Wie konstruiert man eine Induktionsheizspule?
In der Induktionsheizspule/dem Induktor wird das für die Induktionserwärmung erforderliche wechselnde Magnetfeld durch den Fluss von Wechselstrom aufgebaut.
Die Konstruktion der Induktionsspule/des Induktors ist daher einer der wichtigsten Aspekte der gesamten Induktionserwärmungsmaschine. Ein gut konzipierter Induktor sorgt für das richtige Erwärmungsmuster für Ihr Teil und maximiert die Effizienz der Induktionserwärmungs-Stromversorgung, während er gleichzeitig ein einfaches Einlegen und Entnehmen des Teils ermöglicht.
Die Induktionsspule/der Induktor muss nicht spiralförmig sein. Mit dem richtigen Design ist es möglich, leitfähige Materialien beliebiger Größe und Form zu erwärmen und auch nur den benötigten Teil des Materials zu erwärmen. Durch die richtige Auslegung der Induktorgeometrie ist es sogar möglich, verschiedene Zonen des Teils mit den gleichen oder unterschiedlichen Temperaturen zu erwärmen. Die Temperaturgleichmäßigkeit innerhalb Ihres Teils wird durch die richtige Auslegung des Induktors erreicht. Die effektivste Gleichmäßigkeit kann bei runden Teilen erreicht werden. Aufgrund der Beschaffenheit des elektrischen Stromflusses können sich Teile mit scharfen Kanten bevorzugt in diesen Bereichen erwärmen, wenn kein geeigneter Induktor verwendet wird.
Wirkungsgrad der Kupplung
Es besteht ein proportionales Verhältnis zwischen der Menge des fließenden Stroms und dem Abstand zwischen Induktor und Bauteil. Wird das Bauteil nahe am Induktor platziert, erhöht sich der Stromfluss und die im Bauteil induzierte Wärmemenge. Diese Beziehung wird als Kopplungseffizienz des Induktors bezeichnet.
Grundlegende Konstruktion
Induktionserwärmungsspulen/Induktoren werden häufig aus Kupferrohren - einem sehr guten Wärme- und Stromleiter - mit einem Durchmesser von 1/8″ bis 3/16″ hergestellt; größere Kupferspulen werden für Anwendungen wie die Erwärmung von Metallbändern und Rohren hergestellt. Drosselspulen werden in der Regel durch zirkulierendes Wasser gekühlt und werden meist nach Maß gefertigt, um der Form und Größe des zu erwärmenden Teils zu entsprechen. So können Induktoren eine oder mehrere Windungen haben, eine spiralförmige, runde oder quadratische Form aufweisen oder als interner (Teil innerhalb des Induktors) oder externer (Teil neben dem Induktor) ausgelegt sein.
How Induktionsheizspulen funktionieren
Wie effizient und effektiv ein Werkstück erwärmt wird, hängt von der Induktionsspule ab. Induktionsspulen sind wassergekühlte Kupferleiter, die aus Kupferrohren hergestellt werden, die für den Induktionserwärmungsprozess leicht in die Form der Spule gebracht werden können. Da Wasser durch sie fließt, werden die Induktionsspulen selbst nicht heiß.
Die Komplexität der Arbeitsspulen reicht von einer aus massivem Kupfer präzisionsgefertigten und gelöteten Spule bis hin zu einer einfachen Magnetspule oder einer Spiralspule (die aus einer Reihe von Windungen eines um einen Dorn gewickelten Kupferrohrs besteht).
Durch die Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes aufgrund des in ihnen fließenden Wechselstroms übertragen Spulen Energie von der Stromquelle auf das Werkstück. Das elektromagnetische Wechselfeld (EMF) der Spule erzeugt einen induzierten Strom (Wirbelstrom) im Werkstück, der aufgrund der I-Quadrat-R-Verluste (Kernverluste) Wärme erzeugt.
Die Stärke der EMK der Spule korreliert mit dem Strom im Werkstück. Diese Energieübertragung wird als Wirbelstromeffekt oder Transformatoreneffekt bezeichnet.
