono, estanho e tungstênio, tem alta resistividade. Como esses metais têm forte resistência à corrente elétrica, o calor se acumula rapidamente. Metais de baixa resistência, como cobre, latão e alumínio, demoram mais para aquecer. A resistividade aumenta com o aumento da temperatura, portanto, as chapas de aço muito quentes são mais suscetíveis ao aquecimento por indução do que as chapas de aço frio.

Eles sempre seguem a regra de que: quando a resistividade é alta, e nas mesmas condições atuais, o calor gerado pelo material é maior no cálculo baseado em Iestre R.

Design de máquina de aquecimento de indução

O campo magnético variável necessário para o aquecimento por indução é gerado pela corrente alternada no indutor. Portanto, o design do indutor é um dos aspectos mais importantes de todo o sistema. Um indutor bem projetado pode fornecer um modo de aquecimento adequado para suas peças e maximizar a eficiência da fonte de alimentação de aquecimento por indução, enquanto ainda permite fácil inserção e remoção de peças.

Capacidade de energia

É fácil calcular o tamanho da fonte de alimentação de indução necessária para aquecer um componente específico. Primeiro, deve ser determinado quanta energia precisa ser transferida para a peça de trabalho. Isso depende da qualidade do material que está sendo aquecido, do calor específico do material e do aumento de temperatura necessário. A perda de calor por condução, convecção e radiação também deve ser considerada.

O grau de mudança de temperatura necessária

Finalmente, a eficiência do aquecimento por indução para uma aplicação específica depende da quantidade de mudança de temperatura necessária, que pode se adaptar a uma ampla gama de mudanças de temperatura; com base na experiência, maior poder de aquecimento por indução é usado para aumentar o grau de mudanças de temperatura.