De basis van principe inductieverwarming worden al sinds de jaren 1920 begrepen en toegepast in de productie. Tijdens de Tweede Wereldoorlog ontwikkelde de technologie zich snel om te voldoen aan de dringende behoefte in oorlogstijd aan een snel en betrouwbaar proces om metalen motoronderdelen te harden. Meer recentelijk hebben de focus op slanke productietechnieken en de nadruk op betere kwaliteitscontrole geleid tot een herontdekking van de inductietechnologie, samen met de ontwikkeling van nauwkeurig geregelde, volledig in vaste toestand werkende inductietechnologieën. voedingen voor inductieverwarming.
Inductieverhitting vindt plaats in een elektrisch geleidend voorwerp (niet noodzakelijkerwijs magnetisch staal) wanneer het voorwerp in een wisselend magnetisch veld wordt geplaatst. Inductieverhitting is het gevolg van hysteresis en wervelstroomverliezen.
Hysteresisverliezen komen alleen voor in magnetische materialen zoals staal, nikkel en zeer weinig andere materialen. Hysteresisverlies wordt veroorzaakt door wrijving tussen moleculen wanneer het materiaal eerst in de ene en dan in de andere richting wordt gemagnetiseerd. De moleculen kunnen worden beschouwd als kleine magneten die ronddraaien bij elke omkering van de richting van het magnetische veld. Er is arbeid (energie) nodig om ze rond te laten draaien. De energie wordt omgezet in warmte. De snelheid waarmee energie wordt verbruikt (vermogen) neemt toe met een hogere omkeersnelheid (frequentie).
Wervelstroomverliezen treden op in elk geleidend materiaal in een wisselend magnetisch veld. Dit veroorzaakt kop, zelfs als de materialen niet de magnetische eigenschappen hebben die gewoonlijk met ijzer en staal worden geassocieerd. Voorbeelden zijn koper, messing, aluminium, zirkonium, niet-magnetisch roestvrij staal en uranium. Wervelstromen zijn elektrische stromen die door transformatorwerking in het materiaal worden geïnduceerd. Zoals hun naam al aangeeft, lijken ze rond te stromen in wervelingen binnen een vaste materiaalmassa. Wervelstroomverliezen zijn veel belangrijker dan hysteresisverliezen bij inductieverwarming. Merk op dat inductieverwarming wordt toegepast op niet-magnetische materialen, waar geen hysteresisverliezen optreden.
Voor het verwarmen van staal voor harden, smeden, smelten of andere doeleinden waarvoor een temperatuur boven de Curietemperatuur nodig is, kunnen we niet op hysteresis vertrouwen. Boven deze temperatuur verliest staal zijn magnetische eigenschappen. Wanneer staal onder het Curiepunt verhit wordt, is de bijdrage van hysterese meestal zo klein dat het genegeerd kan worden. Voor alle praktische doeleinden is de I2R van de wervelstromen is de enige manier waarop elektrische energie kan worden omgezet in warmte voor inductieverwarming.
Er zijn twee basisvoorwaarden voor inductieverwarming:
- Een veranderend magnetisch veld
- Een elektrisch geleidend materiaal dat in het magnetische veld wordt geplaatst
HLQ-Brochureinductie_verwarmings_principe
inductie_verwarming_theorie.pdf
inductie_verwarmen_principe-1.pdf