Ηλεκτρική επαγωγή υψηλής συχνότητας. Υπολογισμός της επαγωγικής θέρμανσης

Σε επαγωγικούς κλιβάνους και συσκευές, η θερμότητα στη θερμαινόμενη συσκευή εκπέμπεται από ρεύματα που προκύπτουν σε ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μέσα στη μονάδα. Ονομάζονται επαγωγή. Ως αποτέλεσμα της δράσης τους, η θερμοκρασία αυξάνεται. Η επαγωγική θέρμανση των μετάλλων βασίζεται σε δύο βασικούς φυσικούς νόμους:

• Faraday-Maxwell;
• Joule-Lentz.

Σε μεταλλικά σώματα, όταν τοποθετούνται σε εναλλασσόμενο πεδίο, αρχίζουν να εμφανίζονται ηλεκτρικά πεδία με περιδίνηση.

Επαγωγική συσκευή θέρμανσης

Όλα συμβαίνουν ως εξής. Κάτω από τη δράση μιας μεταβλητής μαγνητικής ροής , αλλάζει η ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF) επαγωγής. Το EMF λειτουργεί με τέτοιο τρόπο ώστε τα ρεύματα στροβιλισμού να ρέουν μέσα στα σώματα , τα οποία παράγουν θερμότητα σύμφωνα με τον νόμο Joule-Lenz. Επίσης, το EMF παράγει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα στο μέταλλο. Αυτό παράγει θερμική ενέργεια, η οποία οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας του μετάλλου.

Αυτός ο τύπος θέρμανσης είναι ο απλούστερος, δεδομένου ότι είναι χωρίς επαφή. Επιτρέπει την επίτευξη πολύ υψηλών θερμοκρασιών, στις οποίες μπορούν να υποστούν επεξεργασία τα πιο πυρίμαχα μέταλλα.

Για την παροχή επαγωγικής θέρμανσης, απαιτείται να δημιουργηθεί μια ορισμένη τάση και συχνότητα στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Μπορείτε να το κάνετε σε μια ειδική συσκευή - πηνίο. Η ισχύς του παρέχεται από το βιομηχανικό δίκτυο σε 50 Hz. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για το σκοπό αυτό μεμονωμένα τροφοδοτικά - μετατροπείς και γεννήτριες.

Η απλούστερη συσκευή ενός επαγωγέα μικρής συχνότητας είναι μια σπείρα (αγωγός μονωμένη), η οποία μπορεί να τοποθετηθεί μέσα σε ένα μεταλλικό σωλήνα ή να τυλιχθεί πάνω σε αυτό. Η διέλευση ρεύματος θερμαίνει τον αγωγό, ο οποίος με τη σειρά του μεταφέρει θερμότητα στο περιβάλλον.

Η χρήση επαγωγικής θέρμανσης σε χαμηλές συχνότητες είναι αρκετά σπάνια. Περισσότερη επεξεργασία των μετάλλων σε μεσαία και υψηλή συχνότητα. Τέτοιες συσκευές διακρίνονται από το γεγονός ότι ένα μαγνητικό κύμα πλήττει την επιφάνεια, όπου συμβαίνει η απόσβεσή του. Το σώμα μετατρέπει την ενέργεια αυτού του κύματος σε θερμότητα. Για να επιτευχθεί μέγιστο αποτέλεσμα, και τα δύο συστατικά πρέπει να έχουν στενό σχήμα.

Πού

Η χρήση επαγωγικής θέρμανσης στον σύγχρονο κόσμο είναι ευρέως διαδεδομένη. Περιοχή χρήσης:

• Τήξη μετάλλων, συγκόλληση τους με τρόπο μη επαφής.
• Απόκτηση νέων κραμάτων μετάλλων.
• Κατασκευή μηχανημάτων.
• Κοσμηματοποιία;
• Η κατασκευή μικρών εξαρτημάτων που μπορούν να υποστούν βλάβη από άλλες μεθόδους.
• Σκλήρυνση επιφανειών (τα μέρη μπορεί να είναι η πιο πολύπλοκη διαμόρφωση).
• Θερμική επεξεργασία (μηχανική κατεργασία εξαρτημάτων για μηχανές, σκληρυμένες επιφάνειες).
• Ιατρική (απολύμανση οργάνων και οργάνων).

Επαγωγική θέρμανση: θετικά χαρακτηριστικά

Αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα:

• Με αυτό, μπορείτε να θερμαίνετε και να λιώνετε γρήγορα κάθε υλικό μεταφοράς ρεύματος.
• Επιτρέπει την παραγωγή θέρμανσης σε οποιοδήποτε περιβάλλον: σε κενό, ατμόσφαιρα, υγρό που δεν εκτελεί ρεύμα.
• Λόγω του γεγονότος ότι μόνο το αγώγιμο υλικό θερμαίνεται, οι τοίχοι, που απορροφούν ασθενώς τα κύματα, παραμένουν κρύα.
• Στα εξειδικευμένα πεδία της μεταλλουργίας, αποκτώντας εξαιρετικά καθαρά κράματα. Πρόκειται για μια διασκεδαστική διαδικασία, διότι τα μέταλλα αναμειγνύονται σε εναιωρημένη κατάσταση, σε ένα κέλυφος προστατευτικού αερίου.

