इंडक्शन हीटर कसे कार्य करते आणि कार्य करते

इंडक्शन हीटरच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वामध्ये इलेक्ट्रिकली कंडक्टिव मेटल वर्कपीसमध्ये बंद केलेल्या एडी करंटद्वारे गरम करणे समाविष्ट आहे.

एडी करंट्स हे विद्युत चुंबकीय इंडक्शनच्या घटनेमुळे घन तारांमध्ये उद्भवणारे प्रवाह आहेत जेव्हा या तारांना पर्यायी चुंबकीय क्षेत्राद्वारे प्रवेश केला जातो. हे प्रवाह तयार करण्यासाठी ऊर्जेचा वापर केला जातो, जे उष्णतेमध्ये रूपांतरित होते आणि तारांना गरम करते.

हे नुकसान कमी करण्यासाठी आणि हीटिंग दूर करण्यासाठी, घन तारांऐवजी, स्तरित तारा वापरल्या जातात, ज्यामध्ये वैयक्तिक स्तर इन्सुलेशनद्वारे वेगळे केले जातात. हे पृथक्करण मोठ्या बंद एडी प्रवाहांच्या घटनेला प्रतिबंधित करते आणि ते राखण्यासाठी उर्जेचे नुकसान कमी करते. या कारणांमुळेच ट्रान्सफॉर्मर कोर, जनरेटरचे आर्मेचर्स इत्यादी पातळ स्टीलच्या शीटपासून बनवलेले असतात जे वार्निशच्या थरांनी एकमेकांपासून इन्सुलेटेड असतात.

इंडक्शन हीटरमधील इंडक्टर हा एक उच्च वारंवारता पर्यायी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार करण्यासाठी डिझाइन केलेले एक वैकल्पिक करंट कॉइल आहे.

पर्यायी उच्च-वारंवारता चुंबकीय क्षेत्र, यामधून, विद्युत प्रवाहक सामग्रीवर कार्य करते, ज्यामुळे त्यात उच्च घनतेचा एक बंद प्रवाह निर्माण होतो आणि त्यामुळे वर्कपीस वितळेपर्यंत गरम होते. ही घटना बर्याच काळापासून ज्ञात आहे आणि वर्णन केलेल्या मायकेल फॅराडेच्या काळापासून स्पष्ट केले गेले आहे. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनची घटना परत 1931 मध्ये

वेळ-बदलणारे चुंबकीय क्षेत्र कंडक्टरमध्ये एक पर्यायी EMF प्रेरित करते, जे त्याच्या शक्तीच्या रेषांना छेदते. अशी वायर साधारणपणे ट्रान्सफॉर्मर विंडिंग, ट्रान्सफॉर्मर कोर किंवा काही धातूचा घन तुकडा असू शकतो.

जर EMF कॉइलमध्ये प्रेरित असेल तर ट्रान्सफॉर्मर किंवा रिसीव्हर तयार केला जातो आणि जर थेट चुंबकीय सर्किटमध्ये किंवा शॉर्ट सर्किटमध्ये असेल तर, चुंबकीय सर्किट किंवा कॉइलचे इंडक्शन हीटिंग तयार केले जाते.

खराब डिझाइन केलेल्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये, उदाहरणार्थ, फॉकॉल्ट प्रवाहांद्वारे कोर हीटिंग निःसंदिग्धपणे हानिकारक असेल, परंतु इंडक्शन हीटरमध्ये अशी घटना एक उपयुक्त हेतू पूर्ण करते.

लोडच्या स्वरूपाच्या दृष्टिकोनातून, त्यात गरम केलेला प्रवाहकीय भाग असलेले इंडक्शन हीटर एका वळणाच्या शॉर्ट-सर्किट दुय्यम वळण असलेल्या ट्रान्सफॉर्मरसारखे आहे. वर्कपीसच्या आतील प्रतिकार अत्यंत लहान असल्याने, एक लहान प्रेरित एडी इलेक्ट्रिक फील्ड देखील इतका उच्च घनतेचा प्रवाह तयार करण्यासाठी पुरेसे आहे की त्याचा थर्मल प्रभाव (cf. जौल-लेन्झ कायदा) खूप अर्थपूर्ण आणि व्यावहारिक असेल.

या प्रकारची पहिली चॅनेल भट्टी स्वीडनमध्ये 1900 मध्ये दिसली, तिला 50-60 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह विद्युत प्रवाह देण्यात आला, त्याचा वापर स्टील चॅनेल वितळण्यासाठी केला गेला आणि धातूला शॉर्ट-चेन रोटेशन पद्धतीने व्यवस्था केलेल्या क्रूसिबलमध्ये दिले गेले. ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम वळणाचे.कार्यक्षमतेची समस्या अर्थातच उपस्थित होती कारण कार्यक्षमता 50% पेक्षा कमी होती.

