¿Por qué un sistema de calentamiento por inducción necesita adaptación de carga??
Una fuente de alimentación por inducción no funciona exactamente de la misma manera con todas las bobinas y piezas de trabajo. Cambiar la bobina de inducción, cambiar su geometría, o coloque una pieza de trabajo diferente dentro de ella, y la carga eléctrica vista por el sistema cambia.
Coincidencia de carga lleva esa carga a un rango de operación adecuado para la fuente de alimentación, para que la potencia disponible se transfiera efectivamente a la proceso de calentamiento por inducción.
Ⅰ. Qué es la “Carga” en un sistema de calentamiento por inducción?
La pieza sola no es la carga completa.
Al final de la aplicación de un sistema de calentamiento por inducción., el bobina de inducción y la pieza de trabajo actúan juntas como la carga vista por el generador. TRUMPF describe la carga exactamente de esta manera: bobina de inducción más pieza de trabajo.
Esto es importante porque la pieza de trabajo está acoplada electromagnéticamente a la bobina.. Coloque una pieza diferente en el mismo inductor y las condiciones eléctricas del circuito de calefacción pueden cambiar..
Entre la fuente de alimentación y esta carga también hay un circuito coincidente y resonante. Su diseño exacto varía entre sistemas..
Una vista simplificada útil es:
Fuente de Alimentación ↔ Coincidencia / Circuito Resonante ↔ Bobina de Inducción + Pieza de trabajo
El punto importante es que un sistema de calefacción por inducción no se puede evaluarse solo por la potencia en kW del generador.
Ⅱ. ¿Por qué la carga debe coincidir con la fuente de alimentación??
Todo el suministro de energía por inducción está diseñado para operar dentro de un cierto rango eléctrico.
A 100 La calificación de kW le indica qué es capaz el generador de suministrar bajo condiciones adecuadas. No significa que cualquier bobina de inducción se pueda conectar simplemente y usar automáticamente la completa 100 kW.
La carga debe ser adecuada para el generador.
TRUMPF, Por ejemplo, utiliza un transformador de adaptación para adaptar la carga de la bobina y la pieza de trabajo al generador de RF para que el generador pueda proporcionar su potencia disponible.
ASM trata esto como dos requisitos relacionados pero distintos: la carga de inducción y la bobina deben coincidir con la fuente de alimentación, mientras que el circuito eléctrico también debe ajustarse correctamente para una transferencia de energía eficiente.
La coincidencia de la carga y la sintonización resonante están relacionadas, pero no son simplemente dos nombres para el mismo ajuste.
Ⅲ. Por qué cambiar la bobina o la pieza de trabajo cambia la carga?
Cambiar el inductor cambia más que su forma física.
Considere una bobina externa de una sola vuelta usada alrededor de un eje y un inductor más pequeño de múltiples vueltas usado para un diámetro interno. Mecánicamente, ambos son simplemente bobinas de inducción. Eléctricamente, sin embargo, no presentan la misma carga.
Cambiar el número de vueltas, el diámetro de la bobina o la geometría general cambia las características eléctricas del inductor.
La pieza cambia la situación otra vez. Un material diferente, diámetro, geometría o posición relativa a la bobina cambia el acoplamiento electromagnético entre la pieza y el inductor.
Esta es la razón por la que una bobina de inducción no es equivalente a una herramienta mecánica ordinaria e intercambiable.
Cambiar la bobina, y la carga cambia.
Cambiar la pieza de trabajo, y la carga acoplada puede cambiar nuevamente.
El equipo comercial está diseñado en torno a esta realidad. Ambrell utiliza transformadores de múltiples tomas para el emparejamiento de impedancia entre la bobina de inducción, pieza de trabajo y sistema de energía.
Ⅳ. ¿Cómo se ve un mal emparejamiento de carga??
Un mal emparejamiento no significa automáticamente que la pieza de trabajo tendrá dureza desigual o que la fuente de alimentación fallará.
El problema más inmediato es el eléctrico.: Es posible que el generador no pueda utilizar su salida disponible de manera efectiva con esa carga en particular..
Por lo tanto, una fuente de alimentación con suficientes kW nominales puede ofrecer menos potencia utilizable de la esperada hasta que la carga se ajuste a un rango adecuado..
Esta es la razón por la que los fabricantes ofrecen, en primer lugar, capacidad de adaptación de cargas.. Statipower SP12 de Inductoheat, Por ejemplo, utiliza condensadores de ajuste de carga y un transformador de salida de tomas múltiples específicamente para permitir que una amplia gama de bobinas de calentamiento se combinen adecuadamente y admitan el funcionamiento a máxima potencia en diferentes condiciones de carga..
