In Induktionsöfen und -geräten wird Wärme in einem beheizten Gerät durch Ströme freigesetzt, die in einem elektromagnetischen Wechselfeld im Inneren des Geräts entstehen. Sie werden Induktion genannt. Infolge ihrer Wirkung steigt die Temperatur. Die Induktionserwärmung von Metallen basiert auf zwei physikalischen Hauptgesetzen:
- Faraday-Maxwell;
- Joule-Lenz.
In metallischen Körpern beginnen elektrische Wirbelfelder zu erscheinen, wenn sie in ein Wechselfeld gebracht werden.
Induktionsheizgerät
Alles geschieht wie folgt. Unter dem Einfluss eines variablen magnetischen Flusses ändert sich die elektromotorische Kraft (EMK) der Induktion.
EMF wirkt so, dass in den Körpern Wirbelströme fließen, die in voller Übereinstimmung mit dem Joule-Lenz-Gesetz Wärme freisetzen. Außerdem erzeugt die EMF einen Wechselstrom im Metall. Dabei wird thermische Energie freigesetzt, was zu einer Temperaturerhöhung des Metalls führt.
Diese Art der Erwärmung ist die einfachste, da sie berührungslos ist. Es ermöglicht das Erreichen sehr hoher Temperaturen, bei denendie meisten Refraktärmetalle können bearbeitet werden.
Um eine Induktionsheizung bereitzustellen, ist es erforderlich, in elektromagnetischen Feldern eine bestimmte Spannung und Frequenz zu erzeugen. Dies kann in einem speziellen Gerät erfolgen - einem Induktor. Es wird von einem Industrienetz mit 50 Hz gespeist. Sie können dafür einzelne Stromquellen verwenden - Konverter und Generatoren.
Das einfachste Niederfrequenz-Induktorgerät ist eine Spirale (isolierter Leiter), die in ein Metallrohr gelegt oder darum gewickelt werden kann. Die vorbeiströmenden Ströme erwärmen das Rohr, das wiederum Wärme an die Umgebung abgibt.
Der Einsatz von Induktionserwärmung bei niedrigen Frequenzen ist ziemlich selten. Häufigere Metallverarbeitung bei mittlerer und hoher Frequenz.
Solche Geräte unterscheiden sich dadurch, dass die magnetische Welle auf die Oberfläche trifft und dort abgeschwächt wird. Der Körper wandelt die Energie dieser Welle in Wärme um. Für eine maximale Wirkung sollten beide Komponenten eine ähnliche Form haben.
Wo verwendet
Der Einsatz von Induktionserwärmung in der modernen Welt ist weit verbreitet. Einsatzgebiet:
- Schmelzen von Metallen, deren kontaktloses Löten;
- Gewinnung neuer Metalllegierungen;
- Maschinenbau;
- Schmuck;
- kleine Teile herstellen, die durch andere Methoden beschädigt werden können;
- Oberflächenhärtung (darüber hinaus können Teile die komplexeste Konfiguration haben);
- Wärmebehandlung (Bearbeitung von Maschinenteilen, gehärtete Oberflächen);
- Medizin (Desinfektion von Geräten und Instrumenten).
Induktionserwärmung: positive Eigenschaften
Diese Methode hat viele Vorteile:
- Es kann jedes leitfähige Material schnell erhitzen und schmelzen.
- Ermöglicht Erwärmung in jedem Medium: Vakuum, Atmosphäre, nichtleitende Flüssigkeiten.
- Da nur das leitfähige Material erwärmt wird, bleiben die schwach absorbierenden Wände k alt.
- In spezialisierten Bereichen der Metallurgie zur Gewinnung hochreiner Legierungen. Dies ist ein unterh altsamer Vorgang, da die Metalle in suspendiertem Zustand in einer Schutzgashülle gemischt werden.
- Im Vergleich zu anderen Typen belastet Induktion die Umwelt nicht. Wenn bei Gasbrennern Verschmutzungen vorhanden sind, sowie bei Lichtbogenerwärmung, dann beseitigt Induktion diese durch "saubere" elektromagnetische Strahlung.
- Kleine Abmessungen der Geräteinduktivität.
- Die Fähigkeit, einen Induktor beliebiger Form herzustellen, führt nicht zu einer lokalen Erwärmung, sondern trägt zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung bei.
- Unersetzlich, wenn nur ein bestimmter Bereich der Oberfläche beheizt werden soll.
- Es ist nicht schwierig, solche Geräte für den gewünschten Modus einzurichten und zu regulieren.
Fehler
Das System hat folgende Nachteile:
- Selbst installieren undDie Einstellung der Heizart (Induktion) und ihrer Ausstattung ist ziemlich schwierig. Es ist besser, sich an Spezialisten zu wenden.
- Die Notwendigkeit, den Induktor und das Werkstück genau aufeinander abzustimmen, da sonst die Induktionsheizung unzureichend ist und ihre Leistung kleine Werte erreichen kann.
Induktionsheizgeräte
Für die Anordnung einer individuellen Heizung können Sie eine Option wie eine Induktionsheizung in Betracht ziehen.
Die Einheit wird ein Transformator sein, der aus zwei Arten von Wicklungen besteht: primär und sekundär (die wiederum kurzgeschlossen sind).
Wie es funktioniert
Das Funktionsprinzip eines herkömmlichen Induktors: Wirbelströme passieren das Innere und lenken das elektrische Feld auf den zweiten Körper.
