Základné z princíp indukčného ohrevu boli pochopené a aplikované vo výrobe od 20. rokov 20. storočia. Počas druhej svetovej vojny sa táto technológia rýchlo rozvíjala, aby splnila naliehavé vojnové požiadavky na rýchly a spoľahlivý proces kalenia kovových častí motorov. V poslednom období viedlo zameranie sa na techniky štíhlej výroby a dôraz na lepšiu kontrolu kvality k znovuobjaveniu indukčnej technológie spolu s vývojom presne riadených, plne pevných zdroje indukčného ohrevu.
Indukčný ohrev prebieha v elektricky vodivom objekte (nie nevyhnutne v magnetickej oceli), keď je objekt umiestnený v meniacom sa magnetickom poli. Indukčný ohrev je spôsobený hysterézou a stratami vírivými prúdmi.
Hysterézne straty sa vyskytujú len v magnetických materiáloch, ako je oceľ, nikel a len veľmi málo ďalších. Hysterézne straty sú podľa neho spôsobené trením medzi molekulami, keď sa materiál zmagnetizuje najprv v jednom a potom v druhom smere. Molekuly možno považovať za malé magnety, ktoré sa otáčajú pri každej zmene smeru magnetického poľa. Na ich otočenie je potrebná práca (energia). Energia sa mení na teplo. Rýchlosť výdaja energie (výkonu) sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou zmeny smeru (frekvencie).
Straty vírivým prúdom vznikajú v každom vodivom materiáli v meniacom sa magnetickom poli. To spôsobuje smerovanie, aj keď materiály nemajú žiadne magnetické vlastnosti, ktoré sa zvyčajne spájajú so železom a oceľou. Príkladmi sú meď, mosadz, hliník, zirkónium, nemagnetická nehrdzavejúca oceľ a urán. Vírivé prúdy sú elektrické prúdy indukované pôsobením transformátora v materiáli. Ako naznačuje ich názov, javia sa ako prúdenie vo víroch na vírivej vlne v pevnej hmote materiálu. Straty vírivými prúdmi sú pri indukčnom ohreve oveľa dôležitejšie ako hysterézne straty. Všimnite si, že indukčný ohrev sa používa na nemagnetické materiály, kde nevznikajú žiadne hysterézne straty.
Pri ohreve ocele na kalenie, kovanie, tavenie alebo na iné účely, ktoré si vyžadujú teplotu vyššiu ako Curieho teplota, sa nemôžeme spoliehať na hysterézu. Nad touto teplotou oceľ stráca svoje magnetické vlastnosti. Keď sa oceľ zahrieva pod Curieho teplotou, príspevok hysterézy je zvyčajne taký malý, že ho možno ignorovať. Na všetky praktické účely sa I2R vírivých prúdov je jediným spôsobom, ako možno elektrickú energiu premeniť na teplo na účely indukčného ohrevu.
Na indukčný ohrev sú potrebné dve základné veci:
- Meniace sa magnetické pole
- Elektricky vodivý materiál umiestnený do magnetického poľa
HLQ-Brochureprincíp indukčného_ohrevu
induction_heating_principle-1.pdf