La lección práctica es simple.:
“La fuente de alimentación es lo suficientemente grande” y “la carga está correctamente adaptada” son dos preguntas diferentes.
Ⅴ. ¿Cómo se hace la coincidencia de cargas??
La respuesta depende del diseño eléctrico de la fuente de alimentación por inducción..
Un transformador coincidente puede cambiar la impedancia presentada al generador.. Los transformadores de múltiples tomas o de relación variable permiten que el sistema se adapte a diferentes condiciones de carga..
Los condensadores realizan un trabajo relacionado pero diferente.. Junto con la bobina de inducción., Forman parte del circuito resonante y se seleccionan o ajustan para que el circuito funcione correctamente en el rango de frecuencia requerido..
El equipo de Ambrell ilustra claramente esta distinción.. Sus cabezales utilizan condensadores como parte del circuito resonante, mientras que se utiliza un transformador de tomas múltiples para igualar la impedancia.. Ambrell también utiliza diferentes series.- y arquitecturas resonantes paralelas según la familia de productos.
El diseño del inductor también afecta la carga eléctrica final..
Por esta razón, la adaptación de carga no debe reducirse a:
“Ajustar el transformador.”
el transformador, circuito resonante, El inductor y la pieza de trabajo tienen que trabajar juntos.. El método de ajuste exacto depende de la topología de la fuente de alimentación..
Ⅵ. ¿Una nueva pieza de trabajo requiere una nueva fuente de alimentación??
No necesariamente.
La misma fuente de alimentación por inducción a menudo puede funcionar con diferentes bobinas y piezas de trabajo siempre que la nueva aplicación permanezca dentro de su potencia., frecuencia y capacidad de adaptación.
Una pieza nueva puede requerir un inductor diferente y una configuración de adaptación o ajuste diferente sin requerir un generador completamente diferente..
Esta es una de las razones por las que las fuentes de alimentación de inducción industriales a menudo se diseñan con rangos de adaptación ajustables.. TRUMPF ofrece diferentes configuraciones externas adecuadas para diferentes cargas, mientras que Inductoheat utiliza ajuste de transformador y capacitor para acomodar una variedad de bobinas de calentamiento.
Por lo tanto, el punto clave no es simplemente:
"¿De cuántos kilovatios es la fuente de alimentación??”
también es: “¿Puede esta fuente de alimentación y sistema de adaptación funcionar correctamente con esta bobina y pieza de trabajo??”
Es por eso que es mejor considerar el equipo de calentamiento por inducción como un sistema electrico completo en lugar de un generador con una bobina arbitraria adjunta.
Puntos clave
— La bobina de inducción más su pieza de trabajo forman la carga eléctrica. — no solo la pieza de trabajo.
— La adaptación de carga y la sintonización resonante están relacionadas pero son ajustes diferentes..
— Una fuente de alimentación del tamaño correcto (kW) no es lo mismo que una carga correctamente adaptada.
— El mismo generador a menudo puede hacer funcionar bobinas y piezas de trabajo nuevas si se mantienen dentro de su potencia., frecuencia y rango de coincidencia.
Preguntas frecuentes
Haga clic en una pregunta para ampliar la respuesta.
¿Cada nueva bobina o pieza de trabajo requiere una fuente de alimentación diferente??
No necesariamente. La misma fuente de alimentación a menudo puede hacer funcionar diferentes bobinas y piezas de trabajo., siempre y cuando la nueva aplicación permanezca dentro de su alcance, frecuencia y rango de coincidencia. Es posible que solo necesite un inductor diferente y un ajuste de adaptación o sintonización..
¿La adaptación de carga y la afinación resonante son lo mismo??
No. Están relacionados pero son distintos.. La adaptación de carga lleva la carga de la bobina y la pieza de trabajo a un rango que el generador puede manejar, mientras que la sintonización resonante establece el circuito de bobina y condensador a la frecuencia de funcionamiento correcta. Ambos deben ser correctos para una transferencia de energía eficiente.
¿Qué sucede si la carga no coincide correctamente??
El generador puede no entregar toda su potencia nominal a esa carga, incluso si su potencia en kW es lo suficientemente alta. La potencia utilizable puede disminuir hasta que la carga se lleve a un rango de coincidencia adecuado.
No está seguro de que su bobina y fuente de alimentación estén emparejadas?
Cuéntenos su fuente de alimentación, bobina y pieza de trabajo, y le ayudaremos a confirmar el rango de coincidencia para su aplicación.
