1. Общие сведения:

В процессе ремонта тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных и других машин значительная часть их деталей подвергается нагреву. Одним их эффективных способов нагрева является индукционный. Физическая сущность которого заключается в использовании явления электромагнитной индукции, гистерезиса, поверхностного эффекта и т.п.

Явление электромагнитной индукции состоит в том, что если в переменное магнитное поле поместить электропроводящее тело, оно будет нагреваться индуктированными переменными токами, возникающими под действием электродвижущей силы

,A (1)

(2)

где f - частота тока, Гц,

W - число витков индуктора;

Ф - магнитный поток, Тл×м²;

Z= R² + Х² - полное сопротивление проводника, Ом.

На этом явлении основаны электротехнологические процессы - высокочастотной плавки, сварки, пайки, закалки и других. Потери энергии от перемагничивания ферромагнитных материалов (гистерезис) малы, и поэтому в расчетах ими пренебрегают.

Индукционный нагрев металлов осуществляется при использовании токов промышленной частоты (50 Гц), а также повышенной (до 10 кГц) и высокой (свыше 10 кГц) частоты.

При сравнительно большом поперечном сечении проводника или высокой частоте, переменный ток протекает главным образом в поверхностном слое проводника.

Чем выше частота тока, тем меньше глубина этого слоя:

(3)

где ρ - удельное сопротивление проводника, Ом×см.,

μ - магнитная проницаемость проводника, Гн/м.

Лабораторная установка индукционного нагрева деталей состоит (рис. 1) из силовой цепи 1 и измерительной цепи 2.

Рис. 1. Схема установки

Если в переменное магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой 1 и сердечником 2, поместить стальную деталь 3, то в ней будет индуктироваться переменная ЭДС, под действием которой в металле возникнут вихревые токи, приводящие к его нагреву.