Индукционные печи принцип работы: Принцип работы индукционной плиты: схема, преимущества, недостатки

Принцип работы индукционной плиты: схема, преимущества, недостатки

Статьи

Индукционная плита – одна из разновидностей современных кухонных плит. Используется на кухнях в заведениях общественного питания и в частных домах. В основе работы лежит получение индуцированного вихревого потока из электромагнитного поля, который нагревает посуду на плите.

Конструкция плиты состоит из корпуса, платы управления, кожуха, температурного датчика, инвертора. Поверхность плиты не нагревается при работе, а передает тепло посуде на ней. Для таких печей подходит только металлическая посуда.

Индукционная плита – этот вид считается самой современной системой для кухни. В плите с индукционными панелями для разогрева посуды используется электромагнитное поле. Емкость на плите нагревается, а сама поверхность остается холодной. Принцип работы заключается в произведении индуцированного вихревого потока из высокочастотного магнитного поля.

Как работает индукционная плита

Принцип работы индукционной плиты заключается в электромагнитной индукции.

Нагревание поверхности происходит за счет изменения интенсивности магнитного потока, который движется в замкнутом контуре. По индукционной катушке проходит электрический ток, который трансформируется и нагревает посуду через поверхность плиты.

В чем заключается принцип работы индукционной плиты можно понять на примере работы трансформатора. Трансформируется электрический ток из медной катушки в электромагнитное поле.

Применяют несколько типов нагревательных элементов:

• лента, свернутая пружиной;
• спираль;
• галогены – трубка с галогенным газом. Ток проходит по нагревателю внутри трубки. Нагрев посуды через 3 секунды.

Мощность в установке регулируется непрерывно и импульсно. Чем больше мощность, тем больше частота – от 50 до 100 кГц. Снижение мощности сопровождается уменьшением частоты. Если мощность слишком низкая, то инвертор плиты будет работать на частоте 20 кГц. В этом режиме конфорка будет включаться с перерывами на несколько секунд.

Это обеспечивает безопасное функционирование устройства.

Такой вид варочной плиты является более безопасным, так как ее рабочие поверхности даже во время работы остаются холодными. Наличие таймера и регулировка мощностей позволяет устанавливать время приготовления пищи без постоянного наблюдения повара. После того, как блюдо будет разогрето до нужной температуры, печь отключит нагрев. Современные модели оснащены регулировочными панелями. На них указывается время, расход мощности, температуру нагрева. При появлении сбоя в работе система сигнализирует об ошибке.

Преимущества работы

• безопасная эксплуатация;
• высокий КПД;
• мощность без перепадов напряжения;
• «умная система» — нагрев конфорок начинается только когда на поверхности будет металлическая посуда. Отключается после снятия емкости автоматически;
• равномерное прогревание пищи в емкости;
• во время приготовления пищи отсутствует запах гари;
• удобная панель управления;
• легкий уход – к поверхности не пристает пища, уборка проводится влажной тряпкой.

Такие печи пользуются популярностью в семьях с маленькими детьми. Хозяйки не боятся за своих детей, так как об конфорки печи невозможно обжечься.

Стоимость таких печей зависит от размера, количества конфорок, мощности. Выбрать любую модель можно на сайте «ТЕХНО-ТТ». Связаться с представителями компании по номеру: +7 (495) 702-98-78 и +7 (496) 519-56-71 или оставить заявку на обратный звонок.

Охлаждаемые столы

• Холодильные столы
• Морозильные столы
• Столы для салатов
• Столы для пиццы
• Для кег
• Холодильные столы под тепловое оборудование
• Морозильные столы под тепловое оборудование
• Витрины холодильные настольные

Вспомогательное оборудование

• Столы производственные
• Зонты вентиляционные
• Ванны моечные
• Полки
• Подставки
• Кухонные стеллажи
• Тележки
• Шкафы
• Тепловые полки
• Тепловые столы
• Столы-тумбы

Индукционное оборудование

• Индукционные плиты
• Индукционная блинница
• Индукционный гриль
• Индукционные казаны

Витрины

• Витрины для рыбы на льду
• Модули Виола
• Буфеты
• Витрины кондитерские

Возврат к списку

Индукционные печи.

