Induktionserwärmungssysteme
Das Netzteil für die Induktionserwärmung wandelt den Netzstrom in einen Wechselstrom mit höherer Frequenz um, liefert ihn an eine Arbeitsspule und erzeugt ein elektromagnetisches Feld innerhalb der Spule. Ihr Werkstück wird in dieses Feld gebracht, das Wirbelströme im Werkstück induziert. Die Reibung dieser Ströme erzeugt präzise, saubere und berührungslose Wärme. Zur Kühlung der Werkstückspule und des Induktionssystems ist im Allgemeinen ein Wasserkühlsystem erforderlich.
Betriebsfrequenz
Die Größe des Werkstücks und die Erwärmungsanwendung bestimmen die Betriebsfrequenz der Induktionserwärmungsanlage. Im Allgemeinen gilt: Je größer das Werkstück, desto niedriger die Frequenz, und je kleiner das Werkstück, desto höher die Frequenz. Die Betriebsfrequenz wird durch die Kapazität des Tankkreises, die Induktivität der Induktionsspule und die Materialeigenschaften des Werkstücks bestimmt.
Magnetische Werkstoffe & Eindringtiefe
Wenn das Material Ihres Werkstücks magnetisch ist, wie z. B. Kohlenstoffstahl, lässt es sich leicht durch die beiden Erwärmungsmethoden der Induktion, Wirbelstrom und hysteretische Erwärmung, erwärmen. Die hysteretische Erwärmung ist sehr effizient bis zur Curie-Temperatur (bei Stahl 600°C), wenn die magnetische Permeabilität auf 1 sinkt und der Wirbelstrom für die Erwärmung verantwortlich ist. Der im Werkstück induzierte Strom fließt an der Oberfläche, wo 80 % der im Werkstück erzeugten Wärme in der äußeren Schicht erzeugt wird (Skineffekt). Höhere Betriebsfrequenzen haben eine geringe Hauttiefe, während niedrigere Betriebsfrequenzen eine dickere Hauttiefe und eine größere Eindringtiefe haben.
Kopplungseffizienz
Das Verhältnis zwischen dem Stromfluss im Werkstück und dem Abstand zwischen dem Werkstück und der Induktionsspule ist entscheidend; je näher die Spule, desto mehr Strom im Werkstück. Der Abstand zwischen der Spule und dem Werkstück muss jedoch zunächst für die erforderliche Erwärmung und die praktische Handhabung des Werkstücks optimiert werden. Viele Faktoren in der Induktionsanlage können so eingestellt werden, dass sie zur Spule passen und den Wirkungsgrad der Kopplung optimieren.
Bedeutung der Spulenkonstruktion
Die Effizienz der Induktionserwärmung wird maximiert, wenn das Werkstück in der Induktionsspule platziert werden kann. Wenn Ihr Prozess es nicht zulässt, dass Ihr Werkstück in der Spule platziert wird, kann die Spule im Inneren des Werkstücks platziert werden. Die Größe und Form der wassergekühlten Kupferinduktionsspule richtet sich nach der Form Ihres Werkstücks und ist so konzipiert, dass die Wärme an der richtigen Stelle des Werkstücks aufgebracht wird.
Leistungsbedarf
Die zum Erwärmen Ihres Werkstücks erforderliche Leistung hängt ab von:
- Die Masse Ihres Werkstücks
- Die Materialeigenschaften Ihres Werkstücks
- Die benötigte Temperaturerhöhung
- Die benötigte Erwärmungszeit, um Ihre Prozessanforderungen zu erfüllen
- Die Wirksamkeit des Feldes aufgrund der Spulenkonstruktion
- Wärmeverluste während des Erwärmungsprozesses
Nachdem wir die für die Erwärmung Ihres Werkstücks erforderliche Leistung ermittelt haben, können wir die richtige Induktionserwärmungsanlage unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads der Spulenkopplung auswählen.
