La base di Principio del riscaldamento a induzione sono state comprese e applicate alla produzione fin dagli anni '20. Durante la Seconda Guerra Mondiale, la tecnologia si è sviluppata rapidamente per soddisfare le urgenti richieste belliche di un processo rapido e affidabile per indurire le parti metalliche dei motori. In tempi più recenti, l'attenzione alle tecniche di produzione snella e l'enfasi sul miglioramento del controllo di qualità hanno portato a una riscoperta della tecnologia dell'induzione, insieme allo sviluppo di sistemi controllati con precisione, interamente allo stato solido. alimentatori per riscaldamento a induzione.
Il riscaldamento per induzione avviene in un oggetto elettricamente conduttore (non necessariamente acciaio magnetico) quando l'oggetto viene posto in un campo magnetico variabile. Il riscaldamento a induzione è dovuto all'isteresi e alle perdite per correnti parassite.
Le perdite per isteresi si verificano solo in materiali magnetici come l'acciaio, il nichel e pochissimi altri. La perdita per isteresi è causata dall'attrito tra le molecole quando il materiale viene magnetizzato prima in una direzione e poi nell'altra. Le molecole possono essere considerate come piccoli magneti che ruotano ad ogni inversione di direzione del campo magnetico. Per farle girare è necessario un lavoro (energia). L'energia si converte in calore. Il tasso di spesa dell'energia (potenza) aumenta con l'aumentare del tasso di inversione (frequenza).
Le perdite per correnti parassite si verificano in qualsiasi materiale conduttore in un campo magnetico variabile. Questo provoca la direzione, anche se i materiali non hanno le proprietà magnetiche solitamente associate al ferro e all'acciaio. Ne sono un esempio il rame, l'ottone, l'alluminio, lo zirconio, l'acciaio inossidabile non magnetico e l'uranio. Le correnti parassite sono correnti elettriche indotte dall'azione del trasformatore nel materiale. Come suggerisce il nome, sembrano scorrere in vortici all'interno di una massa solida di materiale. Le perdite per correnti parassite sono molto più importanti delle perdite per isteresi nel riscaldamento a induzione. Si noti che il riscaldamento a induzione viene applicato a materiali non magnetici, dove non si verificano perdite per isteresi.
Per il riscaldamento dell'acciaio per la tempra, la forgiatura, la fusione o per qualsiasi altro scopo che richieda una temperatura superiore alla temperatura di Curie, non possiamo fare affidamento sull'isteresi. L'acciaio perde le sue proprietà magnetiche al di sopra di questa temperatura. Quando l'acciaio viene riscaldato al di sotto del punto di Curie, il contributo dell'isteresi è di solito così piccolo da poter essere ignorato. Per tutti gli scopi pratici, il valore I2R delle correnti parassite è l'unico modo in cui l'energia elettrica può essere trasformata in calore per il riscaldamento a induzione.
Due cose fondamentali per il riscaldamento a induzione:
- Un campo magnetico che cambia
- Un materiale elettricamente conduttivo posto nel campo magnetico
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