Damit Wasser durch einen solchen Kessel fließen kann, werden zwei Rohre dorthin geführt: für k altes Wasser, das eintritt, und am Auslass von warmem Wasser - das zweite Rohr. Aufgrund des Drucks zirkuliert das Wasser ständig, wodurch die Möglichkeit einer Erwärmung des Induktorelements ausgeschlossen wird. Zunder ist hier ausgeschlossen, da im Induktor ständig Schwingungen auftreten.
Ein solcher Gegenstand wäre kostengünstig im Unterh alt. Das Hauptplus ist, dass das Gerät geräuschlos arbeitet. Sie können es in jedem Raum installieren.
Ausrüstung selber machen
Die Installation der Induktionsheizung wird nicht sehr schwierig sein. Selbst diejenigen, die keine Erfahrung haben, werden nach sorgfältigem Studium die Aufgabe bewältigen. Bevor Sie mit der Arbeit beginnen, müssen Sie sich mit den folgenden notwendigen Artikeln eindecken:
- Wechselrichter. Es kann benutzt werdenvon der Schweißmaschine, es ist kostengünstig und erfordert eine hohe Frequenz. Sie können es selbst machen. Dies ist jedoch eine zeitaufwendige Tätigkeit.
- Heizungsgehäuse (hierfür eignet sich ein Stück Kunststoffrohr, in diesem Fall ist die Induktionserwärmung des Rohres am effektivsten).
- Material (Draht mit einem Durchmesser von maximal sieben Millimetern reicht aus).
- Geräte zum Anschluss des Induktors an das Heizungsnetz.
- Gitter, um den Draht in der Spule zu h alten.
- Eine Induktionsspule kann aus Kupferdraht hergestellt werden (muss lackiert werden).
- Pumpe (um den Induktor mit Wasser zu versorgen).
Regeln zum Selbermachen von Ausrüstung
Damit das Induktionsheizgerät korrekt funktioniert, muss der Strom für ein solches Produkt der Leistung entsprechen (mindestens 15 Ampere, ggf. mehr).
- Der Draht muss in Stücke geschnitten werden, die nicht größer als fünf Zentimeter sind. Dies ist für eine effiziente Erwärmung in einem Hochfrequenzfeld notwendig.
- Der Körper sollte im Durchmesser nicht kleiner sein als der präparierte Draht und dickwandig sein.
- Zum Anschluss an das Heizungsnetz wird an einer Seite des Aufbaus ein spezieller Adapter angebracht.
- Am unteren Ende des Rohrs sollte ein Gitter angebracht werden, um zu verhindern, dass der Draht herausfällt.
- Letzteres wird in einer solchen Menge benötigt, dass es den gesamten Innenraum ausfüllt.
- Das Design ist geschlossen, ein Adapter ist platziert.
- Dann wird aus diesem Rohr eine Spule gebaut. Wickeln Sie es dazu bereits einvorbereiteter Draht. Die Anzahl der Windungen muss eingeh alten werden: mindestens 80, maximal 90.
- Nach dem Anschluss an das Heizsystem wird Wasser in die Apparatur gegossen. Die Spule wird an den vorbereiteten Wechselrichter angeschlossen.
- Eine Wasserpumpe wird installiert.
- Der Temperaturregler ist montiert.
Daher hängt die Berechnung der Induktionserwärmung von folgenden Parametern ab: Länge, Durchmesser, Temperatur und Verarbeitungszeit. Achten Sie auf die Induktivität der zum Induktor führenden Reifen, die viel höher sein kann als der Induktor selbst.
Über Kochfelder
Eine weitere Anwendung im Haush alt, neben der Heizung, findet diese Art der Beheizung in Herdplatten statt.
Diese Oberfläche sieht aus wie ein herkömmlicher Transformator. Seine Spule ist unter der Oberfläche der Platte verborgen, die aus Glas oder Keramik bestehen kann. Durch sie fließt Strom. Dies ist der erste Teil der Spule. Aber das zweite sind die Gerichte, in denen gekocht wird. Am Boden des Geschirrs entstehen Wirbelströme. Sie erhitzen zuerst das Geschirr und dann das Essen darin.
Wärme wird nur abgegeben, wenn Geschirr auf die Kochfläche gestellt wird.
Wenn es fehlt, erfolgt keine Aktion. Die Induktionskochzone passt sich dem Durchmesser des darauf platzierten Kochgeschirrs an.
Für solche Öfen braucht man spezielles Geschirr. Am ferromagnetischstenMetalle können mit dem Induktionsfeld interagieren: Aluminium, rostfreier und emaillierter Stahl, Gusseisen. Nur für solche Oberflächen nicht geeignet: Kupfer, Keramik, Glas und Geschirr aus nicht ferromagnetischen Metallen.
Natürlich sch altet sich der Induktionsherd nur ein, wenn geeignetes Kochgeschirr darauf gestellt wird.
Moderne Herde sind mit einer elektronischen Steuereinheit ausgestattet, mit der Sie leeres und unbrauchbares Geschirr erkennen können. Die Hauptvorteile von Induktionskochfeldern sind: Sicherheit, einfache Reinigung, Schnelligkeit, Effizienz, Wirtschaftlichkeit. Die Oberfläche der Platte darf niemals verbrannt werden.
Also haben wir herausgefunden, wo diese Art der Erwärmung (Induktion) verwendet wird.