Виды и работа. Применение и особенности

В металлургической промышленности широко применяются индукционные печи. Такие печи нередко изготавливают самостоятельно. Для этого необходимо знать их принцип работы и конструктивные особенности. Принцип работы таких печей был известен еще два столетия назад.

Индукционные печи способны решать следующие задачи:

• Плавка металла.
• Термообработка металлических деталей.
• Очистка драгоценных металлов.

Такие функции имеются в промышленных печах. Для бытовых условий и обогрева помещения существуют печи специальной конструкции.

Работа индукционной печи заключается в нагревании материалов путем использования свойств вихревых токов. Чтобы создать такие токи применяется специальный индуктор, который состоит из катушки индуктивности с несколькими витками провода большого поперечного сечения.

К индуктору подводится сеть питания переменного тока. В индукторе переменный ток создает магнитное поле, которое меняется с частотой сети, и пронизывает внутреннее пространство индуктора. При помещении какого-либо материала в это пространство, в нем возникают вихревые токи, осуществляющие его нагревание.

Вода в работающем индукторе нагревается и кипит, а металл начинает плавиться при достижении соответствующей температуры.

Условно можно разделить индукционные печи на типы:

• Печи с магнитопроводом.
• Без магнитопровода.

Первый тип печей содержит индуктор, заключенный в металл, что создает особый эффект, повышающий плотность магнитного поля, поэтому нагревание осуществляется качественно и быстро. В печах без магнитопровода индуктор находится снаружи.

Виды и особенности печей

Индукционные печи можно разделить на виды, которые обладают своими особенностями работы и отличительными признаками. Одни служат для работ в промышленности, другие применяются в быту, для приготовления пищи.

Вакуумные индукционные печи

Такая печь предназначена для плавки и литья сплавов индукционным методом. Она состоит из герметичной камеры, в которой расположена тигельная индукционная печь с литейной формой.

В вакууме можно обеспечить совершенные металлургические процессы, получать качественные отливки. В настоящее время вакуумное производство перешло на новые технологические процессы из непрерывных цепочек в вакуумной среде, которая дает возможность создавать новые изделия, и уменьшать издержки производства.

Достоинства вакуумной плавки:

• Жидкий металл можно выдерживать в вакууме длительное время.
• Повышенная дегазация металлов.
• В процессе плавки можно производить дозагрузку печи и воздействовать на процесс рафинирования и раскисления в любое время.
• Возможность постоянного контроля и регулировки температуры сплава и его химического состава во время работы.
• Высокая чистота отливок.
• Быстрый нагрев и скорость плавки.
• Повышенная гомогенность сплава из-за качественного перемешивания.
• Любая форма сырья.
• Экологическая чистота и экономичность.

Принцип действия вакуумной печи состоит в том, что в тигле, находящемся в вакууме с помощью индуктора высокой частоты плавят твердую шихту и очищают жидкий металл. Вакуум создается путем откачки воздуха насосами. При вакуумной плавке достигается большое снижение водорода и азота.

Канальные индукционные печи

Печи с электромагнитным сердечником (канальные) широко применяются в литейном производстве для цветных и черных металлов в качестве раздаточных печей, миксеров.

1 — Ванна
2 — Канал
3 — Магнитопровод
4 — Первичная катушка

Переменный магнитный поток проходит по магнитопроводу, контуру канала в виде кольца из жидкого металла. В кольце возбуждается электрический ток, который разогревает жидкий металл. Магнитный поток образуется первичной обмоткой, работающей от переменного тока.

Чтобы усилить магнитный поток, используется замкнутый магнитопровод, который выполнен из трансформаторной стали. Пространство печи соединяется двумя отверстиями с каналом, поэтому при наполнении печи жидким металлом создается замкнутый контур. Печь не сможет работать без замкнутого контура. В таких случаях сопротивление контура большое, и в нем течет малый ток, который назвали током холостого хода.

