Wie funktioniert die Induktionsheizung?

Induktionsheizung ist eine flammenfreie, berührungslose Heizmethode, mit der ein genau definierter Abschnitt einer Metallstange innerhalb von Sekunden kirschrot wird. Wie ist das möglich?

Wie funktioniert die Induktionsheizung?

Durch eine Induktionsspule fließender Wechselstrom erzeugt ein Magnetfeld. Die Stärke des Feldes variiert in Abhängigkeit von der Stärke des durch die Spule fließenden Stroms. Das Feld ist in dem von der Spule eingeschlossenen Bereich konzentriert; während seine Größe von der Stärke des Stroms und der Anzahl der Windungen in der Spule abhängt. (Abb. 1) Wirbelströme werden in jedem elektrisch leitenden Objekt - beispielsweise einem Metallstab - induziert, der sich in der Induktionsspule befindet. Das Phänomen des Widerstands erzeugt Wärme in dem Bereich, in dem die Wirbelströme fließen. Das Erhöhen der Stärke des Magnetfelds erhöht den Heizeffekt. Die Gesamterwärmung wird jedoch auch durch die magnetischen Eigenschaften des Objekts und den Abstand zwischen diesem und der Spule beeinflusst. (Abb. 2) Die Wirbelströme erzeugen ein eigenes Magnetfeld, das dem von der Spule erzeugten Ursprungsfeld entgegenwirkt. Dieser Gegensatz verhindert, dass das ursprüngliche Feld sofort in die Mitte des von der Spule eingeschlossenen Objekts eindringt. Die Wirbelströme sind in der Nähe der Oberfläche des zu erwärmenden Objekts am aktivsten, schwächen jedoch zur Mitte hin beträchtlich ab. (Abb. 3) Der Abstand von der Oberfläche des erhitzten Objekts zu der Tiefe, in der die Stromdichte auf 37% fällt, ist die Eindringtiefe. Diese Tiefe nimmt mit der Frequenz ab. Daher ist es wichtig, die richtige Frequenz auszuwählen, um die gewünschte Eindringtiefe zu erreichen.

Was ist Induktionserwärmung?

Was ist Induktionserwärmung?

Induktionsheizung ist der Vorgang des Erwärmens eines elektrisch leitenden Objekts (üblicherweise eines Metalls) durch Elektromagnetische InduktionWenn Wirbelströme (auch als Foucault-Ströme bezeichnet) innerhalb des Metalls erzeugt werden und der Widerstand zu einer Jouleschen Erwärmung des Metalls führt. Die induktive Erwärmung ist eine Form der berührungslosen Erwärmung, wenn Wechselstromflüsse in der induzierten Spule ein variierendes elektromagnetisches Feld einstellen Um die Spule herum wird im Werkstück (leitfähiges Material) ein Kreisstrom (induzierter Strom, Wirbelstrom) erzeugt, und es wird Wärme erzeugt, wenn der Wirbelstrom gegen die Widerstandsfähigkeit des Materials fließt.Die Grundprinzipien der Induktionsheizung sind seit den 1920s verstanden und in der Fertigung angewendet worden. Während des Zweiten Weltkriegs entwickelte sich die Technologie rasch, um die dringenden Anforderungen des Krieges für ein schnelles und zuverlässiges Verfahren zum Härten metallischer Motorteile zu erfüllen. In jüngerer Zeit haben der Fokus auf schlanke Fertigungstechniken und die Betonung auf eine verbesserte Qualitätskontrolle zu einer Wiederentdeckung der Induktionstechnologie geführt, zusammen mit der Entwicklung präzise geregelter Festkörper-Induktionsstromversorgungen.

Induktionsheizung-Prinzip
Induktionsheizung-Prinzip

Wie funktioniert Induktionsheizung?

An Induktionsheizung (für jeden Prozess) besteht aus einem Induktionsspule (oder Elektromagnet), durch den ein hochfrequenter Wechselstrom (AC) geleitet wird. Wärme kann auch durch magnetische Hystereseverluste in Materialien erzeugt werden, die eine signifikante relative Permeabilität aufweisen. Die Frequenz der verwendeten Wechselspannung hängt von der Objektgröße, dem Materialtyp, der Kopplung (zwischen der Arbeitsspule und dem zu beheizenden Objekt) und der Eindringtiefe ab. Hochfrequenz Induktionserwärmung ist ein Verfahren, bei dem Metalle oder Metalle gebunden, gehärtet oder erweicht werden andere leitfähige Materialien. Für viele moderne Fertigungsprozesse bietet Induktionserwärmung eine attraktive Kombination aus Geschwindigkeit, Konsistenz und Kontrolle.

Was sind Induktionsheizungsanwendungen?

Induktionsheizung ist eine schnelle, saubere, umweltfreundliche Heizform, die zum Erhitzen von Metallen oder zum Ändern der Eigenschaften des leitfähigen Materials verwendet werden kann. Die Spule selbst wird nicht heiß und der Heizeffekt ist unterreguliert. Die Festkörper-Transistortechnologie hat das Induktionserwärmen wesentlich vereinfacht, das kostengünstige Erwärmen für Anwendungen wie Löten und Induktionslöten, Induktionswärmebehandlung, Induktionsschmelzen, Induktionsschmieden usw.