На сегодняшний день индукционное оборудование обрело широкую популярность. Индукционный нагрев стал настолько популярным, что производители электроприборов стали пытаться применять его в бытовой технике. В первую очередь рост популярности нагрева ТВЧ связан со множеством преимуществ, которыми он обладает. Если рассматривать применение ТВЧ оборудования в промышленных масштабах, то можно увидеть заметную выгоду от его использования, а также повышение качества производимой продукции.
История появления индукционного нагрева уходит в 18 век, когда ученые только пытались совершать технологичные прорывы, но из-за недостатка необходимых знаний и материалов их открытия замораживались, не получая дальнейшего распространения.
Что повлияло на появление индукционного нагрева
Известно, что различные обстоятельства могут оказать воздействие на открытие чего-то полезного. На активное изучение индукционного нагрева оказали важное воздействие серьезные открытия в области электротехники. В первую очередь это законы Фарадея-Максвелла и Джоуля-Ленца.
М. Фарадей открыл закон электромагнитной индукции: «При движении проводника в поле магнита в нем наводится ЭДС, или что тоже при движении магнита вокруг проводящего контура». В открытии описана основная суть появления индукционного тока. После открытия, сделанного Фарадеем, многие ученые стали развивать теорию дальше и окончательно сформулировать ее удалось Джеймсу Максвеллу. Именно он стал основоположником электродинамики, применяемой сегодня.
Сформулировать и описать математическую связь проводника и силы тока удалось Джеймсу Джоулю. В 1840 году он открыл закон, который был назван в его честь.
Примерно в 1866 году Симене удалось, опираясь на уже существующие законы, обосновать принцип совместной работы электрического генератора и двигателя. Именно В. Симене и стал основоположником электромашиностроения.
В 1880 году Тесла смог сконструировать первый генератор двухфазного тока. В то время он вплотную занялся изучением генераторов и смог разработать первый трансформатор. Именно открытия Теслы в дальнейшем помогли создать мощные генераторы переменного тока.
Как появились первые индукционные печи
Конструирование индукционного оборудования началось с 1887 года, тогда С. Ферранти разработал первую конструкцию индукционной тигельной плавильной печи. Тигель был выполнен в виде кольца. Металл, расположенный внутри тигля, представлял из себя вторичную обмотку трансформатора, которая питалась от тока на частоте 50-60 Гц.
Первую работающую без проблем индукционную печь, предназначенную для выплавки стали, удалось собрать F. А. Kjellin в 1900 г. Сборка установки производилась в компании Benedicks Bultfabrik. Питанием первой тигельной печи служил однофазный трансформатор, при этом она могла осуществлять плавку 50 кг стали, потребляя электрическую энергию около 7 кВт час/тонн. Собрать индукционные печи, плавящие металл в промышленных масштабах, не удалось из-за того, что не хватало мощных источников тока.
В 1905 году инженеру Саладину удалось получить патент на разработку высокочастотной печи.
А. Debuch в Германии так же занимался изучением индукционного нагрева и попытался применить импульсный дуговой генератор, как источник питания для небольшого тигля. А. Debuch смог расплавить 20 грамм олова за 2 минуты, но сделать более мощную печь ему не удалось, ведь из-за начавшейся в 1914 году войны, все исследования пришлось прекратить.
Индукционный нагрев для обработки стали
Ученые изучали индукционный нагрев не только в целях применения его для плавки, но и в целях проведения термообработки стали. В то время (1900 год) как раз появилась необходимость в упрочнении деталей для сборки автомобилей. Изначально упрочнение проводилось с использованием химических веществ, но данный вид обработки казался не таким эффективным, как хотелось бы. Применять электронагрев для закалки ТВЧ пытались, но закачивались все попытки не особо удачно из-за отсутствия мощных генераторов электрической энергии.
В 1920 году США и Германия начали конкурировать, пытаясь изобрести установку, способную производить термообработку стали.
В СССР изучение индукционного нагрева для обработки металла началось в 1925 году В.Л. Вологдиным. Именно он провел первые опыты по использованию индукционного нагрева для обработки металлических изделий, а впоследствии собрал немало установок, предназначенных для закалки ТВЧ и прочих видов термообработки металла.
