Inductiesmeltmachines

Vraag: Wat is elektromagnetische inductie?

Elektromagnetische inductie werd ontdekt door Michael Faraday in 1831, en James Clerk Maxwell beschreef het wiskundig als de inductiewet van Faraday. Elektromagnetische inductie is een stroom die wordt geproduceerd door spanningsproductie (elektromotorische kracht) als gevolg van een veranderend magnetisch veld. Dit gebeurt ofwel wanneer een geleider wordt geplaatst in een bewegend magnetisch veld (bij gebruik van een wisselstroombron) of wanneer een geleider voortdurend beweegt in een stationair magnetisch veld. Volgens de onderstaande opstelling heeft Michael Faraday een geleidende draad aangesloten op een apparaat om de spanning over het circuit te meten. Wanneer een staafmagneet door de wikkeling wordt bewogen, meet de spanningsdetector de spanning in het circuit. Door zijn experiment ontdekte hij dat er bepaalde factoren zijn die deze spanningsproductie beïnvloeden. Zij zijn:
Aantal spoelen: De geïnduceerde spanning is recht evenredig met het aantal windingen/spoelen van de draad. Hoe groter het aantal windingen, hoe groter de geproduceerde spanning

Veranderend magnetisch veld: Een veranderend magnetisch veld beïnvloedt de geïnduceerde spanning. Dit kan worden gedaan door het magnetische veld rond de geleider te bewegen of door de geleider in het magnetische veld te bewegen.
Misschien wil je ook deze concepten met betrekking tot inductie bekijken:
Inductie – Zelfinductie en wederzijdse inductie
Elektromagnetisme
Magnetische inductieformule.

Vraag: Wat is inductieverwarming?

De Basics Inductie begint met een spoel van geleidend materiaal (bijvoorbeeld koper). Terwijl er stroom door de spoel vloeit, ontstaat er een magnetisch veld in en rond de spoel. Het vermogen van het magnetische veld om werk te doen, hangt af van het spoelontwerp en van de hoeveelheid stroom die door de spoel vloeit.
De richting van het magnetische veld is afhankelijk van de stroomrichting, dus een wisselstroom door de spoel

zal resulteren in een magnetisch veld dat in dezelfde mate van richting verandert als de frequentie van de wisselstroom. Een wisselstroom van 60 Hz zorgt ervoor dat het magnetische veld 60 keer per seconde van richting verandert. Een wisselstroom van 400 kHz zorgt ervoor dat het magnetische veld 400.000 keer per seconde schakelt. Wanneer een geleidend materiaal, een werkstuk, in een veranderend magnetisch veld wordt geplaatst (bijvoorbeeld een veld gegenereerd met wisselstroom), wordt er spanning in het werkstuk geïnduceerd. (Wet van Faraday). De geïnduceerde spanning zal resulteren in de stroom van elektronen: stroom! De stroom die door het werkstuk vloeit, zal in de tegenovergestelde richting gaan als de stroom in de spoel. Dit betekent dat we de frequentie van de stroom in het werkstuk kunnen regelen door de frequentie van de stroom in het werkstuk te regelen

spoel. Terwijl stroom door een medium vloeit, zal er enige weerstand zijn tegen de beweging van de elektronen. Deze weerstand komt tot uiting in de vorm van warmte (het Joule-verwarmingseffect). Materialen die beter bestand zijn tegen de stroom van elektronen zullen meer warmte afgeven als er stroom doorheen vloeit, maar het is zeker mogelijk om sterk geleidende materialen (bijvoorbeeld koper) te verwarmen met behulp van een geïnduceerde stroom. Dit fenomeen is van cruciaal belang voor inductieve verwarming. Wat hebben we nodig voor inductieverwarming? Dit alles vertelt ons dat we twee basiszaken nodig hebben om inductieverwarming te laten plaatsvinden:
Een veranderend magnetisch veld

Een elektrisch geleidend materiaal dat in het magnetische veld wordt geplaatst
Hoe verhoudt inductieverwarming zich tot andere verwarmingsmethoden?
Er zijn verschillende methoden om een ​​object te verwarmen zonder inductie. Enkele van de meest voorkomende industriële praktijken zijn gasovens, elektrische ovens en zoutbaden. Deze methoden zijn allemaal afhankelijk van de warmteoverdracht naar het product vanuit de warmtebron (brander, verwarmingselement, vloeibaar zout) via convectie en straling. Zodra het oppervlak van het product is verwarmd, wordt de warmte door middel van thermische geleiding door het product overgedragen.
Inductieverwarmde producten zijn niet afhankelijk van convectie en straling voor de levering van warmte aan het productoppervlak. In plaats daarvan wordt door de stroomstroom warmte gegenereerd in het oppervlak van het product. De warmte van het productoppervlak wordt vervolgens via thermische geleiding door het product overgedragen.

