Poco a poco, el calentamiento por inducción ha ido sustituyendo a los sistemas de calentamiento convencionales en varias industrias. Al fin y al cabo, proporciona un calentamiento sin contaminación, localizado, constante y preciso.
Sin embargo, la mayoría de la gente no sabe que el diseño de la bobina de inducción influye en la eficacia del calentamiento.
En este artículo se explican los conceptos básicos del diseño de bobinas de calentamiento por inducción. Además, conocerá los tipos de bobinas de inducción disponibles. Pero veamos primero cómo funciona una bobina de calentamiento por inducción.
¿Cómo funciona una bobina de inducción?
La bobina es la parte más destacada de los equipos de calentamiento por inducción. Su diseño y calidad determinan la eficacia con que se calentará una pieza.
Una bobina de inducción es un tubo de cobre en forma de bobina. Según el número de vueltas que tenga el tubo de cobre, la bobina se denomina helicoidal o bobinada.
Cuando la fuente de alimentación pasa por la bobina, produce un campo electromagnético. Ocurre debido al flujo de CA (corriente alterna).
Este campo electromagnético alterno produce una corriente inducida en la pieza. Y esta corriente genera calor debido a las pérdidas R al cuadrado.
La cantidad de corriente que atraviesa la pieza depende de la intensidad del CEM de la bobina. Esta transferencia de energía se denomina efecto de corrientes de Foucault o efecto transformador.
Tipos de bobinas de inducción
La gente ha estado utilizando una amplia gama de bobinas para el calentamiento por inducción. Estas bobinas tienen diferentes comportamientos de calentamiento y aplicaciones. Conozcamos algunos tipos comunes de bobinas de inducción.
Bobina monovuelta
La bobina de una vuelta también se conoce como inductor sólido. Esta bobina calienta la pieza con una banda estrecha. Además, la bobina puede escanear la longitud de la pieza.
Bobina interna
La bobina interna es conocida por su diseño único. La bobina puede calentar la superficie interior de los agujeros. El diseño de la bobina hace que la distancia total desde la superficie de los orificios sea menor, lo que ayuda a que el calor llegue de forma óptima a los orificios.
Bobina helicoidal multivuelta
Una bobina helicoidal o solenoide multivuelta es una conocida bobina de inducción con varias vueltas. Estas vueltas expresan la longitud del patrón de calentamiento.
Bobina helicoidal multiposición
Las bobinas helicoidales multiposición son adecuadas para un proceso de calentamiento completo. Esta bobina puede tener cualquier número de posiciones. No obstante, son prácticas hasta ocho posiciones.
Bobina de canal curvo
Estas bobinas se utilizan en una mesa giratoria. Ayudan al operario a ocupar un paso en el proceso de montaje de varios pasos.
Bobina Pancake
Los operarios utilizan esta bobina cuando es necesario calentar una pieza por un solo lado. En general, es adecuado para metales de superficie plana. Además, la bobina de panqueque puede calentar una banda pequeña y estrecha desde el centro.
Bobina de horquilla
Una bobina de horquilla puede ser de una o varias vueltas. En general, le ayuda a calentar piezas largas y delgadas. Los operarios también la utilizan para calentar acero o aluminio en movimiento.
Ahora ya conoce los diferentes tipos de bobinas. Conozcamos los fundamentos del diseño de una bobina de calentamiento por inducción.
Aspectos a tener en cuenta al diseñar una bobina de calentamiento por inducción
El diseño de la bobina de calentamiento por inducción influye en la eficacia del proceso de calentamiento por inducción. Por ello, es crucial hacer la mejor selección a la hora de elegir sus componentes.
Selección de tubos
El tubo de la bobina debe ser de cobre de alta conductividad. El tubo de cobre con un diámetro exterior de al menos 0,32 cm facilita la refrigeración por agua.
No obstante, el diámetro podría ser de hasta 5,1 cm para aplicaciones que necesiten gran potencia.
Números de vuelta de bobina
Las bobinas Multi-Turn son ideales para calentar grandes diámetros en un solo disparo. Estas bobinas tienen múltiples vueltas que aumentan la proporción total de la bobina. Sin embargo, cuando el diámetro de la bobina es superior a 4x-8x, resulta difícil producir un calentamiento uniforme.
Bobinas monovuelta
Las bobinas de una vuelta son adecuadas para calentar bandas con diámetros estrechos. La altura y el diámetro de las bobinas monovuelta varían ligeramente según el tamaño.
Diseño de los cables de la bobina
El diseño y la estructura del cable de la bobina de trabajo influyen principalmente en el rendimiento de la bobina.
