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Fonctionnement du condensateur dans l'alimentation électrique d'un four à induction
30 octobre 2024
30 octobre 2024
L'alimentation électrique du four à induction a été conçue pour garantir des performances optimales. Elle convertit un courant triphasé en un courant monophasé à la fréquence souhaitée.
Le condensateur est l'un des composants les plus importants qui régulent l'alimentation électrique. Banque de condensateursL'énergie est stockée pour être libérée ultérieurement par impulsions contrôlées, tout en assurant une puissance de sortie stable. Ce contrôle précis de l'énergie permet à l'alimentation électrique de fournir la puissance requise en fonction des besoins du four à induction.
Choix de la fréquence de chauffage par induction
✧Chauffage à basse température du métal, recuit – 50 – 500 Hz.
Fusion, pénétration thermique profonde – 500 Hz – 10 kHz
✧Chauffage de surface des métaux – 10 kHz – 200 kHz
✧ Durcissement de surface – 100 kHz – 500 kHz
✧Chauffage de pièces métalliques, de fils et de bandes métalliques – 400 – 1000 kHz
✧Chauffage diélectrique – 1 MHz – 50 MHz.
Avantages du chauffage/fusion par induction
✧C'est une méthode rapide, propre et pratique.
✧La chaleur produite par le corps est directement chauffée, ce qui réduit les pertes.
✧Le chauffage par courants de Foucault peut facilement être réalisé sous vide ou dans une atmosphère spéciale.
✧Le contrôle de la température est facile à réaliser.
✧La chaleur peut pénétrer la surface métallique à la profondeur souhaitée.
Principe du chauffage par courants de Foucault
1. Il fonctionne selon le principe de l'induction électromagnétique.
2. Une valeur finie de diamètre et d'épaisseur d'un disque métallique entouré d'une bobine de cuivre dans laquelle circule un courant alternatif.
3. Nous constatons qu'un courant secondaire I est amené à circuler autour de la surface extérieure du disque.
4. Dans un transformateur, l'énergie électrique est disponible au secondaire, tandis que dans le chauffage par induction, elle est utilisée pour chauffer la charge elle-même qui agit comme un secondaire en court-circuit.
5. La bobine parcourue par un courant à haute fréquence est appelée bobine chauffante ou bobine de travail. Le matériau à chauffer est appelé charge.
6. Le courant circule à la surface extérieure du disque métallique et, ce faisant, chauffe cette surface. L'énergie thermique est transférée au métal à une vitesse extrêmement rapide, bien plus rapide que les méthodes de chauffage classiques.
7. La chaleur est générée à l'intérieur du métal sans aucun contact physique entre la source d'énergie électrique et le métal chauffé.
8. Le milieu de transmission d'énergie, le champ magnétique, peut pénétrer toute substance non métallique placée entre la bobine chauffante et le matériau chauffé.
9. Le procédé employé est appelé chauffage par courants de Foucault à haute fréquence.
10. La chaleur dans le disque peut être augmentée en augmentant le courant de la bobine, en augmentant le nombre de spires, la fréquence d'alimentation, en réduisant l'espacement entre la bobine et la pièce, en utilisant un matériau magnétique à perméabilité plus élevée et une résistivité électrique plus élevée du disque.
Pertes par courants de Foucault
Les pertes par courants de Foucault sont responsables de la production de chaleur, bien que les pertes par hystérésis y contribuent également, dans une moindre mesure, dans le cas des matériaux magnétiques. Comme les pertes par courants de Foucault sont proportionnelles à Bm²F², elles peuvent être maîtrisées en agissant sur Bm et la fréquence d'alimentation f.
La profondeur de pénétration « d » des courants de Foucault dans la charge est donnée par :
D = [1/2∏] √ρx 10^9/μf cm, ρ – résistivité de la charge fondue en ohm-cm
f – fréquence en Hz, μ – perméabilité de la charge
Cela montre que plus la fréquence d'alimentation est élevée, plus la profondeur de pénétration est faible.
La profondeur est directement proportionnelle à 1/√f. La fréquence d'alimentation est généralement comprise entre 10 kHz et 40 kHz.
Le chauffage par induction est dû à l'hystérésis et aux pertes par courants de Foucault dans un objet tel que le fer. Ces deux phénomènes résultent du flux magnétique alternatif induit à l'intérieur de l'objet par la force motrice magnétique alternative appliquée dans une autre bobine ou un excitateur. L'inductance mutuelle est essentielle et est rendue possible par l'alimentation en courant alternatif. La variation de flux, donnée par d(φ)/dt, provoque l'induction. φ représente le nombre de lignes de flux. Des batteries de condensateurs sont généralement utilisées dans le circuit d'alimentation en courant alternatif. Ce procédé est employé pour le durcissement superficiel, le recuit, le brasage, le soudage, la fusion des métaux, le forgeage de boulons et de têtes de rivets, ainsi que le chauffage et le soudage de tuyaux.
Application du chauffage par induction
Il est utilisé pour le durcissement superficiel, le recuit, le brasage, le soudage, la fusion des métaux, le forgeage des boulons et des têtes de rivets, le chauffage et le soudage des tuyaux.