Вследствие перегрева металла и действия магнитного поля, которое стремится вытолкнуть металл из канала, жидкий металл в канале постоянно движется. Так как металл в канале нагрет выше, чем в ванне печи, то металл постоянно поднимается в ванну, из которой поступает металл с меньшей температурой.

Если металл слить ниже допустимой нормы, то жидкий металл будет выбрасываться из канала электродинамической силой. В итоге произойдет самопроизвольное выключение печи и разрыв электрического контура. Чтобы избежать таких случаев печи оставляют некоторое количество металла в жидком виде. Его называют болотом.

Канальные печи разделяют на:

• Плавильные печи.
• Миксеры.
• Раздаточные печи.

Чтобы накопить некоторое количество жидкого металла, усреднения химического состава его и выдержки, используют миксеры. Объем миксера рассчитывают равным не ниже двукратной часовой выработки печи.

Канальные печи разделяют на классы по расположению каналов:

• Вертикальные.
• Горизонтальные.

По форме рабочей камеры:

• Барабанные индукционные печи.
• Цилиндрические индукционные печи.

Барабанная печь выполнена в виде стального сварного цилиндра с двумя стенками на торцах. Для поворота печи применяются приводные ролики. Чтобы повернуть печь, необходимо включить привод электродвигателя с двумя скоростями и цепной передачей. Двигатель имеет пластинчатые тормоза.

На торцевых стенках есть сифон для заливки металла. Для загрузки присадок и снятия шлаков имеются отверстия. Также для выдачи металла имеется канал. Канальный блок состоит из индуктора печи с V-образными каналами, сделанными в футеровке при помощи шаблонов. При первой же плавки эти шаблоны расплавляются. Обмотка и сердечник охлаждаются воздухом, корпус блока охлаждается водой.

Если канальная печь имеет другую форму, то выдача металла осуществляется с помощью наклона ванны гидроцилиндрами. Иногда металл выдавливают избыточным давлением газа.

Достоинства канальных печей:

• Малый расход электроэнергии вследствие малых потерь тепла ванны.
• Повышенный электрический КПД индуктора.
• Малая стоимость.

Недостатки канальных печей:

• Сложность регулировки химического состава металла, так как наличие оставленного жидкого металла в печи создает трудности при переходе от одного состава к другому.
• Малая скорость движения металла в печи уменьшает возможности технологии плавки.

Конструктивные особенности

Каркас печи изготавливается из листовой стали с низким содержанием углерода толщиной от 30 до 70 мм. Внизу каркаса есть окна с присоединенными индукторами. Индуктор выполнен в виде стального корпуса, первичной катушки, магнитопровода и футеровки. Его корпус сделан разъемным, а части изолированы между собой прокладками для того, чтобы части корпуса не создавали замкнутый контур. В противном случае будет создаваться вихревой ток.

Магнитопровод выполнен из пластин специальной электротехнической стали 0,5 мм. Пластины изолированы между собой для снижения потерь от вихревых токов.

Катушка изготавливается из медного проводника сечением, зависящим от тока нагрузки и метода охлаждения. При воздушном охлаждении допустимый ток 4 ампера на мм², при охлаждении водой допустимый ток 20 ампер на мм². Между футеровкой и катушкой монтируют экран, который охлаждается водой. Экран изготовлен из магнитной стали или меди. Для отведения тепла от катушки монтируют вентилятор. Чтобы получить точные размеры канала, применяют шаблон. Он выполнен в виде полой стальной отливки. Шаблон ставится в индуктор до того момента, пока не будет заполнения огнеупорной массой. Он находится в индукторе при разогреве и сушке футеровки.

Для футеровки применяют огнеупорные массы влажного и сухого вида. Влажные массы используют в виде набивных или заливных материалов. Заливные бетоны используют при сложной форме индуктора, если нельзя уплотнить массу по всему объему индуктора.

