ఇండక్షన్ హీటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు పనిచేస్తుంది

ఇండక్షన్ హీటర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం దానిలో ప్రేరేపిత క్లోజ్డ్ ఎడ్డీ కరెంట్ ద్వారా విద్యుత్ వాహక మెటల్ వర్క్‌పీస్‌ను వేడి చేయడంలో ఉంటుంది.

ఎడ్డీ ప్రవాహాలు ఈ వైర్లు ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా చొచ్చుకుపోయినప్పుడు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం కారణంగా ఘన వైర్లలో ఉత్పన్నమయ్యే ప్రవాహాలు. ఈ ప్రవాహాలను సృష్టించడానికి శక్తి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది వేడిగా మార్చబడుతుంది మరియు వైర్లను వేడి చేస్తుంది.

ఈ నష్టాలను తగ్గించడానికి మరియు వేడిని తొలగించడానికి, ఘన వైర్లకు బదులుగా, లేయర్డ్ వైర్లు ఉపయోగించబడతాయి, దీనిలో వ్యక్తిగత పొరలు ఇన్సులేషన్ ద్వారా వేరు చేయబడతాయి. ఈ ఐసోలేషన్ పెద్ద క్లోజ్డ్ ఎడ్డీ కరెంట్‌ల సంభవించడాన్ని నిరోధిస్తుంది మరియు వాటిని నిర్వహించడానికి శక్తి నష్టాలను తగ్గిస్తుంది. ఈ కారణాల వల్ల ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్లు, జనరేటర్ల ఆర్మేచర్లు మొదలైనవి వార్నిష్ పొరల ద్వారా ఒకదానికొకటి ఇన్సులేట్ చేయబడిన సన్నని ఉక్కు షీట్లతో తయారు చేయబడతాయి.

ఇండక్షన్ హీటర్‌లోని ఇండక్టర్ అనేది అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ ఆల్టర్నేటింగ్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడానికి రూపొందించబడిన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ కాయిల్.

ప్రత్యామ్నాయ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ అయస్కాంత క్షేత్రం, విద్యుత్ వాహక పదార్థంపై పనిచేస్తుంది, దానిలో అధిక సాంద్రత కలిగిన క్లోజ్డ్ కరెంట్‌కు కారణమవుతుంది మరియు తద్వారా వర్క్‌పీస్ కరిగిపోయే వరకు వేడి చేస్తుంది. ఈ దృగ్విషయం చాలా కాలంగా తెలుసు మరియు వివరించిన మైఖేల్ ఫెరడే కాలం నుండి వివరించబడింది విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం తిరిగి 1931లో

సమయం మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం కండక్టర్‌లో ప్రత్యామ్నాయ EMFని ప్రేరేపిస్తుంది, ఇది దాని శక్తి రేఖలతో కలుస్తుంది. ఇటువంటి తీగ సాధారణంగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వైండింగ్, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కోర్ లేదా కొంత లోహం యొక్క ఘన భాగం కావచ్చు.

కాయిల్‌లో EMF ప్రేరేపించబడితే, అప్పుడు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లేదా రిసీవర్ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు నేరుగా మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌లో లేదా షార్ట్ సర్క్యూట్‌లో ఉంటే, మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ లేదా కాయిల్ యొక్క ఇండక్షన్ హీటింగ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.

పేలవంగా రూపొందించబడిన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో, ఉదాహరణకు, ఫోకాల్ట్ కరెంట్స్ ద్వారా కోర్ హీటింగ్ నిస్సందేహంగా హానికరం, కానీ ఇండక్షన్ హీటర్‌లో ఇటువంటి దృగ్విషయం ఉపయోగకరమైన ప్రయోజనానికి ఉపయోగపడుతుంది.

లోడ్ యొక్క స్వభావం యొక్క దృక్కోణం నుండి, దానిలో వేడి చేయబడిన ఒక వాహక భాగంతో ఒక ఇండక్షన్ హీటర్ ఒక మలుపు యొక్క షార్ట్-సర్క్యూటెడ్ సెకండరీ వైండింగ్తో ట్రాన్స్ఫార్మర్ వలె ఉంటుంది. వర్క్‌పీస్ లోపల నిరోధం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, దాని ఉష్ణ ప్రభావం (cf. జౌల్-లెంజ్ చట్టం) చాలా వ్యక్తీకరణ మరియు ఆచరణాత్మకంగా ఉంటుంది.

ఈ రకమైన మొదటి ఛానల్ ఫర్నేస్ 1900లో స్వీడన్‌లో కనిపించింది, ఇది 50-60 హెర్ట్జ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో కరెంట్‌తో ఫీడ్ చేయబడింది, ఇది స్టీల్ ఛానెల్‌ను కరిగించడానికి ఉపయోగించబడింది మరియు లోహాన్ని చిన్న-గొలుసు భ్రమణ పద్ధతిలో అమర్చిన క్రూసిబుల్‌లోకి ఫీడ్ చేయబడింది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్.సామర్థ్యం 50% కంటే తక్కువగా ఉన్నందున సమర్థత సమస్య ఉంది.

