Котел индукционный принцип работы: Индукционный котел ИКВ серии ВИН СПб – Принцип работы

Индукционный котел ИКВ серии ВИН СПб – Принцип работы

 

Принцип работы индукционных котлов отопления.

Индукционный котел «ИКВ» — электромагнитное устройство для нагрева теплообменного устройства виде трубы. Нагреватель состоит из магнитопровода, первичных катушек и теплообменного устройства в виде цилиндрической трубы. Параметры катушки, сердечника и теплообменного устройства рассчитаны на работу аппарата в длительном режиме без перегрева. Срок службы нагревателя определяется сроком службы изоляции обмоточного провода катушки и качеством сварных швов теплообменного устройства. Эффект индукционных котлов прост: вокруг любой катушки, по которой протекает переменный ток, образуется переменное магнитное поле. Если в это поле поместить электропроводящий материал, то в нем возникают индукционные токи (токи Фуко), которые разогревают этот материал. Во-вторых, если материал ферромагнитный, то его постоянное перемагничивание приводит так же к существенному нагреву. Конструктивные размеры, форма индуктора и труб подобраны таким образом, что энергия, выделяемая в трубах вокруг индуктора за счет образовавшихся вихревых токов и энергия от перемагничивания этих труб приблизительно равны. Это делает импеданс индуктора котла практически активным, повышая косинус фи.

 

Индукционные котлы ИКВ работают на токах промышленной частоты (50 Гц),

ИКВ предназначены для эффективного отопления и горячего водоснабжения для бытовых и технологических нужд

Благодаря своим техническим и потребительским качествам удовлетворяет современным требованиям электропожаробезопасности, санитарно — гигиеническим и экологическим нормам, не загрязняют воздух, отсутствует необходимость складирования, хранения топлива, утилизации отходов, и выплат заработной платы обслуживающему персоналу. При выборе газового котла в качестве отопительной установки от Вас потребуют проект разрешение на строительство, массу согласований в местной газовой службе, аттестацию в органах Ростехнадзора, очень большие первоначальные затраты.

Небольшие габариты позволяют эффективно использовать пространство помещений. Отличаются простотой монтажа и запуска, обслуживания, компактностью и высокой надежностью.

Вариант использования индукционного нагревателя ИКВ

В мобильных установках при аварийных ситуациях для МЧС, ЖКХ, в качестве резервной временной системы горячего водоснабжения и отопления позволит качественно и быстро, с минимальными затратами, решить аварийную ситуацию.

Относятся к классу оборудования с группой электробезопасности «2» (сопротивление изоляции 0,1 Ома)

— соответствуют современным требованиям по электробезопасности, для размещения и эксплуатации внутри жилых зданий и помещений.
Температура разогрева спирали ТЭНа — 750°C, что характеризует его пожароопасность. Ресурс ТЭНовых нагревателей около 9000 часов, а при повышенной жесткости воды и отложении накипи на ТЭНах толщиной 0,5 мм, срок службы ТЭНов сокращается в 10 раз, и как следствие снижается КПД до 40-50%.

При нагреве воды до 115°C -температура индуктора не превышает 140°C. Кроме того, переменное магнитное поле индуктора не дает катионам кальция и магния (образующие накипь элементы) осесть на поверхностную площадь теплообменника индуктора. Исходя из вышеперечисленного, За весь период работы не снижает свой КПД, и достигает 98%. В качестве теплоносителя может использоваться любая жидкость; вода, антифриз, масло, глицерин и т.д. Время замены теплоносителя 1 раз в 10 лет. При изготовлении  используются только самые высококачественные материалы и комплектующие. Наше качество и 100% гарантии. Ресурс работы такого индукционного нагревателя составляет свыше 30 лет.

 

          

все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками

Содержание

• 1 Устройство индукционных котлов
• 2 Принцип действия индукционных котлов
• 3 Плюсы и минусы индукционных котлов
• 4 Установка индукционного котла и системы управления к нему
• 5 Примеры самодельных конструкций
  • 5.1 Первый вариант
  • 5. 2 Второй вариант
• 6 Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.

Индукционный котел отопления

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Схема нагрева жидкости в индукционном котле отопления

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике – это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип действия индукционных котлов

В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.

Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.