Такой массой наполняют индуктор и уплотняют вибраторами. Сухие массы уплотняют вибраторами высокой частоты, набивные массы уплотняют пневматическими трамбовками. Если в печи будет выплавляться чугун, то футеровку выполняют из оксида магния. Качество футеровки определяется по температуре охлаждающей воды. Наиболее эффективным методом проверки футеровки является проверка по значению индуктивного и активного сопротивления. Эти измерения проводятся с помощью контрольных приборов.

В электрооборудование печи входит:

• Трансформатор.
• Батарея конденсаторов для компенсации потерь электрической энергии.
• Дроссель для подсоединения 1-фазного индуктора к 3-фазной сети.
• Щиты управления.
• Кабели питания.

Чтобы печь нормально функционировала, к питанию подключают трансформатор на 10 киловольт, который имеет на вторичной обмотке 10 ступеней напряжения для регулировки мощности печи.

Набивочные материалы футеровки содержат:

• 48% сухого кварца.
• 1,8% кислоты борной, просеянной через мелкое сито с ячейками 0,5 мм.

Массу для футеровки готовят в сухом виде с помощью смесителя, и последующей просевкой через сито. Приготовленная смесь не должна храниться более 15 часов после подготовки.

Футеровку тигля производят с помощью уплотнения вибраторами. Электрические вибраторы используются для футеровки больших печей. Вибраторы погружают в пространство шаблона и производят уплотнение массы через стенки. При уплотнении вибратор передвигают краном и вертикально вращают.

Тигельные индукционные печи

Основными компонентами тигельной печи являются индуктор и генератор. Для изготовления индуктора используется медная трубка в виде намотанных 8-10 витков. Формы индукторов могут выполняться различных видов.

Этот вид печи наиболее распространенный. В конструкции печи нет сердечника. Распространенная форма печи представляет собой цилиндр из огнестойкого материала. Тигель находится в полости индуктора. К нему подводится питание переменного тока.

Преимущества тигельных печей:

• Энергия выделяется при загрузке материала в печь, поэтому вспомогательные нагревательные элементы не нужны.
• Достигается высокая однородность многокомпонентных сплавов.
• В печи можно создать реакцию восстановления, окисления, независимо от величины давления.
• Высокая производительность печей из-за повышенной удельной мощности на любых частотах.
• Перерывы в плавке металла не влияют на эффективность работы, так как для разогрева не требуется много электроэнергии.
• Возможность любых настроек и простая эксплуатация с возможностью автоматизации.
• Нет местных перегревов, температура выравнивается по всему объему ванны.
• Быстрое плавление, позволяющее создать качественные сплавы с хорошей однородностью.
• Экологическая безопасность. Внешняя среда не подвергается никакому вредному воздействию печи. Плавка также не оказывает вреда природе.

Недостатки тигельных печей:

• Малая температура шлаков, применяющихся для обработки зеркала расплава.
• Малая стойкость футеровки при резких температурных перепадах.

Несмотря на имеющиеся недостатки, тигельные индукционные печи получили большую популярность на производстве и в других областях.

Индукционные печи для отопления помещения

Чаще всего такая печь устанавливается в помещении кухни. В ее конструкции основной частью является сварочный инвертор. Конструкция печи обычно совмещается с водонагревательным котлом, который дает возможность для отопления всех помещений в здании. Также есть возможность подключения подачи горячей воды в здание.

Эффективность работы такого устройства небольшая, однако, нередко такое оборудование все-таки применяется для отопления дома.

Конструкция нагревающей части индукционного котла подобна трансформатору. Наружный контур – это обмотки своеобразного трансформатора, которые подключаются к сети. Второй контур внутренний – это устройство обмена теплом. В нем происходит циркуляция теплоносителя. При подключении питания катушка создает переменное магнитное поле. В итоге внутри теплообменника индуцируются токи, которые осуществляют его нагревание. Металл нагревает теплоноситель, который обычно состоит из воды.

На таком же принципе основана работа бытовых индукционных плит, в которых в качестве вторичного контура выступает посуда из специального материала. Такая плита намного экономичнее обычных плит из-за отсутствия тепловых потерь.