De diepte waarop warmte rechtstreeks wordt gegenereerd met behulp van de geïnduceerde stroom, hangt af van iets dat de elektrische referentiediepte wordt genoemd. De elektrische referentiediepte hangt sterk af van de frequentie van de wisselstroom die door het werkstuk vloeit. Een stroom met een hogere frequentie zal resulteren in een kleinere elektrische referentiediepte en een stroom met een lagere frequentie zal resulteren in een diepere elektrische referentiediepte. Deze diepte is mede afhankelijk van de elektrische en magnetische eigenschappen van het werkstuk.
Elektrische referentiediepte van hoge en lage frequentie Bedrijven uit de Inductotherm Groep profiteren van deze fysieke en elektrische verschijnselen om verwarmingsoplossingen op maat te maken voor specifieke producten en toepassingen. Dankzij de zorgvuldige controle van vermogen, frequentie en spoelgeometrie kunnen de bedrijven van de Inductotherm Group apparatuur ontwerpen met een hoog niveau van procescontrole en betrouwbaarheid, ongeacht de toepassing.
Voor veel processen is smelten de eerste stap in het produceren van een bruikbaar product; inductiesmelten is snel en efficiënt. Door de geometrie van de inductiespoel te veranderen, kunnen inductiesmeltovens ladingen vasthouden die in grootte variëren van het volume van een koffiemok tot honderden tonnen gesmolten metaal. Verder kunnen de bedrijven van de Inductotherm Group, door de frequentie en het vermogen aan te passen, vrijwel alle metalen en materialen verwerken, inclusief maar niet beperkt tot: ijzer-, staal- en roestvrij staallegeringen, koper en legeringen op koperbasis, aluminium en silicium. Inductieapparatuur wordt voor elke toepassing op maat ontworpen om zo efficiënt mogelijk te zijn. Een groot voordeel dat inherent is aan inductiesmelten is inductief roeren. In een inductieoven wordt het metalen ladingsmateriaal gesmolten of verwarmd door stroom die wordt gegenereerd door een elektromagnetisch veld. Wanneer het metaal gesmolten wordt, zorgt dit veld er ook voor dat het bad in beweging komt. Dit heet inductief roeren. Deze constante beweging mengt het bad op natuurlijke wijze, waardoor een homogener mengsel ontstaat en het legeringsproces wordt vergemakkelijkt. De hoeveelheid roering wordt bepaald door de grootte van de oven, het vermogen dat in het metaal wordt gestoken, de frequentie van het elektromagnetische veld en het type

hoeveelheid metaal in de oven. De hoeveelheid inductief roeren in een bepaalde oven kan indien nodig worden gemanipuleerd voor speciale toepassingen. Inductievacuümsmelten Omdat inductieverwarming wordt bereikt met behulp van een magnetisch veld, kan het werkstuk (of de lading) fysiek worden geïsoleerd van de inductiespoel door middel van vuurvast materiaal of iets anders. niet-geleidend medium. Het magnetische veld zal door dit materiaal gaan en een spanning opwekken in de lading die zich daarin bevindt. Dit betekent dat de lading of het werkstuk onder vacuüm of in een zorgvuldig gecontroleerde atmosfeer kan worden verwarmd. Dit maakt de verwerking mogelijk van reactieve metalen (Ti, Al), speciale legeringen, silicium, grafiet en andere gevoelige geleidende materialen. Inductieverwarming In tegenstelling tot sommige verbrandingsmethoden is inductieverwarming nauwkeurig regelbaar, ongeacht de batchgrootte.

Het variëren van de stroom, spanning en frequentie via een inductiespoel resulteert in nauwkeurig afgestemde technische verwarming, perfect voor precieze toepassingen zoals harden, harden en temperen, gloeien en andere vormen van warmtebehandeling. Een hoge mate van precisie is essentieel voor kritische toepassingen zoals de automobielsector, de ruimtevaart, glasvezel, het verbinden van munitie, het harden van draden en het temperen van verendraad. Inductieverwarming is zeer geschikt voor speciale metaaltoepassingen waarbij titanium, edele metalen en geavanceerde composieten betrokken zijn. De nauwkeurige verwarmingsregeling die bij inductie beschikbaar is, is ongeëvenaard. Verder kan, door gebruik te maken van dezelfde verwarmingsfundamenten als toepassingen voor het verwarmen van vacuümkroezen, inductieverwarming onder atmosfeer worden uitgevoerd voor continue toepassingen. Bijvoorbeeld blankgloeien van RVS buis en pijp.

Hoogfrequent inductielassen
Wanneer inductie wordt geleverd met behulp van hoogfrequente (HF) stroom, is zelfs lassen mogelijk. In deze toepassing worden de zeer ondiepe elektrische referentiediepten bereikt die met HF-stroom kunnen worden bereikt. In dit geval wordt er continu een strook metaal gevormd, die vervolgens door een reeks nauwkeurig ontworpen rollen gaat, waarvan het enige doel is om de gevormde strookranden naar elkaar toe te dwingen en de las te creëren. Net voordat de gevormde strook de rollenset bereikt, gaat deze door een inductiespoel. In dit geval stroomt de stroom naar beneden langs de geometrische “V” gecreëerd door de stripranden in plaats van alleen rond de buitenkant van het gevormde kanaal. Terwijl de stroom langs de randen van de strip vloeit, zullen deze opwarmen tot een geschikte lastemperatuur (onder de smelttemperatuur van het materiaal). Wanneer de randen tegen elkaar worden gedrukt, worden al het vuil, oxiden en andere onzuiverheden naar buiten gedrukt, wat resulteert in een vaste smeedlas.

De toekomst Met het komende tijdperk van hoogontwikkelde materialen, alternatieve energieën en de behoefte aan empowerment van ontwikkelingslanden, bieden de unieke mogelijkheden van inductie ingenieurs en ontwerpers van de toekomst een snelle, efficiënte en nauwkeurige verwarmingsmethode.