Was ist Induktionserwärmung? & Wie funktioniert es?

  Induktionsheizung ist die Verwendung elektromagnetischer Induktion, um den internen Strom des erhitzten Materials zu erzeugen, wobei man sich auf die Energie dieser Wirbel stützt, um den Zweck der Erwärmung zu erreichen. Die Grundkomponenten des Induktionsheizsystems umfassen eine Induktionsspule, eine Wechselstromversorgung und ein Werkstück. Spulen können je nach Heizobjekt in verschiedenen Formen hergestellt werden. Die Spule ist mit der Stromversorgung verbunden, die der Spule einen Wechselstrom bereitstellt. Der durch die Spule fließende Wechselstrom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das durch das Werkstück geht. Das Magnetfeld bewirkt, dass das Werkstück Wirbelströme erzeugt, um das Werkstück zu erwärmen.

Einfache Induktionsheizung

  Die Grundlagen der Induktionserwärmung: Die elektromagnetische Induktion wurde erstmals von Michael Faraday entdeckt und seit den 1920er Jahren in der Fertigung eingesetzt. Während des Zweiten Weltkriegs wurde die Technologie schnell weiterentwickelt, um den dringenden Kriegsanforderungen für schnelle, zuverlässige Prozesse zur Verstärkung von Motorteilen aus Metall gerecht zu werden. In jüngerer Zeit haben ein Fokus auf Lean-Manufacturing-Techniken und eine Betonung einer verbesserten Qualitätskontrolle zur Wiederentdeckung der Induktionstechnologie geführt, mit der Entwicklung von präzise gesteuerten All-Solid-State-Induktionsstromquellen.

Michael Faraday

  Was macht diese Heizmethode so einzigartig? Bei der gebräuchlichsten Erwärmungsmethode wird ein Brenner oder eine offene Flamme direkt auf das Metallteil aufgebracht. Aber bei der Induktionserwärmung ist die Wärme tatsächlich Teil der „Induktion“, die selbst im Strombereich zirkuliert.

Die Induktionserwärmung hängt von den einzigartigen Eigenschaften der Hochfrequenzenergie (HF) ab – d. h. von einem Teil der unteren Infrarot- und Mikrowellenenergie des elektromagnetischen Spektrums. Da die Wärme durch elektromagnetische Wellen auf das Produkt übertragen wird, kommen die Teile nicht in direkten Kontakt mit einer Flamme, der Induktor selbst wird nicht erhitzt (siehe Abbildung unten) und es gibt keine Produktverunreinigung. Bei richtiger Einrichtung kann dieser Prozess sehr repetitiv und kontrollierbar werden.

Diese Wirbelströme erzeugen ohne direkten Kontakt mit dem Induktor präzise und lokale Wärme am Metall. Die Erwärmung erfolgt in zwei magnetischen und nichtmagnetischen Teilen und wird oft als „Joule-Effekt“ bezeichnet, der sich auf das erste Joulesche Gesetz bezieht – eine wissenschaftliche Formel, die die Beziehung zwischen Wärme ausdrückt, die durch die Übertragung eines elektrischen Stroms durch einen Leiter erzeugt wird.

Schema der Induktionsheizung

  Wenn die magnetische Komponente den Induktor passiert, wird innere Reibung erzeugt – zweitens wird zusätzliche Wärme innerhalb der magnetischen Hysteresekomponente erzeugt. Das magnetische Material stellt natürlich einen Widerstand gegen das sich schnell ändernde Magnetfeld in den Induktor bereit. Dieser Widerstand erzeugt innere Reibung, die Wärme erzeugt.

  Beim Erhitzen des Materials gibt es daher keinen Kontakt zwischen dem Induktor und dem Bauteil und kein Verbrennungsgas. Das Material wird erhitzt und kann sich in einer von der Stromversorgung isolierten Umgebung befinden; Tauchen Sie in eine Flüssigkeit ein, bedecken Sie sie mit einer isolierenden Substanz, in einer gasförmigen Umgebung oder sogar im Vakuum.

Wichtige Faktoren zu berücksichtigen

  Die Effizienz eines Induktionsheizsystems für eine bestimmte Anwendung hängt von mehreren Faktoren ab: den Eigenschaften der Teile selbst, dem Design des Induktors, der Kapazität der Stromversorgung und der für die temperaturvariierende Anwendung erforderlichen Menge.