Водонагреватель котла оснащен устройствами управления, которые дают возможность поддержания температуры теплоносителя на определенном уровне.

Отопление электроэнергией является дорогим удовольствием. Оно не может создать конкуренцию с твердым топливом и газом, дизельным топливом и сжиженным газом. Одним из методов снижения расходов является установка теплоаккумулятора, а также подключение котла в ночное время, так как ночью чаще всего действует льготное начисление за электричество.

Для того, чтобы принять решение об установке индукционного котла для дома, необходимо получить консультацию у профессиональных специалистов по теплотехнике. У индукционного котла практически нет преимуществ перед обычным котлом. Недостатком является высокая стоимость оборудования. Обычные котел с ТЭНами продается уже готовым к установке, а индукционный нагреватель требует дополнительного оборудования и настройки. Поэтому, прежде чем приобрести такой индукционный котел, необходимо произвести тщательный экономический расчет и планировку.

Футеровка индукционных печей

Процесс футеровки необходим для обеспечения защиты корпуса печи от воздействия повышенных температур. Она дает возможность значительно сократить потери тепла, увеличить эффективность плавки металла или нагрева материала.

Для футеровки применяют кварцит, являющийся модификацией кремнезема. К материалам для футеровки предъявляются некоторые требования.

Такой материал должен обеспечить 3 зоны состояний материала:

• Монолитная.
• Буферная.
• Промежуточная.

Только наличие трех слоев в покрытии способно защитить кожух печи. На футеровку отрицательно влияет неправильная укладка материала, плохое качество материала и тяжелые условия работы печи.

Похожие темы:

• Микроволновые печи. Виды и работа. Как выбрать и особенности
• Конвекционная печь. Виды и устройство. Работа и особенности
• Индукционные котлы отопления. Виды и устройство. Работа
• Миканитовые нагреватели. Особенности. Виды и применение
• Сварочный аппарат (Часть 1). Типы и особенности. Сварка. Дуга. Применение
• Сварочный аппарат (Часть 2). Виды и особенности. Применение. Как выбрать
• Инверторные сварочные аппараты. Как выбрать. Типы и работа

Принцип работы индукционных печей | Фомет обрл

Запрос информации

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП
Принцип работы индукционной печи заключается в индукционном нагреве:
Индукционный нагрев представляет собой форму бесконтактного нагрева проводящих материалов.
Принцип индукционного нагрева в основном основан на двух хорошо известных физических явлениях:

1. Электромагнитная индукция
2. Эффект Джоуля

1) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Передача энергии нагреваемому объекту происходит посредством электромагнитной индукции. Любой электропроводный материал, помещенный в переменное магнитное поле, является местом индуцированных электрических токов, называемых вихревыми токами, которые в конечном итоге приведут к джоулеву нагреву.

2) ДЖОУЛЕВЫЙ НАГРЕВ

Джоулев нагрев, также известный как омический нагрев и резистивный нагрев, представляет собой процесс, при котором при прохождении электрического тока через проводник выделяется тепло.
Произведенное тепло пропорционально квадрату силы тока, умноженной на электрическое сопротивление.

Q ∝ I ² ⋅ R

Индукционный нагрев описывается на уникальные характеристики радиочастотной (RF) — эта порция электромагнетической спектр ниже инфрации и микромагнитной энергии и микромагнетического спектра и микромагнетической. . Поскольку тепло передается продукту с помощью электромагнитных волн, деталь никогда не вступает в прямой контакт с пламенем, и продукт не загрязняется.
Индукционный нагрев — это быстрый, чистый и не загрязняющий окружающую среду нагрев.

Преимуществом индукционной печи является чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавки по сравнению с большинством других способов плавки металлов.
Литейные заводы используют этот тип печи, и теперь все больше чугунолитейных предприятий заменяют вагранки индукционными печами для плавки чугуна, поскольку первые выделяют много пыли и других загрязняющих веществ.