Принцип действия индукционного котла

Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.

Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.

Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:

• Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
• Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
• Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
• Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
• Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
• Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
• Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
• Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
• Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
• Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
• Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
• Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
• На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
• Внутри контура отсутствует накипь.
• Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
• Минимально возможный прогрев теплоносителя – 35°С.

Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.

• Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
• Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
• Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
• Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.

Установка индукционного котла и системы управления к нему

Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.

Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.

Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка – 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.

Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.

Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.

Схема подключения индукционного котла к системе отопления

Примеры самодельных конструкций

Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.

Первый вариант

Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки – это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.

Так может выглядеть самодельное индукционное устройство

Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.

Второй вариант

Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.

Самодельный индукционный котел из трансформатора

Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.

Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.

Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.

Индукционный нагрев – принцип работы, типы и преимущества

Индукционный нагрев – это тип электрического нагрева, при котором для нагревания материала используются токи, индуцированные электромагнитным воздействием. Это бесконтактный метод электрического нагрева, при котором материал нагревается без прямого контакта с источником питания. Работа индукционного нагрева основана на принципе трансформаторов переменного тока.

Принцип индукционного нагрева :

Прежде чем обсуждать конструкцию и работу индукционного нагрева, давайте рассмотрим принцип индукционного нагрева. Принцип действия индукционного нагрева основан на законе электромагнитной индукции Фарадея и на концепции Джоуля, сопротивления или омического нагрева. На рисунке ниже показан принцип индукционного нагрева.

Он состоит из двух катушек, первичной и вторичной, которые действуют как первичная и вторичная обмотки трансформатора. Первичный подключен к источнику переменного тока высокой частоты, а вторичный используется для нагрева заготовки. На приведенном выше рисунке нагреваемая деталь будет действовать как цельная короткозамкнутая вторичная обмотка.

При подаче высокочастотного переменного тока на первичную катушку создается переменное магнитное поле. Этот поток, соединяя заготовку, индуцирует ЭДС в заготовке, что приводит к протеканию через нее вихревых токов, подобно тому, как вихревые токи индуцируются во вторичной обмотке трансформатора.

Мы знаем, что в соответствии с эффектом нагрева Джоуля тепловая энергия вырабатывается в проводнике при протекании по нему электрического тока, т. е. мощность рассеивается в виде тепла. Таким образом, вихревые токи, наведенные в заготовке, будут выделять в ней тепло, тем самым повышая температуру заготовки.

Благодаря низкому удельному сопротивлению и высокой проводимости металлов они лучше подходят для индукционного нагрева по сравнению с неметаллами. В случае немагнитного материала выделение тепла будет происходить из-за потерь на вихревые токи. Принимая во внимание, что в случае магнитного материала выделение тепла будет связано как с потерями на вихревые токи, так и с потерями на гистерезис.

Различные факторы, от которых зависит индукционный нагрев:

• Величина первичного тока, поскольку, если первичный ток высок, поток высок, и, следовательно, вторичный ток будет высоким, поэтому выделяется большое количество тепла.
• Частота питания, учитывая гистерезис и потери на вихревые токи, зависит от частоты.
• Магнитная связь между первичной и вторичной обмотками. Чем меньше расстояние между первичной обмоткой и нагреваемым материалом, тем больше магнитная связь и, следовательно, выделяется больше тепла.
• Проницаемость и удельное сопротивление материала.

Конструкция индуктора для индукционного нагрева:

Ниже приведены факторы, которые необходимо учитывать при проектировании индуктора для индукционного нагрева,

• Поскольку плотность магнитного потока, обусловленная протеканием тока в проводнике, максимальна вблизи проводника, следовательно чем ближе катушка к нагреваемой детали, тем больше будет эффект нагрева.
• Вихревой ток в нагреваемых деталях течет таким образом, что создается магнитный поток, противодействующий изменению магнитного потока катушки индуктора. Контур змеевика должен быть таким, чтобы обеспечить желаемый нагрев.
• Из-за скин-эффекта высокочастотный ток в катушке индуктивности обычно протекает через внешнюю часть. Таким образом, катушка индуктора выполнена из медных трубок, по которым течет охлаждающая вода для отвода выделяющегося в ней тепла.
• Высокая концентрация тепла в недоступных зонах может быть достигнута с помощью одновитковых катушек, пропускающих большие токи. Электронные нагреватели могут нагружать до 300А. Поэтому для более высокой мощности используются трансформаторы с воздушным сердечником, которые менее эффективны.
• Провода от источника питания к катушке индуктивности должны быть как можно короче и соединены вместе во избежание снижения коэффициента мощности. Даже витки катушки индуктивности должны располагаться близко друг к другу, а воздушный зазор между катушкой и заготовкой должен быть минимальным, чтобы предотвратить низкий коэффициент мощности.
• В случае пайки важно, чтобы соединение сначала доводилось до нужной температуры, прежде чем припой расплавится и втянется в соединение.

