Aquecimento
por Indução
Bobinas
de indução
A bobina de indução, também conhecida como indutor, é o
componente do sistema de aquecimento por indução que define o
grau de eficácia e eficiência do aquecimento da peça de trabalho. As
bobinas de indução variam em termos de complexidade, desde a bobina
helicoidal simples (ou solenoide), que consiste num tubo de cobre
enrolado à volta de um mandril, à bobina fabricada com precisão a
partir de cobre sólido usinado e soldado.
A bobina de indução é utilizada para transferir a energia da fonte de
alimentação do aquecimento por indução e do cabeçote para a peça
de trabalho, gerando um campo eletromagnético alternado. O campo
eletromagnético gera uma corrente que circula na peça de trabalho como
uma imagem espelhada da corrente que circula na bobina de indução.
À medida que a corrente circula através da resistividade da peça de
trabalho, produz calor no interior da peça a partir de perdas de I²R.
Um segundo princípio de aquecimento, o aquecimento por histerese,
ocorre quando a peça de trabalho é de material magnético, como o aço
carbono. A energia é gerada no interior da peça de trabalho pelo campo
magnético alternado, que altera a polaridade magnética no interior da
peça. O aquecimento por histerese só ocorre na peça de trabalho até
à temperatura de Curie (750 °C para aço), quando a permeabilidade
magnética do material diminui para 1.
Noções básicas da bobina de indução
Figura 1
CAMPO MAGNÉTICO
Corrente induzida na peça de trabalho
Figura 1 Uma corrente a circular num condutor cria um campo
magnético. Uma corrente alternada cria um campo alternado que
produz uma corrente alternada num segundo condutor (a peça
de trabalho). A corrente na peça de trabalho é proporcional à
intensidade do campo.
Figura 2 O princípio do transformador: a quantidade de corrente
induzida na peça de trabalho é proporcional ao número de espiras
da bobina e é produzida como uma imagem espelhada da bobina
de indução.
A Ambrell conta com mais de 25 anos de experiência na ciência
e arte do desenvolvimento e fabricação de bobinas para
aquecimento por indução. A sua aplicação será ensaiada nos
laboratórios de aplicações da Ambrell, para garantir o modelo
de bobina de indução que mais se adequa às suas necessidades.
Figura 2
Corrente na bobina
Modelo de bobina
O modelo da bobina é essencial para
a eficácia e eficiência de um processo
de aquecimento por indução. A Ambrell
determina primeiro em que area da
peça deve ser produzido calor para
levar a cabo o processo e, depois,
desenvolve a bobina para obter o efeito
de aquecimento.
As bobinas de indução são condutores de
cobre arrefecidos a água, constituídos por
umtubo de cobre ao qual é dada a forma
específica da bobina para o processo de
aquecimento por indução. As bobinas
de aquecimento por indução são frias e
não aquecem quando a água flui através
delas.
Utilizar a fonte de alimentação certa para
a bobina é igualmente essencial para
a eficiência do processo. Os sistemas
de indução de frequência ágil da Ambrell
adaptam-se facilmente a uma vasta gama
de bobinas, através da utilização de
um transformador de múltiplas saídas
na fonte de alimentação.
A experiência da Ambrell no
desenvolvimento de aplicações
A Ambrell já instalou mais de 10 mil
sistemas a nível mundial.
Uma das características distintivas
da experiência da Ambrell são os
ensaios em laboratório gratuitos.
Os engenheiros de projeto da Ambrell
irão ensaiar as suas peças, determinar
o sistema correto, com base nos seus
requisitos, e também determinar o
melhor modelo de bobina.
A oficina de fabricação interna da
Ambrell produz bobinas de indução
para garantir a bobina perfeita para a
sua aplicação.
Bobina helicoidal multiespira
A bobina helicoidal (solenoide) é a mais comum
e eficiente. O número de espiras define a largura
do padrão de aquecimento. A peça de trabalho
pode ser imobilizada na bobina para fornecer
uma banda de aquecimento definida em
"aquecimento de disparo único". Em alternativa,
a peça de trabalho é movida no interior da bobina
para aquecer toda a peça com um padrão de
aquecimento extremamente uniforme, designado
por "aquecimento progressivo".
Bobina de espira única
As bobinas de espira única são ideais para
aquecer uma faixa estreita de uma peça de
trabalho ou a ponta de uma peça de trabalho.
