Proiect Electrotermie

CAPITOLUL 1

NOTIUNI GENERALE DESPRE INCALZIREA PRIN INDUCTIE

Incalzirea prin inductie electromagnetica se bazeaza pe efectul de patrunderea a campului electromagnetic in materialele conductoare ( piesa, baie de metal) aflate intr-un camp magnetic variabil in timp. Curentii electrici turbionari determinati de tensiunile electromotoare induse conduc la incalzirea acestuia prin effect Joule.

Principalele avantaje ale incalzirii prin inductie electromagnetica sunt:

- caldura se dezvolta in corpul care urmeaza a fi incalzit, obtinandu-se un transfer important de energie (> 1000 kW/m2) si deci o vviteza mare de incalzire;

- instalatiile sunt relative simple, fiind posibil lucrul in vid sau atmosfera controlata;

- posibilitatea de automatizare si functionare in flux continuu;

- se asigura conditii optime de munca cu o poluare redusa a mediului ambient.

Multe dintre aplicatiile incalzirii prin inductie necesita insa surse de alimentare la o frecventa diferita de cea industriala, cea ce constituie un dezavantaj, datorita cresterii costului instalatiei.

Echipamentele de incalzire prin inductie pot fi impartite in patru mari categorii:

a) Echipamente pentru topire - din aceasta categorie fac parte cuptoarele de inductie cu creuzet si cuptoarele de inductie cu canal;

b) Echipamente de incalzire in profunzime – acestea pot fi cu unul sau mai multe inductoare;

c) Echipamente pentru tratamente termice care pot fi cu actiune continua sau discontinua;

d) Echipamente pentru aplicatii speciale – din aceasta categorie fac parte echipamentele utilizate pentru sudarea si lipirea metalelor, pentru prelucrarea materialelor semiconductoare, incalzirea recipientilor, transportul electromagnetic al metalelor topite, agitatoarele inductive, etc.

I.1.Partile componente ale instalatiei si metode de incalzire

Principiul incalzirii prin inductie consta in transformarea energiei electromagnetice absorbite de piesa de lucru in energie termica.

Orice corp conducator de electricitate se incalzeste prin effect Joule atunci cand este parcurs de un curent electric. Incalzirea se obtine fie aplicand la extremitatile conductorului o diferenta de potential – incalzirea clasica prin rezistenta electrica – fie amplasand acest conductor intr-un camp magnetic variabil in timp – incalzirea prin inductie electromagnetica.

In cazul unei bobine parcursa de curent alternative,fig. 6.1a[1] acesta va crea in interiorul ca si in exteriorul bobinei un camp magnetic variabil. Daca in interiorul bobinei se introduce un corp C din material conductor, fluxul magnetic variabil in timp care traverseaza materialul, induce o tensiune electromotoare ce determina aparitia unor curenti turbionari ( Foucault). Daca fluxul electromagnetic inductor φ1 este alternative, de pulsatie ω, in piesa apar curenti indusi I2, de densitate J2 ,fig.6.1b [1] al caror sens este astfel incat fluxul lor φ2 se opune fluxului inductor.

Campul magnetic determinat de curentii de conductie conduce la reducerea campului magnetic rezultat in interiorul corpului. Reducerea campului magnetic rezulta in interiorul corpului. Reducerea campului magnetic resultant este cu atat mai pronuntata cu cat frecventa este mai mare. In axul corpului, campul magnetic va avea valoarea cea mai mica si va creste treptat spre exterior.

Curentii electricei turbionari indusi produc caldura prin effect Joule, corpul conductor in care acestia au luat nastere se va incalzi. Bobina constituie circuitul primar sau inductor, iar materialul conductor constituie circuitul secundar sau Indus. In acest fel echipamentele incalzite prin inductie electromagnetica, sunt, ca principiu de functionare, cu particularitatile specifice de