Описанный выше принцип индукционного нагрева используется в индукционных печах для нагрева различных материалов.

Типы индукционных печей:

Индукционные печи в основном бывают двух типов:

• сердечниковые или низкочастотные индукционные печи и
• тигельные или высокочастотные индукционные печи.

Стержневая или низкочастотная индукционная печь:

Эта печь состоит из круглого пода в форме желоба, в котором находится шихта, подлежащая плавке, в форме кольцевого кольца. Железный сердечник имеет большой диаметр и магнитно связан с электрической обмоткой, питаемой от источника переменного тока, как показано ниже.

Таким образом, печь представляет собой трансформатор, в котором нагреваемая шихта образует одновитковую короткозамкнутую вторичную обмотку и магнитно связана с первичной обмоткой железным сердечником. Заряд плавится из-за наведенного в нем сильного тока. Когда нет расплавленного металла, ток во вторичной обмотке не течет. Таким образом, чтобы запустить печь, расплавленный металл должен быть вылит в горн.

Индукционные печи с сердечником снова подразделяются на два типа: индукционные печи с прямым и непрямым сердечником. В индукционной печи с прямым сердечником нагреваемая шихта образует одновитковую вторичную цепь, как показано выше. В то время как в индукционной печи с непрямым сердечником будет нагревательный элемент, который образует вторичный элемент, тепло, производимое в нагревательном элементе, передается шихте за счет излучения.

Безтигельная или высокочастотная индукционная печь :

В индукционной печи с сердечником имеется железный сердечник, посредством которого первичная и вторичная обмотки магнитно связаны. Но в индукционной печи без сердечника нет сердечника, и поэтому нагрев материала будет происходить за счет протекающих через него вихревых токов, как показано ниже.

Печь состоит из огнеупорного или керамического тигля цилиндрической формы. Тигель окружен катушкой, которая действует как первичная обмотка. Когда эта первичная обмотка подключена к источнику переменного тока, она индуцирует вихревой ток в нагреваемом заряде. Индуцированный вихревой ток будет выделять тепло в заряде, а также в заряде возникает дополнительное перемешивающее действие из-за электромагнитных сил.

Из-за отсутствия сердечника в этой печи плотность флюса в печи низкая. Таким образом, питание первичной обмотки должно быть высокочастотным, чтобы компенсировать низкую плотность потока, поэтому эту печь также называют высокочастотной индукционной печью.

Преимущества индукционного нагрева:

Различные преимущества индукционного нагрева:

• Подходит для периодических операций.
• Нагрев материала осуществляется без прямого контакта с источником питания.
• При работе нет шума, пыли, грязи и дыма, поэтому условия работы приятные.
• Гибкий контроль температуры и теплопередачи можно очень точно контролировать.
• За очень короткое время достигает точки плавления.
• Имеет очень высокий постоянный и точный нагрев.
• Для производства высококачественных сплавов наиболее подходит индукционный нагрев.
• Технологические достижения сделали процесс индукционного нагрева полезным инструментом в производстве установок для термообработки.
• Этот метод более точен для поверхностного упрочнения металлов и цветных металлов.
• Автоматический контроль температуры может осуществляться с помощью таймеров и систем обратной связи.
• В процессе индукционного нагрева никакие побочные продукты не реализуются.
• Для индукционного нагрева такой квалифицированной рабочей силы не требуется, что также снижает эксплуатационные расходы.

Недостатки индукционного нагрева:

Недостатки индукционного нагрева:

• Первоначальная стоимость метода индукционного нагрева высока, а также стоимость увеличивается в зависимости от требуемой степени автоматизации.
• Процесс индукционного нагрева применим только для ограниченного количества материалов.
• Форма используемого материала или тигля должна соответствовать вторичной обмотке.

