Индукционный нагрев

Содержание

Слайд 2

Индукционный нагрев — метод бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты

Индукционный нагрев  — метод бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты

и силы. В индукционных печах и устройствах тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электромагнитным полем
Индукционный нагрев металлов основан на двух физических законах:
Закон электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла
Закон Джоуля-Ленца

Теоретические сведения

Слайд 3

Интенсивный индукционный нагрев возможен лишь в электромагнитных полях высокой напряженности и

Интенсивный индукционный нагрев возможен лишь в электромагнитных полях высокой напряженности и

частоты, которые создают специальными устройствами - индукторами.
Простейший индуктор - изолированный проводник (вытянутый или свернутый в спираль), помещенный внутрь металлической трубы или наложенный на ее поверхность.
Система «индуктор-заготовка» - бессердечниковый трансформатор: 
индуктор - первичная обмотка.
заготовка - вторичная обмотка

Рис.1. Простейший индуктор

Слайд 4

Применение индукционного нагрева Индукционный нагрев применяют для: поверхностной закалки стальных изделий;

Применение индукционного нагрева

Индукционный нагрев применяют для:
поверхностной закалки стальных изделий;


сквозного нагрева под пластическую деформацию (ковку, штамповку, прессование и т. д.);
плавления металлов;
термической обработки (отжиг, отпуск, нормализация, закалка);
сварки;
наплавки;
пайки металлов.
Слайд 5

Прямой нагрев проводниковых материалов. Высокая производительность и улучшенные условия труда. Отсутствует

Прямой нагрев проводниковых материалов.
Высокая производительность и улучшенные условия труда.
Отсутствует загрязнение

заготовки продуктами горения факела в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева.
Нет загрязнения воздуха, т. к. отсутствуют продукты горения.
Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной (или восстановительной) среде, в жидкости, в вакууме.
Нагрев через стенки защитной камеры
Удобство эксплуатации за счёт небольшого размера индуктора.
Индуктор можно изготовить особой формы 
Легко провести местный и избирательный нагрев.
Лёгкая автоматизация оборудования и конвейерных производственных линий. Простота управления циклами нагрева и охлаждения. Простая регулировка и удерживание температуры, стабилизация мощности, подача и съём заготовок.

Преимущества

Слайд 6

Недостатки Повышенная сложность оборудования При плохом согласовании индуктора с заготовкой требуется

Недостатки

Повышенная сложность оборудования
При плохом согласовании индуктора с заготовкой требуется бо́льшая

мощность на нагрев
Требуется мощный источник электроэнергии для питания установки индукционного нагрева, а также насос и бак с охлаждающей жидкостью для охлаждения индуктора
Несмотря на небольшие размеры индуктора, агрегат индукционного нагрева в целом достаточно громоздок и маломобилен и больше подходит для стационарной установки в помещении, чем для выездных работ
Слайд 7

Устройства индукционного нагрева Генераторы индукционных токов Электрические машины, преобразующие механическую энергию

Устройства индукционного нагрева

Генераторы индукционных токов
Электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую,

называют генераторами. 
Простейшей моделью такого генератора может служить рамка, вращающаяся в однородном магнитном поле вокруг своей, перпендикулярной индукции магнитного поля.

Рис.2. Вращающаяся рамка

Слайд 8

2) Индукционные плиты Индукционная плита — кухонная электрическая плита, разогревающая металлическую

2) Индукционные плиты
Индукционная плита — кухонная электрическая плита, разогревающая металлическую

посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем. При этом никакого физического нагрева поверхности не происходит.

Рис.3. Принцип действия индукционной плиты

Слайд 9

2) Индукционные плавильные печи Индукционные (бесконтактные) плавильные печи — электрические печи

2) Индукционные плавильные печи
Индукционные (бесконтактные) плавильные печи — электрические печи

для плавки металлов, в которых нагрев происходит за счет вихревых токов, возникающих в металлическом тигеле (и металле), либо только в металле.

Рис. 4. Схематическое изображение индукционной канальной печи (а) и трансформатора (б)

Слайд 10

1) По технологическому назначению установки индукционного нагрева подразделяют на: плавильные печи

1) По технологическому назначению установки индукционного нагрева подразделяют на:
плавильные печи

для плавки металлов
нагревательные установки для термической обработки (закалки, отпуска),
для сквозного нагрева заготовок перед пластической деформацией (ковкой, штамповкой)
для сварки
для пайки
для наплавки
для химико-термической обработки изделий

Классификация устройств

Слайд 11

2) По частоте изменения тока, питающего установку индукционного нагрева, различают: Установки

2) По частоте изменения тока, питающего установку индукционного нагрева, различают: 
Установки

промышленной частоты (50 Гц), питающиеся от сети непосредственно или через понижающие трансформаторы; 
Установки повышенной частоты (500-10000 Гц), получающие питание от электромашинных или полупроводниковых преобразователей частоты;
Высокочастотные установки (66 000-440 000 Гц и выше), питающиеся от ламповых электронных генераторов.
3) Индукционные печи также подразделяются на агрегаты: с сердечником и без сердечника тигельные.
Слайд 12

Рис.5. Схема устройства индукционной канальной печи: 1 — индикатор; 2 —


Рис.5. Схема устройства индукционной канальной печи: 1 — индикатор; 2 —

металл; 3 — канал; 4 — магнитопровод; Ф — основной магнитный поток; Ф1р и Ф2р — магнитные потоки рассеяния; U1 и I1 — напряжение и ток в цепи индуктора; I2 — ток проводимости в металле
Слайд 13

Рис. 6. Схема устройства индукционной тигельной печи: 1 — индуктор; 2


Рис. 6. Схема устройства индукционной тигельной печи: 1 — индуктор; 2

— металл; 3 — тигель (стрелками показана траектория циркуляции жидкого металла в результате электродинамических явлений)
Слайд 14

Слайд 15