నేడు, ఇండక్షన్ హీటర్ అనేది వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, ఇది సాపేక్షంగా మందపాటి రాగి ట్యూబ్ యొక్క ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ మలుపులను కలిగి ఉంటుంది, దీని ద్వారా క్రియాశీల శీతలీకరణ వ్యవస్థ యొక్క శీతలకరణిని పంప్ ఉపయోగించి పంప్ చేయబడుతుంది. అనేక కిలోహెర్ట్జ్ నుండి అనేక మెగాహెర్ట్జ్ వరకు ఫ్రీక్వెన్సీతో ఒక ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం ట్యూబ్ యొక్క వాహక శరీరానికి వర్తించబడుతుంది, ఇది ప్రాసెస్ చేయబడిన నమూనా యొక్క పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

వాస్తవం ఏమిటంటే, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఎడ్డీ కరెంట్ వేడి చేయబడిన నమూనా నుండి స్థానభ్రంశం చెందుతుంది, ఎందుకంటే ఈ ఎడ్డీ కరెంట్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం ఉపరితలం వైపు ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రవాహాన్ని స్థానభ్రంశం చేస్తుంది.

ఇది ఇలా వ్యక్తమవుతుంది చర్మం ప్రభావం, గరిష్ట కరెంట్ డెన్సిటీ వర్క్‌పీస్ ఉపరితలం సన్నని పొరపై పడిన ఫలితంగా, మరియు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వేడిచేసిన పదార్థం యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత తక్కువగా ఉంటే, షెల్ పొర సన్నగా ఉంటుంది.

రాగి కోసం, ఉదాహరణకు, 2 MHz వద్ద, చర్మం ఒక మిల్లీమీటర్లో పావు వంతు మాత్రమే! దీని అర్థం రాగి బిల్లెట్ యొక్క లోపలి పొరలు నేరుగా ఎడ్డీ ప్రవాహాల ద్వారా కాకుండా, దాని సన్నని బయటి పొర నుండి ఉష్ణ వాహకత ద్వారా వేడి చేయబడతాయి. ఏదేమైనప్పటికీ, దాదాపు ఏదైనా విద్యుత్ వాహక పదార్థాన్ని వేగంగా వేడి చేయడానికి లేదా కరిగించడానికి సాంకేతికత సమర్ధవంతంగా ఉంటుంది.

ఆధునిక ఇండక్షన్ హీటర్లు నిర్మిస్తున్నారు ఓసిలేటింగ్ సర్క్యూట్ ఆధారంగా (కాయిల్-ఇండక్టర్ మరియు కెపాసిటర్) చేర్చబడిన ప్రతిధ్వని ఇన్వర్టర్ ద్వారా ఆధారితం IGBT లేదా MOSFET — ట్రాన్సిస్టర్లు300 kHz వరకు ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలను సాధించడానికి అనుమతిస్తుంది.

అధిక పౌనఃపున్యాల కోసం, వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లు ఉపయోగించబడతాయి, ఇది 50 MHz మరియు అంతకంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యాలను చేరుకోవడం సాధ్యం చేస్తుంది, ఉదాహరణకు, ఆభరణాలను కరిగించడానికి, చాలా ఎక్కువ పౌనఃపున్యాలు అవసరమవుతాయి, ఎందుకంటే భాగం యొక్క పరిమాణం చాలా చిన్నది.

పని సర్క్యూట్ల నాణ్యతా కారకాన్ని పెంచడానికి, అవి రెండు మార్గాలలో ఒకదానిని ఆశ్రయిస్తాయి: ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం లేదా దాని నిర్మాణానికి ఫెర్రో అయస్కాంత ఇన్సర్ట్‌లను జోడించడం ద్వారా సర్క్యూట్ యొక్క ఇండక్టెన్స్‌ను పెంచడం.

పరిశ్రమలో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించి విద్యుద్వాహక తాపన కూడా నిర్వహించబడుతుంది. ఇండక్షన్ హీటింగ్ నుండి వ్యత్యాసం ప్రస్తుత పౌనఃపున్యాలు (ఇండక్షన్ హీటింగ్‌తో 500 kHz వరకు మరియు విద్యుద్వాహకముతో 1000 kHz కంటే ఎక్కువ). ఈ సందర్భంలో, వేడి చేయవలసిన పదార్ధం విద్యుత్తును బాగా నిర్వహించకపోవడం ముఖ్యం, అనగా. ఒక విద్యుద్వాహకము.

పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం పదార్థం లోపల నేరుగా వేడిని ఉత్పత్తి చేయడం. ఈ సందర్భంలో, పేలవమైన వాహక పదార్థాలు లోపలి నుండి త్వరగా వేడెక్కుతాయి. మరిన్ని వివరాల కోసం ఇక్కడ చూడండి: అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుద్వాహక తాపన పద్ధతుల యొక్క ప్రాథమిక భౌతిక పునాదులు