Основе индукционог грејања
Индукцијско гријање догађа се у објекту који води електрично (није нужно магнетни челик) када се предмет постави у различито магнетно поље. Индукционо грејање је последица хистерезе и губитака струје.
Индукцијско гријање је процес загревања електрично проводећег објекта (обично метала) електромагнетном индукцијом, кроз топлоту коју у објекту стварају вртложне струје. Индукциони грејач састоји се од електромагнета и електронског осцилатора који пропушта високофреквентну наизменичну струју (АЦ) кроз електромагнет. Брзо наизменично магнетно поље продире у објект стварајући електричне струје унутар проводника, зване вртложне струје. Вртложне струје које пролазе кроз отпор материјала загријавају га Јоуле-овим гријањем. У феромагнетским (и ферримагнетним) материјалима попут гвожђа, топлота се такође може створити губицима магнетне хистерезе. Учесталост коришћене струје зависи од величине објекта, врсте материјала, спреге (између радне завојнице и објекта који се греје) и дубине продора.
Губици хистерезе се јављају само у магнетним материјалима као што су челик, никал и врло мало других. Губитак хистерезе каже да је то узроковано трењем између молекула када је материјал прво магнетизован у једном правцу, а затим у другом. Молекули се могу сматрати малим магнетима који се окрећу са сваким обратом правца магнетног поља. Рад (енергија) је потребан да би се окренуо. Енергија се претвара у топлоту. Стопа потрошње енергије (снаге) расте са повећаном стопом обртања (фреквенција).
Губици струје вртложне струје јављају се у било којем проводном материјалу у промјењивом магнетном пољу. Ово узрокује кретање, чак и ако материјали немају никаква магнетна својства која се обично повезују са гвожђем и челиком. Примери су бакар, месинг, алуминијум, цирконијум, не-магнетни нерђајући челик и уранијум. Вирусне струје су електричне струје индуковане дјеловањем трансформатора у материјалу. Као што и њихово име имплицира, чини се да круже у вртлогу на вртлогу унутар чврсте масе материјала. Губици вртложне струје су много важнији од губитака хистерезе у индукционом загревању. Треба приметити да се индукционо загревање примењује на немагнетске материјале, где не долази до губитка хистерезе.
За загријавање челика за каљење, ковање, таљење или било коју другу сврху која захтијева температуру изнад температуре Цурие, не можемо се ослањати на хистерезу. Челик губи своја магнетна својства изнад ове температуре. Када се челик загрева испод Цурие-ове тачке, допринос хистерезе је обично толико мали да се може игнорисати. За све практичне сврхе, ја2Р вртложних струја је једини начин на који се електрична енергија може претворити у топлоту за потребе индукционог загревања.
Две основне ствари за индукционо грејање:
- Променљиво магнетно поље
- Електрично проводни материјал смјештен у магнетно поље