Công nghệ gia nhiệt cảm ứng

Gia nhiệt cảm ứng là một quá trình làm nóng không tiếp xúc. Nó sử dụng điện tần số cao để vật liệu nhiệt có dẫn điện.Gia nhiệt cảm ứng tạo ra nhiệt trong lòng phôi. Điều này có thể được đối chiếu với phương pháp gia nhiệt khác, nơi mà nhiệt được tạo ra trong một ngọn lửa hoặc sưởi ấm phần tử, mà sau đó truyền cho phôi. Vì những lý do đó, gia nhiệt cảm ứng là một ứng dụng độc đáo và vô cùng hiệu quả trong công nghiệp.

Một nguồn điện tần số cao được sử dụng để điều khiển một dòng điện xoay chiều lớn thông qua một cuộn dây. Cuộn dây này được gọi là các cuộn dây cảm ứng.

Sự biến thiên dòng điện qua cuộn dây này tạo ra một từ trường rất mạnh và thay đổi nhanh chóng trong các không gian bên trong các cuộn dây làm việc. Các phôi được làm nóng được đặt trong từ trường xoay chiều dữ dội.

Từ trường xoay chiều gây ra một dòng điện trong các phôi dẫn. Sự sắp xếp của các cuộn dây làm việc và các phôi có thể được coi như một biến áp điện. Các cuộn dây làm việc giống như chính nơi mà năng lượng điện được đưa vào, và các phôi là phần thứ cấp của biến thế bị ngắn mạch. Điều này phát sinh dòng cảm ứngqua các phôi. Chúng được gọi là dòng điện xoáy ( dòng cảm ứng).

Thêm vào đó, tần số cao được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt cảm ứng đưa đến một hiện tượng gọi là hiệu ứng bề mặt. Hiệu ứng bề mặt này buộc các dòng điện xoay chiều chảy trong một lớp mỏng về phía bề mặt của phôi. Hiệu ứng da làm tăng điện trở hiệu dụng của kim loại. Do đó nó làm tăng đáng kể hiệu ứng nhiệt do dòng điện cảm ứng trong các phôi.

Các kim loại sắt từ ( sắt, thép) có một cơ chế nhiệt bổ sung diễn ra cùng một lúc như dòng xoáy đề cập ở trên. Từ trường mạnh biến thiên bên trong các cuộn dây làm việc liên tục làm từ hóa và khử từ cấu trúc từ của sắt. Điều này nhanh chóng gây ra ma sát đáng kể và làm nóng bên trong vật liệu. Nhiệt do cơ chế này được gọi là tổn thất trễ. Điều này có thể là một yếu tố góp phần lớn vào nhiệt sinh ra trong quá trình gia nhiệt cảm ứng, nhưng chỉ diễn ra bên trong vật liệu sắt từ. Vì lý do này vật liệu sắt từ dễ dàng gia nhiệt hơn bằng cảm ứng hơn vật liệu kim loại màu ( vàng, bạc, nhôm, đồng).

Thật thú vị khi lưu ý rằng thép mất từ  tính khi bị đốt nóng trên 700 ° C. Nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ Curie. Điều này có nghĩa là trên 700 °, nhiệt gây ra hoàn toàn do dòng cảm ứng. Điều này làm cho thép nóng trên 700 ° C nhiều hơn một thách thức đối với hệ thống gia nhiệt cảm ứng. Thực tế là đồng và nhôm đều không từ tính và dây dẫn điện rất tốt, cũng có thể làm cho các tài liệu này là một thách thức để làm nóng hiệu quả.