आज, इंडक्शन हीटर हा एक वायरलेस ट्रान्सफॉर्मर आहे ज्यामध्ये तुलनेने जाड तांब्याच्या नळीचे एक किंवा अधिक वळणे असतात ज्याद्वारे सक्रिय शीतकरण प्रणालीचे शीतलक पंप वापरून पंप केले जाते. प्रक्रिया केल्या जात असलेल्या नमुन्याच्या पॅरामीटर्सवर अवलंबून, इंडक्टरप्रमाणे ट्यूबच्या प्रवाहकीय शरीरावर अनेक किलोहर्ट्झ ते अनेक मेगाहर्ट्झच्या वारंवारतेसह एक पर्यायी प्रवाह लागू केला जातो.

वस्तुस्थिती अशी आहे की उच्च फ्रिक्वेन्सीवर एडी करंट स्वतःच एडी करंटने गरम केलेल्या नमुन्यातून विस्थापित केला जातो, कारण या एडी करंटचे चुंबकीय क्षेत्र पृष्ठभागावर निर्माण झालेल्या विद्युत् प्रवाहाला विस्थापित करते.

हे म्हणून प्रकट होते त्वचा प्रभाव, जेव्हा जास्तीत जास्त वर्तमान घनता वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या पातळ थरावर पडल्याचा परिणाम असतो आणि वारंवारता जितकी जास्त असेल आणि गरम केलेल्या सामग्रीची विद्युत प्रतिरोधकता कमी असेल, तेव्हा शेलचा थर पातळ होईल.

तांबेसाठी, उदाहरणार्थ, 2 मेगाहर्ट्झवर, त्वचा फक्त एक मिलिमीटरच्या एक चतुर्थांश आहे! याचा अर्थ तांब्याच्या बिलेटचे आतील थर थेट एडी करंट्सद्वारे गरम होत नाहीत तर त्याच्या पातळ बाह्य थरातून उष्णतेच्या वहनाने गरम होतात. तथापि, जवळजवळ कोणतीही विद्युत प्रवाहक सामग्री वेगाने गरम करण्यासाठी किंवा वितळण्यासाठी तंत्रज्ञान पुरेसे कार्यक्षम आहे.

आधुनिक इंडक्शन हीटर्स बांधले जात आहेत ऑसीलेटिंग सर्किटवर आधारित (कॉइल-इंडक्टर आणि कॅपेसिटर) समाविष्ट केलेल्या रेझोनंट इन्व्हर्टरद्वारे समर्थित IGBT किंवा MOSFET - ट्रान्झिस्टर300 kHz पर्यंत ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी प्राप्त करण्यास अनुमती देते.

उच्च फ्रिक्वेन्सीसाठी, व्हॅक्यूम ट्यूब वापरल्या जातात, ज्यामुळे 50 मेगाहर्ट्झ आणि त्याहून अधिक फ्रिक्वेन्सीवर पोहोचणे शक्य होते, उदाहरणार्थ, दागिने वितळण्यासाठी, भागाचा आकार खूपच लहान असल्याने, खूप उच्च वारंवारता आवश्यक आहे.

कार्यरत सर्किट्सची गुणवत्ता वाढवण्यासाठी, ते दोनपैकी एका मार्गाचा अवलंब करतात: एकतर वारंवारता वाढवणे किंवा सर्किटच्या बांधकामात फेरोमॅग्नेटिक इन्सर्ट जोडून त्याचे इंडक्टन्स वाढवणे.

डायलेक्ट्रिक हीटिंग देखील उद्योगात उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रिक फील्ड वापरून चालते. इंडक्शन हीटिंगमधील फरक म्हणजे वापरल्या जाणार्‍या वर्तमान फ्रिक्वेन्सी (इंडक्शन हीटिंगसह 500 kHz पर्यंत आणि डायलेक्ट्रिकसह 1000 kHz पेक्षा जास्त). या प्रकरणात, हे महत्वाचे आहे की गरम केले जाणारे पदार्थ वीज चांगले चालवत नाही, म्हणजे. डायलेक्ट्रिक होते.

या पद्धतीचा फायदा म्हणजे थेट पदार्थाच्या आत उष्णता निर्माण करणे. या प्रकरणात, खराब प्रवाहकीय पदार्थ आतून त्वरीत गरम होऊ शकतात. अधिक तपशीलांसाठी येथे पहा: उच्च-फ्रिक्वेंसी डायलेक्ट्रिक हीटिंग पद्धतींचे मूलभूत भौतिक पाया