Inductietechnologie

Steeds vaker is het in toepassingen voor zowel industrie als consumenten wenselijk om energie contact- en draadloos over te brengen. Bijvoorbeeld voor het laden van accu’s voor auto’s, drones en dergelijke of zelfs voor het direct voeden van apparaten. Inductie is een uitstekende manier om dit te bewerkstelligen.

Het principe van inductie kan gebruikt worden voor het verrichten van allerlei metingen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het bepalen van eigenschappen van een werkstuk of het meten van een afstand. Op zichzelf zijn dit al krachtige toepassingen maar dit betekent tevens dat een apparaat dat inductief laadt/voedt of verhit zeer intelligent gemaakt kan worden met metingen die er feitelijk inherent al in zitten. Zo kan bijvoorbeeld een apparaat dat een object inductief verhit meteen al metingen daaraan doen. Uit deze metingen kunnen conclusies getrokken worden over afmetingen en andere eigenschappen, waarop de verhittingsprocedure inclusief zaken zoals toegepaste vermogens en tijden afgestemd kan worden.

Inductieverhitting is een methode om een elektrisch geleidend voorwerp te verhitten door middel van in het voorwerp geïnduceerde elektrische stromen. Inductieverhitting is snel, schoon, contactloos en vlamloos. Het principe is dat met één of meer spoelen een veranderend magneetveld wordt gemaakt. Als een elektrisch geleidend werkstuk in dit magneetveld geplaatst wordt ontstaan er ten gevolge van het veranderende magneetveld wervelstromen in het werkstuk.

Hoe diep de wervelstromen het voorwerp binnendringen hangt af van de frequentie van het magneetveld en de eigenschappen van het materiaal. Dankzij de Ohmse weerstand van het materiaal van het werkstuk en hystereseverliezen als gevolg van het ompolen van het magneetveld (in een ferromagnetisch object) wordt er in het materiaal energie gedissipeerd en ontstaat er warmte.

Een groot voordeel van inductieverhitting is dat het een zeer goed regel- en controleerbaar proces is met een hoog rendement, dat het veilig, schoon en stil is en dat het ook heel lokaal toegepast kan worden. Inductieverhitters zijn op basis van de frequentie van het magneetveld globaal in te delen in drie categorieën, laag- midden-, en hoogfrequent, vaak afgekort tot respectievelijk LF, MF en HF.

De keuze voor een bepaalde frequentie is sterk afhankelijk van de toepassing. Zo zorgt bijvoorbeeld een LF-verhitter vanwege de grote indringdiepte van de geïnduceerde wervelstromen voor een gelijkmatige verwarming en is daarmee uitermate geschikt voor de montage van onderdelen. Voor het demonteren van onderdelen is daarentegen vanwege de minder grote indringdiepte een MF-verhitter beter geschikt. Zo kan bijvoorbeeld een lager verhit worden terwijl de as waar deze op gemonteerd is koud blijft. Hierdoor zet alleen het lager uit en is deze makkelijk van de as te verwijderen.

Een HF-verhitter is weer beter geschikt voor het verwarmen van objecten die minder Ohmse weerstand hebben en/of niet of nauwelijks magnetiseerbaar zijn, zoals koper en aluminium. Voor een LF-verhitter is vaak een grote kern nodig om de benodigde flux te kunnen maken. De toevoeging van een kern is bij een MF- en zeker bij een HF-verhitter meestal niet nodig, echter zijn de elektronische componenten daar naar verhouding weer duurder.

Toepassingen

Inductieverhitting kan onder meer gebruikt worden voor het monteren en demonteren van krimpverbindingen, zoals bijvoorbeeld:

• Kogellagers, tandwielen en flensen, bijvoorbeeld in treinwielen, verwarmingsketels of windmolens
• Het lossen van vastzittende onderdelen (bijvoorbeeld moeren) in auto’s, vrachtwagens, hijskranen of productie-installaties

Daarnaast is het nuttig voor het (voor-)verwarmen:

• Ten behoeve van lassen, solderen of het harden van metaaloppervlakken
• Voor het verwijderen van verflagen op metaaloppervlakken zoals autolak doordat inductieverhitting het hechtingsoppervlak rechtstreeks verwarmt door de laklaag heen