Применение индукционного нагрева:

Некоторые из основных применений индукционного нагрева:

• Упрочнение поверхности. Материалы, используемые для изготовления таких деталей, как шпиндели, пильные полотна, шестерни, оси и т. д., должны быть твердыми и трудно выдерживать износ, который возможен при индукционном нагреве. При индукционном нагреве можно сконцентрировать эффект нагрева на желаемой части.
• Глубокая закалка. С помощью индукционного нагрева возможна закалка материала на любую глубину, поэтому этот вид нагрева используется для глубокой закалки таких изделий, как отвертки, инструменты, сверла и т. д.
• Отпуск. При отпуске процесс, где требуется точный контроль нагрева для уменьшения избыточной твердости в заготовке.
• Плавка — Для извлечения металла из руды путем нагревания выше температуры плавления в какой-либо защитной атмосфере осуществляется индукционный нагрев на высокой частоте.
• Пайка. Индукционный нагрев хорошо подходит для экономичной и эффективной пайки, благодаря чему в точке пайки может выделяться тепло.
• С помощью индукционного нагрева можно нагреть металлы до точки плавления в подходящей печи.
• В настоящее время процесс индукционного нагрева заменяет бытовые и коммерческие электрические и газовые системы отопления.

Индукционный нагрев: что это такое и как это работает?

Что такое индукционный нагрев?

Индукционный нагрев – это процесс нагрева металлов и других электропроводящих материалов, который является точным, воспроизводимым и безопасным бесконтактным методом. Он включает в себя сложную комбинацию электромагнитной энергии и теплопередачи, которая проходит через индукционную катушку, создавая электромагнитное поле внутри катушки для металлических пуховых материалов. Такие материалы, как сталь, медь, латунь, графит, золото, серебро, алюминий и карбид, можно нагревать для целого ряда применений, включая различные виды термообработки, такие как закалка, отжиг, отпуск, пайка, пайка, термоусадочная посадка, термообработка. крепление, склеивание, отверждение, плавление и многое другое.

Для понимания основ индукционного нагрева необходимо изучить два ключевых явления; Закон индукции Фарадея и скин-эффект.

Закон индукции Фарадея

Когда электропроводящий материал (такой как металл) помещают в изменяющееся во времени магнитное поле, электрический ток (называемый «вихревым током») индуцируется в части, производящей второе магнитное поле. поле, которое противостоит приложенному полю (рисунок ниже). Причина этого явления заключается в том, что изменяющееся во времени магнитное поле нарушает расслабленное состояние электропроводящего материала. В свою очередь, материал пытается противостоять этому изменению, создавая другое магнитное поле, чтобы нейтрализовать навязанное поле.

Как работает индукционный нагрев?

Явление индукции имеет два важных следствия:

i. Индуцированная сила . Пример показан на рисунке ниже, где постоянный магнит опускается в медную трубку. Наведенная сила по закону Фарадея пытается остановить движение магнита внутри трубки.

       

ii. Индуцированный нагрев. Когда электропроводящий материал подвергается воздействию переменного магнитного поля, в зависимости от материала тепло индуцируется двумя механизмами; Джоулев нагрев и магнитный гистерезис. Последнее происходит в магнитных металлах (таких как углеродистая сталь с температурой ниже Кюри), в которых вращение соседних магнитных диполей из-за изменения направления наложенного магнитного поля приводит к трению и теплу. Этот эффект усиливается при увеличении частоты наложенного магнитного поля. 92, где R — электрическое сопротивление пути тока. Сопротивление пути тока обратно пропорционально площади поперечного сечения, по которому протекает ток.

Как образуется индуцированное тепло?

Если электропроводящий материал подвергается воздействию магнитного поля, в материале индуцируются вихревые токи. Особые характеристики таких токов приводят к явлению, которое мы называем «индукционным нагревом». Вихревые токи концентрируются на поверхности материала. Причина в том, что на высокой частоте наложенное магнитное поле очень быстро меняет свое направление. Поэтому индуцированные токи в одном направлении не успевают проникнуть в глубь металла до истечения своего времени.