• Σε σύγκριση με άλλους τύπους, η επαγωγή δεν μολύνει το περιβάλλον. Εάν υπάρχει μόλυνση στην περίπτωση των καυστήρων αερίου, καθώς και στη θέρμανση τόξου, τότε η επαγωγή εξαλείφει αυτό, λόγω της «καθαρής» ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
• Μικρές διαστάσεις της συσκευής επαγωγής.
• Η δυνατότητα κατασκευής ενός επαγωγέα οποιασδήποτε μορφής, αυτό δεν θα οδηγήσει σε τοπική θέρμανση, αλλά θα συμβάλει στην ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας.
• Είναι αναντικατάστατο εάν είναι απαραίτητο να θερμαίνεται μόνο μια συγκεκριμένη επιφάνεια της επιφάνειας.
• Δεν είναι δύσκολο να ρυθμίσετε αυτόν τον εξοπλισμό για τον επιθυμητό τρόπο λειτουργίας και να τον ρυθμίσετε.

Μειονεκτήματα

Το σύστημα παρουσιάζει τέτοια μειονεκτήματα:

• Ανεξάρτητα από τον καθορισμό και την προσαρμογή του τύπου θέρμανσης (επαγωγή) και του εξοπλισμού του είναι μάλλον δύσκολη. Είναι καλύτερα να συμβουλευτείτε ειδικούς.
• Η ανάγκη για ακριβή σύγκριση του επαγωγέα και του τεμαχίου εργασίας, διαφορετικά η επαγωγική θέρμανση θα είναι ανεπαρκής, η ισχύς της μπορεί να φτάσει σε μικρές τιμές.

Θέρμανση με επαγωγικό εξοπλισμό

Για τη ρύθμιση της ατομικής θέρμανσης είναι δυνατόν να θεωρηθεί μια τέτοια επιλογή ως επαγωγική θέρμανση. Καθώς η μονάδα θα μεταβεί σε ένα μετασχηματιστή, που αποτελείται από τύλιγμα δύο τύπων: πρωτογενής και δευτερεύουσα (η οποία με τη σειρά της είναι βραχυκυκλωμένη).

Πώς λειτουργεί

Η αρχή της λειτουργίας ενός συνηθισμένου πηνίου: οι ροές στροβίλου περνούν μέσα και κατευθύνουν το ηλεκτρικό πεδίο στο δεύτερο σώμα.

Για να επιτρέπεται η διέλευση του νερού μέσω ενός τέτοιου λέβητα, τροφοδοτούνται δύο ακροφύσια: για ένα ψυχρό, το οποίο εισέρχεται και στην έξοδο του ζεστού νερού, ένα δεύτερο σωλήνα διακλάδωσης. Λόγω της πίεσης, το νερό κυκλοφορεί συνεχώς, γεγονός που αποκλείει τη δυνατότητα θέρμανσης του στοιχείου πηνίου. Η παρουσία κλίμακας αποκλείεται, καθώς στον επαγωγέα εμφανίζονται σταθεροί κραδασμοί.

Ένα τέτοιο στοιχείο στη συντήρηση θα είναι φθηνό. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι η συσκευή λειτουργεί σιωπηλά. Μπορείτε να το εγκαταστήσετε σε οποιοδήποτε δωμάτιο.

Κατασκευή του εξοπλισμού σας

Εγκατάσταση επαγωγικής θέρμανσης με μεγάλη πολυπλοκότητα δεν θα είναι. Ακόμη και εκείνοι που δεν έχουν εμπειρία, μετά από προσεκτική μελέτη θα αντιμετωπίσουν το έργο. Πριν ξεκινήσετε, πρέπει να αποθηκεύσετε τα ακόλουθα απαραίτητα στοιχεία:

• Inverter. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί από μηχάνημα συγκόλλησης, είναι φθηνό και θα χρειαστεί υψηλή συχνότητα. Μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας. Αλλά αυτή είναι μια χρονοβόρα κατοχή.
• Το σώμα του θερμαντήρα (για το σκοπό αυτό ένα κομμάτι από πλαστικό σωλήνα, επαγωγική θέρμανση του σωλήνα σε αυτή την περίπτωση θα είναι το πιο αποτελεσματικό).
• Υλικό (ένα καλώδιο με διάμετρο όχι μεγαλύτερο από επτά χιλιοστά θα ταιριάζει).
• Συσκευές για τη σύνδεση του επαγωγέα με το δίκτυο θέρμανσης.
• Πλέγμα για τη συγκράτηση του καλωδίου μέσα στον επαγωγέα.
• Το πηνίο επαγωγής μπορεί να είναι κατασκευασμένο από σύρμα χαλκού (πρέπει να είναι εμαγιέ).
• Αντλία (για να τροφοδοτηθεί νερό στον πηνίο).