Estas bobinas também podem passar ao longo
de uma peça de trabalho, sendo normalmente
utilizadas para tratamento térmico. Estas
bobinas são frequentemente utilizadas muito
perto da peça para fornecer um padrão
térmico preciso.
Bobina helicoidal de várias
posições
As bobinas de várias posições são
frequentemente utilizadas para produzir mais
peças num determinado intervalo, permitindo
simultaneamente o processo de aquecimento
completo. Enquanto uma peça de trabalho está
a ser aquecida numa posição, a outra bobina
pode ser descarregada e recarregada para o ciclo
de aquecimento seguinte. Qualquer número
de posições é possível, mas normalmente não são
práticas mais de 8 posições.
Bobina de canal
As bobinas podem ter uma forma que permita
que a peça de trabalho passe pelo campo
eletromagnético através de um mecanismo
de transporte linear. A peça de trabalho
é aquecida à medida que passa pela bobina
de canal, que pode ser configurada para aquecer
a peça toda ou apenas uma faixa.
Bobina de canal curva
As bobinas de canal são frequentemente
curvas para se adaptarem a uma mesa
giratória e estão configuradas para
completarem uma das etapas num processo
de montagem de várias etapas.
Bobina panqueca
Bobina helicoidal dividida
Bobina interna
As bobinas panqueca são utilizadas quando
existe necessidade de aquecer apenas um lado
da peça de trabalho ou quando não é possível
contornar a peça.
As bobinas helicoidais divididas, de uma ou várias
espiras, são utilizadas quando não é possível acessar
à área aquecida utilizando uma bobina helicoidal.
Os orifícios internos podem ser
aquecidos utilizando bobinas
internas de uma ou várias espiras.
Bobina de placa concentradora
As placas concentradoras são utilizadas
em bobinas de uma ou várias espiras para
concentrar a corrente da bobina, de forma
a produzir um determinado efeito térmico na
peça de trabalho. Estas bobinas também podem
ter uma bobina principal com entalhes criados
para aquecer peças com formas diferentes.
Bobinas e transportadores
São aquecidas várias peças enquanto são transportadas
por um sistema transportador. Desde que o material
do transportador não seja condutor, o campo magnético
atravessa o transportador e aquece a peça de trabalho
à medida que esta passa pelo campo magnético.
Bobina de grampo
Uma bobina comprida de uma ou várias espiras
é utilizada para aquecer uma área longa e fina
numa peça ou uma chapa de aço ou alumínio fino
em movimento.
EASYCOIL
A EASYCOIL flexível é a bobina
ideal para peças de trabalho
grandes e com formas irregulares,
que não podem ser aquecidas com
uma bobina de cobre tradicional.
É utilizada com os sistemas
de aquecimento por indução
EASYHEAT e EKOHEAT
da Ambrell – até ao modelo
de 250 kW.
Bobinas encapsuladas
Depois de desenvolvida a
bobina e comprovado o padrão
de aquecimento, é usual
encapsular a bobina para obter o
isolamento térmico do processo
e tornar a montagem da bobina
mais resistente em ambientes
exigentes. Os materiais mais
utilizados para encapsulamento
são betão, cerâmica e epóxi ou
termoplástico.
Bobina de espira única com
concentrador em ferrite.
Os concentradores de campo
são utilizados nas bobinas
para intensificar o campo
eletromagnético, aumentando
a densidade da corrente na
peça de trabalho. Os materiais
concentradores são ferrites em
alta frequência e chapa de aço
silicioso em baixa frequência.
Bobina helicoidal multiespira,
com espiras fixas com parafusos
e chapas, mostrando também
blocos de ligação de abertura
rápida.
Bobina montada por baixo de um transportador, para aquecimento de latas.
Sobre a Ambrell
Pioneira na tecnologia de aquecimento por indução de estado
sólido, com mais de 25 anos de inovação, a Ambrell fornece
soluções de aquecimento líderes no setor. Os nossos equipamentos,
instalados em mais de 50 países, têm a assistência da nossa rede
dedicada de especialistas em aquecimento por indução. Com um
forte compromisso de inovação e melhoria contínua, temos orgulho
em fornecer produtos e soluções de qualidade para vários setores e
mercados. A Ambrell tem a sua sede nos Estados Unidos e opera
a nível mundial através das filiais Ambrell Ltd., no Reino Unido,
Ambrell SARL, em França, e Ambrell B.V., nos Países Baixos.
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