Varmespolen er den fungerende del af induktionsvarmeinstallationer .
| Induktionsopvarmning af en stålstang i en enkeltdrejet induktor. | |
| Hjælp til afspilning | |
En varmeinduktor er en eller flere vindinger af en leder, hvor højfrekvente elektriske svingninger (fra flere kHz til 5 MHz) skabes ved hjælp af en kraftig generator. Et emne af elektrisk ledende materiale er placeret inde i spolerne.
Når generatoren tændes, opstår der en intens elektromagnetisk stråling omkring induktoren, som absorberes af emnet og varmer det op.
Induktor-blank-systemet er en kerneløs transformer, hvor induktoren er den primære vikling. Emnet er en sekundær vikling kortsluttet. Den magnetiske flux mellem viklingerne lukker i luft (eller i vakuum, i beskyttelsesgas, i væske osv.)
Rørformede emner kan sættes på induktorens spole udefra, flade emner kan placeres for enden.
Induktoren kan også laves i form af en "slange" til opvarmning af flade overflader, en trekløver til opvarmning af hjørner, en ottetal til opvarmning af tandhjulstænder og have en anden bizar form.
Induktorer er opdelt i to klasser:
Induktoren bliver meget varm under drift, da den absorberer sin egen stråling. Derudover absorberer den termisk stråling fra et varmt emne. Af denne grund er induktorerne i kraftige installationer lavet af kobberrør afkølet af rindende vand. Nogle gange bores der små huller i sådanne rør fra siden af det leverede emne - der sprøjtes vand på emnet, og samtidig med opvarmning sker overfladehærdning.
Induktorerne i laveffektinstallationer eller installationer, der fungerer i en kortvarig tilstand (sekunder), har ikke tid til at varme op ret meget. Det er nok at lave dem af en ret massiv kobbertråd (eventuelt almindelig isoleret).
Da der induceres en højspænding i induktoren, som i kraftige installationer kan nå op på hundredvis af volt, udgør induktoren en fare for personalet. Højfrekvente forbrændinger er farlige - højfrekvent strøm flyder kun over overfladen af huden ( hudeffekt ), som praktisk talt er en elektrolyt. De indre organer er ikke beskadiget, men huden kan blive alvorligt forbrændt. Desuden er virkningen på den menneskelige krop af kraftig elektromagnetisk stråling ikke blevet fuldt ud undersøgt.
Induktoren kan brænde ud af varmen fra et varmt emne, blive beskadiget af arbejdsemnets påvirkning på induktoren, det er uacceptabelt at ændre dens induktans fra at kortslutte vindingerne med smeltet metal i tilfælde af et multi-turn design. I forbindelse med det foregående beskyttes induktorerne ved at hælde ildfast cement, vikle med kvarts- eller fluoroplastisk tape, indsætte digler og rør af keramik eller kvartsglas i induktoren. Kølevand tilføres ved sugning - dette sikrer sikkerhed i tilfælde af trykaflastning af induktoren. Til køling er induktoren forbundet enten til en lokal køleenhed - en chiller, eller til vandforsyningsnettet med PVC-rør så lange, at modstanden af "søjlen" af vand i røret er høj og giver "isolering" af vandforsyningsnetværk fra induktorens højspænding.
Grundlaget for designet af induktorer er hudeffekten. Det er som følger. Sekundærstrømmen i emnet har samme retning som strømmen i induktoren, som er placeret i nærheden. I dette tilfælde bliver den inducerede strøm så at sige "tiltrukket" til induktoren. Dette skyldes det faktum, at tætsiddende strømme, der flyder i samme retning, tiltrækkes.
Hvis induktoren er nedsænket i et flydende metal, og der tilføres en stor effekt (tiere kW) til den, presses metallet ud af induktoren under påvirkning af MHD - kræfter, og små mængder af det kan endda hænge over induktoren i induktoren. luft. Ved at bruge specialformede induktorer er det muligt at udføre ultraren smeltning af en lille mængde metal, der svæver i et vakuum eller beskyttende gas.
For at øge effektiviteten af induktoren er det nødvendigt at placere den så tæt som muligt ved siden af emnet. I praksis er dette fra 2 mm til flere centimeter.
Strøm leveres til induktoren som regel ved hjælp af en højfrekvent kerneløs transformer (med en luftkerne), hvis primære vikling er en oscillerende kredsløbsspole, og den sekundære er en bred omdrejning af en kobberplade (elektromagnetisk koncentrator eller hvirvelstrømskoncentrator). Induktoren skal matches med højfrekvenstransformatorens sekundærvikling, dvs. have omtrent samme induktans. For at reducere induktansen af multi-turn induktorer er de lavet af flere parallelle vindinger.
For at reducere lækagen af den magnetiske flux limes induktoren på ydersiden med højfrekvente magnetiske kredsløb (magnetoelektrik) - paneler lavet af Fluxtrol eller Ferrotron materiale, som er et fint pulver af magnetisk materiale bundet med epoxyharpiks. Sådanne paneler er i stand til at koncentrere elektromagnetisk stråling ved frekvenser op til 3 MHz og modstå temperaturer op til 250 C.