Κανόνες για τον εαυτό σας

Προκειμένου η μονάδα επαγωγής θέρμανσης να λειτουργήσει σωστά, το ρεύμα για ένα τέτοιο προϊόν πρέπει να αντιστοιχεί στην ισχύ (πρέπει να είναι τουλάχιστον 15 αμπέρ, εάν απαιτείται, μπορεί να είναι περισσότερο).

• Το καλώδιο πρέπει να κοπεί σε τεμάχια όχι περισσότερο από πέντε εκατοστά. Αυτό είναι απαραίτητο για την αποτελεσματική θέρμανση σε ένα πεδίο υψηλής συχνότητας.
• Το σώμα πρέπει να είναι τουλάχιστον τόσο μεγάλο όσο το προετοιμασμένο σύρμα και να έχει πυκνούς τοίχους.
• Για τη στερέωση στο δίκτυο θέρμανσης, προσαρτάται ένας ειδικός προσαρμογέας στη μία πλευρά της δομής.
• Στο κάτω μέρος του σωλήνα, πρέπει να βάλετε ένα καλώδιο για να αποφύγετε να πέσει το καλώδιο.
• Το τελευταίο χρειάζεται σε τέτοια ποσότητα ώστε να γεμίζει ολόκληρο τον εσωτερικό χώρο.
• Η κατασκευή είναι κλειστή, τοποθετείται προσαρμογέας.
• Στη συνέχεια, κατασκευάζεται από το σωλήνα αυτό ένα πηνίο. Για να το κάνετε αυτό, τυλίξτε το με το ήδη συγκομμένο σύρμα. Ο αριθμός των στροφών πρέπει να τηρείται: τουλάχιστον 80, μέγιστο 90.
• Μετά τη σύνδεση με το σύστημα θέρμανσης, η συσκευή γεμίζει με νερό. Το πηνίο συνδέεται με τον συγκομισμένο μετατροπέα.
• Η αντλία παροχής νερού είναι εγκατεστημένη.
• Ο ρυθμιστής θερμοκρασίας είναι τοποθετημένος.

Έτσι, ο υπολογισμός της επαγωγικής θέρμανσης θα εξαρτηθεί από τις ακόλουθες παραμέτρους: μήκος, διάμετρο, θερμοκρασία και χρόνο επεξεργασίας. Προσέξτε την αυτεπαγωγή των ελαστικών που οδηγούν στον επαγωγέα, τα οποία μπορούν να είναι πολύ μεγαλύτερα από τους δείκτες του ίδιου του επαγωγέα.

Σχετικά με τις επιφάνειες ψησίματος

Μια άλλη εφαρμογή στο σπίτι, εκτός από το σύστημα θέρμανσης, αυτός ο τύπος θέρμανσης βρίσκεται στους πίνακες μαγειρέματος. Μια τέτοια επιφάνεια μοιάζει με συμβατικό μετασχηματιστή. Το πηνίο του είναι κρυμμένο κάτω από την επιφάνεια του πίνακα, το οποίο μπορεί να είναι γυάλινο ή κεραμικό. Ένα ρεύμα περνά μέσα από αυτό. Αυτό είναι το πρώτο μέρος του πηνίου. Αλλά το δεύτερο είναι τα πιάτα στα οποία θα γίνει το μαγείρεμα. Στο κάτω μέρος των πιάτων δημιουργούνται ρεύματα στροβίλου. Θα θερμαίνουν τα πιάτα πρώτα, και στη συνέχεια τα προϊόντα σε αυτό.

Η θερμότητα θα απελευθερωθεί μόνο όταν η επιφάνεια του πίνακα τοποθετηθεί σε σκεύη. Αν απουσιάζει, δεν συμβαίνει καμία ενέργεια. Η ζώνη επαγωγής θέρμανσης θα αντιστοιχεί στη διάμετρο των δίσκων που τοποθετούνται επάνω σε αυτήν.

Για τέτοιες πλάκες χρειάζονται ειδικές πλάκες. Τα περισσότερα σιδηρομαγνητικά μέταλλα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με ένα πεδίο επαγωγής: αλουμίνιο, ανοξείδωτο και σμάλτο χάλυβα, χυτοσίδηρο. Δεν είναι κατάλληλο μόνο για τέτοιες επιφάνειες: χαλκό, κεραμικό, γυάλινα σκεύη και είδη μη σιδηρούχων μετάλλων.

Φυσικά, η επαγωγική εστία θα ενεργοποιηθεί μόνο όταν είναι εγκατεστημένο ένα κατάλληλο πιάτο.
Οι σύγχρονες πλάκες είναι εξοπλισμένες με ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, η οποία σας επιτρέπει να αναγνωρίζετε κενά και άχρηστα πιάτα. Τα κύρια πλεονεκτήματα των πινάκων επαγωγής μαγειρέματος είναι: η ασφάλεια, η ευκολία καθαρισμού, η ταχύτητα, η αποδοτικότητα, η οικονομία. Η επιφάνεια του πάνελ δεν πρέπει ποτέ να καίγεται.

Έτσι, βρήκαμε πού χρησιμοποιείται αυτός ο τύπος θέρμανσης (επαγωγή).