Mejores opciones para bobinas de inducción que el cobre refrigerado por agua

El Equipo de Calentamiento por Inducción Comercial tiene que ver con la economía del equipo y el proceso de calentamiento.

Hay unidades comerciales que usan superconductores y en This Post

Además, muchos usos de los Calentadores de Inducción son únicos para un producto específico. La fabricación de bobinas de inducción exóticas para una sola venta podría no tener sentido.

Los metales de calentamiento por inducción de baja conductividad (aluminio y cobre) serían candidatos para el uso de bobinas de superconducción. El calentamiento por inducción de componentes de cobre utilizando bobinas de cobre da como resultado una eficiencia inferior al 50%.

El calentamiento de objetos ferrosos (por debajo de la temperatura de curie) probablemente no sea un buen candidato para bobinas de inducción exóticas, ya que la eficiencia podría ser bastante alta (85% a 90% de eficiencia). Sin embargo, en sistemas de varios megavatios que se ejecutan de forma continua se puede ahorrar mucha energía y $.

Es probable que la ganancia de eficiencia del uso de plata en lugar de cobre aún requiera refrigeración por agua.

Concentradores de flujo, consulte Fluxtrol también ayuda con la eficiencia del proceso de calentamiento. (No es un aval para fluxtrol).

Concentrador de flujo tomado de Presentación de inducción

El grosor de la pared del tubo de cobre se puede hacer más delgado, para aumentar el enfriamiento. Pero, la disminución del grosor de la pared comienza a dañar la eficiencia (limitación de la profundidad de la piel).

  

Una mejora obvia que se me ocurre es hacer que la bobina salga de   plata.

En primer lugar, todas las tablas de conductividad: -

Laplataconducealrededordeun5%mejorqueelcobre,porloquenohaymuchamejoraaquí.LamejoropcióneselcableLitzporqueestocontrarrestaalgollamadoefectopiel.

Elefectodelapielocurrecuandolacorrientealternapasaporunconductor:loscamposmagnéticosinducidosenelconductortiendenahacerquelacorrientefluyaalaperiferiadelcabley,porlotanto,elcabledemúltipleshilosaisladoindividualmentemejoralascosas.Efectodepiel:-

Comopuedever,lamayorpartedelacorrientedeCAfluyeenlaperiferia,esporesoquelastuberíasdecobrefuncionantanbien,queelcentrodelcobreapenasconducenada,porloquepuedellenarsedeaguaparafinesdeenfriamiento.Aquíhayunatabladeprofundidaddepielenfuncióndeltipodematerialenfuncióndelafrecuenciadeoperación:-

EstatablaeslacolumnavertebralparaeldiseñodelcableLitz.Dependiendodelafrecuenciadefuncionamiento,sepuedendeterminarlosdiámetrosdelashebrasindividuales,esdecir,a10kHz,notienemuchosentidoelegirunconductordecobrequetengaunradiomayorque~0,6mm.

Esteesunbuenejemplodecómoaumentarelnúmerodelíneasesunbeneficio:-

Entonces, para la gráfica más alta, la construcción es de 16 hebras de 0.2 mm de diámetro. Esta es una sección transversal de cobre de 16 x pi x 0.2 x 0.2 / 4 = 0.502 mm2. Para el siguiente cable inferior, la sección transversal es de cobre es la misma en 25 x pi x 0.16 x 0.16 / 4 = 0.502 mm2 y la misma hasta el alambre hecho de 255 hilos de 0.05 mm de diámetro (0.501 m2). mm).

En conclusión, Litz Wire es probablemente la mejor manera de hacerlo, pero la cantidad depende de la frecuencia de operación.