La bobina tiene un circuito de depósito. Todos los conductores que conectan el condensador del depósito a la bobina tienen inductancia. Cuando la zona de calentamiento de la bobina tiene una inductancia mayor, contrarresta el efecto de la inductancia del cable.
Arriostramiento de bobinas
El arriostramiento de la bobina es otro factor crucial que hay que tener en cuenta al diseñar una bobina de inducción. El refuerzo de la bobina impide que la fuerza magnetomotriz realice movimientos no deseados.
Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina y la pieza, genera fuerzas magneto motrices. La fuerza puede llegar a ser incontrolable durante el calentamiento por inducción. Por lo tanto, los aparatos ortopédicos son cruciales.
Distancia de acoplamiento
Se denomina acoplamiento a la separación entre la bobina de inducción y la pieza.
Para un calentamiento progresivo, la distancia de acoplamiento debe ser de 0,19 cm.
Sin embargo, si la pieza de trabajo es un material magnético, la distancia de acoplamiento debe oscilar entre 0,25 y 0,38 pulgadas.
La separación pequeña entre la bobina y la pieza se conoce como acoplamiento apretado, mientras que la separación grande se denomina acoplamiento suelto.
Formación de bobinas
La mayoría de los fabricantes recuecen los tubos en espiral cada pocas curvas. Evita la deformación de la bobina.
El tubo se calienta hasta que adquiere un color rojo brillante. Después, se enfría rápidamente con agua. El proceso evita que la bobina se fracture durante la fabricación.
Herramientas utilizadas durante el curvado y conformado de bobinas
Se utilizan muchas herramientas para garantizar un diseño perfecto de la bobina de calentamiento por inducción. Conozcamos a continuación algunos cruciales.
Calibre
Un calibre es una herramienta de medición que ayuda al fabricante a medir las diferentes dimensiones de la bobina de calentamiento por inducción. Además, la herramienta puede medir el grosor de la bobina.
Galga de espesores
La galga de espesores es otra herramienta crucial utilizada durante el conformado de bobinas. Ayuda a los ingenieros a determinar la anchura de los huecos en las vueltas de la bobina de calentamiento por inducción. El instrumento mide los espacios entre las cosas que están cerca.
Barra de medición
Los ingenieros utilizan una vara de medir para medir las longitudes de las zonas de sondeo de la bobina.
Regla angular
También conocida como medidor de ángulos, una regla angular es una herramienta de medición que le ayuda a medir los ángulos interiores y exteriores de la pieza de trabajo.
Caudalímetro
El caudalímetro es otro instrumento crucial utilizado al diseñar la bobina de inducción. La bobina genera mucho calor debido a la corriente que la atraviesa.
Por lo tanto, la bobina se enfría con la ayuda de agua de refrigeración que fluye dentro del tubo de cobre. El caudalímetro le ayuda a detectar si la presión y el caudal del agua de refrigeración son los adecuados. Debe corresponder al diámetro del tubo de cobre.
Si es inadecuado, podría no minimizar el calor de forma eficaz, lo que provocaría un quemado. Además de
Contador Electricista
Un medidor de electricista le ayuda a detectar si la corriente pasa adecuadamente. Para instalar una bobina de calentamiento por inducción en el conector, es necesario soldarla. Por lo tanto, es importante comprobar si la corriente pasa con normalidad.
Máquina de soldadura por inducción
Los ingenieros utilizan máquinas de soldadura por inducción para unir bobinas de inductancia de cobre.
Instalación de la bobina de inducción
Al igual que su diseño, la correcta instalación de la bobina de inducción es crucial. Una bobina de inducción mal instalada puede causar varias horas de inactividad. Es aconsejable seguir el manual del fabricante para la instalación o sustitución de la bobina.
Tenga en cuenta los siguientes puntos a la hora de sustituir la bobina de un dispositivo de calentamiento por inducción.
- Asegúrese de que el interruptor principal y el agua de refrigeración están apagados.
- Coloque un recipiente debajo del inductor para recoger las fugas de agua de refrigeración.
- Suelte con cuidado las piezas de empuje aflojando las tuercas de las mordazas del conector.
- Extraiga el inductor e instale la nueva bobina.
- Ajuste bien la bobina y los transformadores coaxiales.
Nota: Utilice siempre tuercas y arandelas de latón.
La bobina de calentamiento por inducción es la parte más importante de la máquina de calentamiento por inducción. En consecuencia, el diseño de la bobina de calentamiento por inducción requiere muchas consideraciones.
Así que esta es la guía en profundidad sobre una bobina de calentamiento por inducción, su diseño, funcionamiento, tipos y mucho más. Esperamos que esto le proporcione los conocimientos adecuados sobre el tema.
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