How induction heating works การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำทำงานอย่างไร?
ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับหลักการไฟฟ้า
เมื่อกระแสไฟฟ้ากระแสสลับถูกนำไปใช้กับกระแสหลักของหม้อแปลงสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกสร้างขึ้น ตามกฎของฟาราเดย์หากตัวรองของหม้อแปลงตั้งอยู่ภายในสนามแม่เหล็กกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้น
รูปที่ 2 แหล่งจ่ายไฟ RF แบบโซลิดสเตต
ในการตั้งค่าความร้อนเหนี่ยวนำพื้นฐานที่แสดงในรูปที่ 2 แหล่งจ่ายไฟ RF แบบโซลิดสเตตจะส่งกระแสไฟฟ้ากระแสสลับผ่านตัวเหนี่ยวนำ (มักเป็นขดลวดทองแดง) และส่วนที่จะให้ความร้อน (ชิ้นงาน) จะอยู่ภายในตัวเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำทำหน้าที่เป็นหม้อแปลงหลักและส่วนที่จะให้ความร้อนจะกลายเป็นกระแสไฟฟ้าลัดวงจร เมื่อชิ้นส่วนโลหะถูกวางไว้ภายในตัวเหนี่ยวนำและเข้าสู่สนามแม่เหล็กกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนจะเกิดขึ้นภายในชิ้นส่วน
ดังแสดงในรูปที่ 3 กระแสไหลวนเหล่านี้จะไหลเทียบกับความต้านทานไฟฟ้าของโลหะ
ดังแสดงในรูปที่ 3 กระแสไหลวนเหล่านี้จะไหลเทียบกับความต้านทานไฟฟ้าของโลหะทำให้เกิดความร้อนที่แม่นยำและเป็นภาษาท้องถิ่นโดยไม่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างชิ้นส่วนและตัวเหนี่ยวนำ ความร้อนนี้เกิดขึ้นกับทั้งชิ้นส่วนที่เป็นแม่เหล็กและไม่ใช่แม่เหล็กและมักเรียกกันว่า “ผลของจูล” ซึ่งหมายถึงกฎข้อแรกของจูลซึ่งเป็นสูตรทางวิทยาศาสตร์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวนำ
ประการที่สองความร้อนเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นภายในชิ้นส่วนแม่เหล็กผ่านฮิสเทรีซิสซึ่งเป็นแรงเสียดทานภายในที่สร้างขึ้นเมื่อชิ้นส่วนแม่เหล็กผ่านตัวเหนี่ยวนำ วัสดุแม่เหล็กมีความต้านทานไฟฟ้าตามธรรมชาติต่อสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วภายในตัวเหนี่ยวนำ ความต้านทานนี้ก่อให้เกิดแรงเสียดทานภายในซึ่งจะก่อให้เกิดความร้อน
ในกระบวนการให้ความร้อนกับวัสดุดังนั้นจึงไม่มีการสัมผัสระหว่างตัวเหนี่ยวนำและชิ้นส่วนและไม่มีก๊าซจากการเผาไหม้ใด ๆ วัสดุที่จะให้ความร้อนสามารถอยู่ในสถานที่ที่แยกออกจากแหล่งจ่ายไฟ จมอยู่ในของเหลวปกคลุมด้วยสารที่แยกได้ในบรรยากาศที่เป็นก๊าซหรือแม้กระทั่งในสุญญากาศ
ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับ induction heating works
ประสิทธิภาพของระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำสำหรับการใช้งานเฉพาะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ลักษณะของชิ้นส่วนการออกแบบตัวเหนี่ยวนำความจุของแหล่งจ่ายไฟและปริมาณการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน
ลักษณะของชิ้นส่วน
โลหะหรือพลาสติก
ประการแรกการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะทำงานโดยตรงกับวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งโดยปกติจะเป็นโลหะ พลาสติกและวัสดุที่ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอื่น ๆ มักได้รับความร้อนทางอ้อมโดยการให้ความร้อนก่อนตัวรับโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งจะถ่ายเทความร้อนไปยังวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า
แม่เหล็กหรือไม่ใช่แม่เหล็ก
วัสดุแม่เหล็กให้ความร้อนได้ง่ายกว่า นอกจากความร้อนที่เกิดจากกระแสน้ำวนแล้ววัสดุแม่เหล็กยังผลิตความร้อนผ่านสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ฮิสเทรีซิส (อธิบายไว้ข้างต้น) ผลกระทบนี้จะไม่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด “คูรี” – อุณหภูมิที่วัสดุแม่เหล็กสูญเสียคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ความต้านทานสัมพัทธ์ของวัสดุแม่เหล็กได้รับการจัดอันดับในระดับ “ความสามารถในการซึมผ่าน” ที่ 100 ถึง 500 ในขณะที่ non-magnetics มีความสามารถในการซึมผ่าน 1 แต่วัสดุแม่เหล็กสามารถมีความสามารถในการซึมผ่านได้สูงถึง 500
หนาหรือบาง
ด้วยวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าผลของความร้อนประมาณ 85% เกิดขึ้นที่พื้นผิวหรือ “ผิวหนัง” ของชิ้นส่วน; ความเข้มของความร้อนจะลดลงเมื่อระยะห่างจากพื้นผิวเพิ่มขึ้นดังนั้นชิ้นส่วนที่เล็กหรือบางมักจะร้อนเร็วกว่าชิ้นส่วนหนาขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากชิ้นส่วนขนาดใหญ่ต้องได้รับความร้อนตลอดทาง
การวิจัยแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ของกระแสสลับและความลึกของการเจาะ: ยิ่งความถี่สูงความร้อนในส่วนนั้นจะยิ่งตื้นขึ้น ความถี่ 100 ถึง 400 kHz ให้ความร้อนพลังงานค่อนข้างสูงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความร้อนชิ้นส่วนขนาดเล็กหรือพื้นผิว / ผิวหนังของชิ้นส่วนขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว สำหรับความร้อนที่ทะลุทะลวงได้แสดงให้เห็นว่ารอบการทำความร้อนที่ยาวขึ้นที่ความถี่ต่ำกว่า 5 ถึง 30 kHz นั้นมีประสิทธิภาพสูงสุด
ความต้านทาน
หากคุณใช้กระบวนการเหนี่ยวนำเดียวกันในการให้ความร้อนกับเหล็กและทองแดงสองชิ้นที่มีขนาดเท่ากันผลลัพธ์จะแตกต่างกันมาก ทำไม? เหล็กกล้าพร้อมกับคาร์บอนดีบุกและทังสเตนมีความต้านทานไฟฟ้าสูง เนื่องจากโลหะเหล่านี้ต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าอย่างมากความร้อนจึงก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว โลหะที่มีความต้านทานต่ำเช่นทองแดงทองเหลืองและอลูมิเนียมใช้เวลาในการให้ความร้อนนานขึ้น ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิดังนั้นชิ้นเหล็กที่ร้อนมากจะเปิดรับความร้อนแบบเหนี่ยวนำได้มากกว่าชิ้นส่วนที่เย็น
หากมีข้อสงสัย อยากสอบถามหรือติดต่อซื้อสินค้าเพิ่มเติมได้ที่ : https://sa-thai.com/shop/
เเหล่งข้อมูลอ้างอิง : http://www.gh-ia.com/induction_heating.html
l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l
