Den grundläggande av Induktionsvärmeprincip har förståtts och tillämpats inom tillverkningsindustrin sedan 1920-talet. Under andra världskriget utvecklades tekniken snabbt för att uppfylla krigstidens brådskande krav på en snabb och tillförlitlig process för att härda metallmotordelar. På senare tid har fokus på Lean Manufacturing-tekniker och förbättrad kvalitetskontroll lett till en återupptäckt av induktionstekniken, tillsammans med utvecklingen av exakt kontrollerade, helt fasta strömförsörjning för induktionsvärme.
Induktionsuppvärmning sker i ett elektriskt ledande föremål (inte nödvändigtvis magnetiskt stål) när föremålet placeras i ett varierande magnetfält. Induktionsuppvärmning beror på hysteres- och virvelströmsförluster.
Hysteresförluster förekommer endast i magnetiska material som stål, nickel och mycket få andra. Hysteresförlusten uppges bero på friktion mellan molekyler när materialet magnetiseras först i en riktning och sedan i den andra. Molekylerna kan betraktas som små magneter som vänder sig om varje gång magnetfältet vänder riktning. Det krävs arbete (energi) för att få dem att vända sig om. Energin omvandlas till värme. Energiförbrukningen (effekten) ökar med ökad omkastningshastighet (frekvens).
Virvelströmsförluster uppstår i alla ledande material i ett varierande magnetfält. Detta ger upphov till kursrörelser, även om materialet inte har de magnetiska egenskaper som vanligtvis förknippas med järn och stål. Exempel är koppar, mässing, aluminium, zirkonium, icke-magnetiskt rostfritt stål och uran. Virvelströmmar är elektriska strömmar som induceras genom transformatorverkan i materialet. Som namnet antyder verkar de flyta runt i virvlar och virvlar i en fast materialmassa. Virvelströmsförluster är mycket viktigare än hysteresförluster vid induktionsuppvärmning. Observera att induktionsuppvärmning tillämpas på icke-magnetiska material, där inga hysteresförluster uppstår.
För uppvärmning av stål för härdning, smide, smältning eller andra ändamål som kräver en temperatur över Curie-temperaturen kan vi inte förlita oss på hysteres. Stål förlorar sina magnetiska egenskaper över denna temperatur. När stål värms upp under Curie-punkten är hysteresens bidrag vanligtvis så litet att det kan ignoreras. För alla praktiska ändamål är I2R av virvelströmmarna är det enda sättet på vilket elektrisk energi kan omvandlas till värme för induktionsuppvärmning.
Två grundläggande saker för att induktionsvärme ska uppstå:
- Ett föränderligt magnetfält
- Ett elektriskt ledande material som placeras i magnetfältet
HLQ-Broschyrinduktion_uppvärmning_princip
Induktion_uppvärmning_teori.pdf
induktion_uppvärmning_princip-1.pdf