Высоковольтный электрический источник от первичной катушки индуцирует низкое напряжение, сильный ток в металлическом или вторичном магнитном сердечнике. Индукционный нагрев — это просто метод передачи тепловой энергии. Индукционные печи идеально подходят для плавки и легирования широкого спектра металлов с минимальными потерями расплава, однако возможно незначительное рафинирование металла. Существует два основных типа индукционных печей: тигельные и канальные.

Запрос информации

Нижний колонтитул

Производство индукционных печей FOMET признано за высокую степень инженерии, надежности и технических качеств, за лучшую технологию и за точную и долговечную конструкцию.

Телефон: +39 02 817575
Факс: +39 02 8135015
Электронная почта: [email protected]
Via Simone Martini detto Memmi, 11 20143 Milano (MI) Italia

Что такое электрическая индукционная печь?

Электрическая индукционная печь представляет собой печь, в которой металл нагревается за счет электромагнитной индукции. Частота нагрева обычно составляет 150-8000 Гц, что относится к категории средней частоты, поэтому ее также называют среднечастотной электрической печью. Это общее название оборудования для индукционного нагрева, такого как среднечастотная нагревательная печь, среднечастотная плавильная печь, вакуумная индукционная печь, индукционная нагревательная печь для закалки и отпуска металла и т.

д.

Использование электрической индукционной печи широко, это основное нагревательное оборудование механической горячей обработки, а также индукционное нагревательное оборудование механической промышленности. Сырье, необходимое для машиностроения, в основном обрабатывается в электрических индукционных печах. Например, электропечь средней частоты в кузнечном производстве используется для нагрева металлической заготовки перед ковкой. В кузнечной промышленности это называется среднечастотной нагревательной печью, диатермической печью, среднечастотной диатермической печью и нагревательной печью; Электрическая индукционная печь в литейном производстве используется для переплавки и очистки металлических отходов. В литейной промышленности это называется среднечастотной плавильной печью, плавильной печью с одним приводом, плавильной печью, последовательной резонансной среднечастотной печью, плавильной печью алюминия, плавильной печью меди и т. д.; В термической промышленности имеется множество электропечей средней частоты для закалки и отпуска металлов.

Как правило, электрические индукционные печи используются для закалки и отпуска стальных прутков.

Электрическая индукционная печь преобразует трехфазный переменный ток частотой 50 Гц в постоянный ток путем выпрямления и фильтрации через управляемый кремнием источник питания переменной частоты. После инверторного устройства среднечастотная электропечь превращается в среднечастотную 150-8000 Гц. Когда электрическая печь средней частоты проходит через катушку индуктора электрической индукционной печи, будет генерироваться переменное магнитное поле. Когда магнитное поле разрезает нагретый металл, помещенный в катушку, внутри металла будет генерироваться вихревой ток. Вихревой ток течет, и металл нагревается, тем самым нагревая металл. Это основной принцип среднечастотного электропечного нагрева.

Характеристики индукционной электропечи

1. Основная плата управления среднечастотным источником питания является ядром среднечастотной электропечи, оптимизированной с помощью крупной интегральной схемы, обеспечивающей стабильную работу, надежное качество и надежность. сильная защита от помех.

2. В шкафу питания средней частоты электрической индукционной печи контактор переменного тока, выпрямитель с кремниевым управлением, плата выпрямителя, плата инвертора, реактор и т. д. хорошо скоординированы и просты в обслуживании.

3. На основе пуска при нулевом напряжении, на главной плате управления среднечастотной электропечи добавлена ​​функция автоматического сканирования частоты и повторного пуска. Цепь контура напряжения и тока точно отслеживает пуск и останов оборудования плавно и стабильно без влияния тока.

4. Инверторный пусковой сигнал индукционной электропечи использует высокочувствительную пусковую схему с одним сигналом, которая еще больше повышает пусковые характеристики оборудования и обеспечивает 100%-й уровень успешного пуска оборудования.

5. Система управления цепями постоянной мощности среднечастотной электропечи позволяет быстро регулировать напряжение и ток до наилучших значений при изменении шихты в производстве, без ручной регулировки угла отсечки инвертора.