Dank der Partnerschaft mit der Firma
Fives Celes,
die sich auf den Bereich der Induktionsheizung seit über 40 Jahren
spezialisiert hat, vertreibt BTF sämtlich Produkte, die für das Induktionsheizen notwendig sind. Dank eines vollkommen neuen
Labors führt BTF Versuche in seinen Räumlichkeiten durch, und zwar direkt an Proben, die vom Kunden geliefert werden,
für sämtliche Anwendungen.
Eine Induktionsheizungsanlage umfasst in der Regel:
Die Ausrüstung kann den verschiedenen Anwendungen angepasst werden.
Basisprinzip der Induktionsheizung
Die Induktionsheizung ist eine Anwendung von zwei grundlegenden elektrischen Grundsätzen: des Lenzschen Gesetzes und des Joule-Effektes.
Ein wechselndes Magnetfeld wird durch eine entsprechende Vorrichtung, den „Induktor“, in den meisten Fällen einen Elektromagneten, erzeugt. Nach dem Lenzschen Gesetz erzeugt dieses Magnetfeld seinerseits eine elektromotorische Kraft, also variablen Strom, in zum heizenden Teil.
Gemäß dem Joule-Effekt erhitzt dieser induzierte Strom das zu erhitzende Teil. Der Induktor ist nicht unbedingt ein Elektromagnet, da nämlich jeder Leiter, durch den ein periodischer Strom fließt, ein periodisches Magnetfeld H erzeugt. Dieses Feld erzeugt induzierte Ströme in einem leitfähigen Körper, der in der Nähe des Feldes angebracht ist.
Eine Vielfalt an Induktorengeometrien ist vorstellbar. Ihre Konzeption muss im Licht der folgenden Faktoren untersucht werden: die Anwendung (Fusion, gleichmäßiges Erhitzen, Wärmebehandlung, Schweißen, Löten …), die Produktform (Drähte, Bleche, Rohre, Stangen, Schrauben, Befestigungen…).
Der Induktionsstrom (und somit die Hitze) zirkuliert an den Rändern des Werkstücks. Es ist deshalb vorrangig, die von diesen Strömen erreichte Tiefe zu prüfen. Man bezeichnet diesen Abstand die „Penetrationstiefe“. Die Penetrationstiefe ist von den Eigenschaften des zu erhitzenden Werkstoffs, aber auch besonders von der Frequenz abhängig, und zwar nach dem nachstehenden Gesetz:
Je mehr die Versorgungsfrequenz f zunimmt, desto stärker konzentrieren sich die Induktionsströme an der Oberfläche. Niedrige Frequenzen eignen sich daher für eine Werkstoffkernerhitzung, während hohe Frequenzen unter anderem für Oberflächenbehandlungen eingesetzt werden.
Eine Induktionsheizungsanlage umfasst in der Regel:
- eine Mittel- oder Hochfrequenz-Leistungsquelle
- einen Frequenzumwandler (Generator oder Wechselrichter)
- einen Schrank mit Impedanzregler und Kompensator über eine Kondensatorenanordnung
- eine Anlagensteuerungs- und –bedienungseinheit
- einen oder mehrere Heizinduktor/en
- ein System zur Kühlung der Leistungsversorgungsquelle, des Regelungsschrankes und gegebenenfalls des Induktors
- ein System für die Vorlage oder Handhabung der zu erhitzenden Teile
Die Ausrüstung kann den verschiedenen Anwendungen angepasst werden.
Basisprinzip der Induktionsheizung
Die Induktionsheizung ist eine Anwendung von zwei grundlegenden elektrischen Grundsätzen: des Lenzschen Gesetzes und des Joule-Effektes.
Ein wechselndes Magnetfeld wird durch eine entsprechende Vorrichtung, den „Induktor“, in den meisten Fällen einen Elektromagneten, erzeugt. Nach dem Lenzschen Gesetz erzeugt dieses Magnetfeld seinerseits eine elektromotorische Kraft, also variablen Strom, in zum heizenden Teil.
Gemäß dem Joule-Effekt erhitzt dieser induzierte Strom das zu erhitzende Teil. Der Induktor ist nicht unbedingt ein Elektromagnet, da nämlich jeder Leiter, durch den ein periodischer Strom fließt, ein periodisches Magnetfeld H erzeugt. Dieses Feld erzeugt induzierte Ströme in einem leitfähigen Körper, der in der Nähe des Feldes angebracht ist.
Eine Vielfalt an Induktorengeometrien ist vorstellbar. Ihre Konzeption muss im Licht der folgenden Faktoren untersucht werden: die Anwendung (Fusion, gleichmäßiges Erhitzen, Wärmebehandlung, Schweißen, Löten …), die Produktform (Drähte, Bleche, Rohre, Stangen, Schrauben, Befestigungen…).
Der Induktionsstrom (und somit die Hitze) zirkuliert an den Rändern des Werkstücks. Es ist deshalb vorrangig, die von diesen Strömen erreichte Tiefe zu prüfen. Man bezeichnet diesen Abstand die „Penetrationstiefe“. Die Penetrationstiefe ist von den Eigenschaften des zu erhitzenden Werkstoffs, aber auch besonders von der Frequenz abhängig, und zwar nach dem nachstehenden Gesetz:
Je mehr die Versorgungsfrequenz f zunimmt, desto stärker konzentrieren sich die Induktionsströme an der Oberfläche. Niedrige Frequenzen eignen sich daher für eine Werkstoffkernerhitzung, während hohe Frequenzen unter anderem für Oberflächenbehandlungen eingesetzt werden.
