Quelltext der Seite Induktive Erwärmung

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[[Datei:Induction heating.jpg|rechts|mini|Induktiv erwärmtes Werkstück]]
[[Datei:Induction heating of bar crop.jpg|mini|Induktiv erwärmtes Rundeisen]]

'''Induktives Erwärmen''' ist ein Verfahren, [[elektrischer Leiter|elektrisch leitfähige Körper]] durch in ihnen erzeugte [[Wirbelstromverluste]] zu heizen.

Die dazu benutzten Vorrichtungen sind die '''Induktionsheizung''' und der [[Induktionsofen]]. Sie erzeugen mittels einer von niederfrequentem (hier etwa 50–300&nbsp;Hz), mittelfrequentem (200&nbsp;Hz-10&nbsp;kHz nach ; 1&nbsp;kHz-100&nbsp;kHz nach <ref>http://www.induktionserwaermung.de/html/induktionserwaermung.html</ref>) oder [[hochfrequenz|hochfrequentem]] [[Wechselstrom]] durchflossene [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]] (dem [[Induktor (Elektrotechnik)|Induktor]]) ein [[Magnetismus|magnetisches]] Wechselfeld, das im Material [[Wirbelstrom|Wirbelströme]] [[Elektromagnetische Induktion|induziert]].

In [[Ferromagnetismus|ferromagnetischen]] Stoffen treten unterhalb der [[Curietemperatur]] zusätzlich auch [[Ferromagnetismus#Hysterese|Ummagnetisierungsverluste]] in Erscheinung.

Häufige Anwendungen der induktiven Erwärmung sind das [[Anlassen]], [[Glühen]], [[Löten]], [[Schweißen]], [[Schmelzen]], [[Aufschrumpfen]] und die Materialprüfung.

== Merkmale ==
Die Wärme entsteht unmittelbar im Körper selbst, muss also nicht durch [[Wärmeleitung]] übertragen werden. Die Wärmeleistung ist gut steuerbar. Die elektrische Leistung stammt aus speziellen Frequenzumrichtern (siehe [[Inverter]] oder auch [[Resonanzwandler]]) oder direkt aus dem Netz.

Induktive Erwärmung kann durch nichtleitende Materialien hindurch erfolgen, die Umgebung wird nur indirekt erwärmt. Das Verfahren kann unter beliebigen Gasen oder im Vakuum angewendet werden, es entstehen keine Verunreinigungen durch eine externe Wärmequelle.

Nachteilig ist die Störabstrahlung, insbesondere bei hochfrequenten Anlagen: in unmittelbarer Umgebung können andere elektrische oder elektronische Anlagen oder Geräte gestört werden.

Die Form des meist [[Wasserkühlung|wassergekühlten]] Induktors wird entsprechend der Form und Größe des Werkstückes oder der Erwärmungszone hergestellt. Die [[Frequenz]] muss oft an die Größe und Leitfähigkeit des Werkstücks angepasst werden: hohe Frequenzen führen aufgrund der [[Skintiefe]] zu oberflächennahem Erwärmen.

Die Konzentration der Feldlinien durch [[Polschuh]]e ist möglich und wird für punktförmiges Erwärmen oder die Gestaltung/Formung der Erwärmungszone genutzt.

Der [[Wirkungsgrad]] ist abhängig von dem Abstand sowie der Leitfähigkeit der Arbeitsspule und des Werkstücks. Er nimmt zu, je schlechter die Leitfähigkeit des Werkstücks ist.<ref>{{Literatur|Autor=Kurt Kegel|Titel=Die Praxis der induktiven Warmbehandlung|Verlag=Springer-Verlag|Jahr=2013|Seiten=55|Online={{Google Buch|BuchID=IOCbBgAAQBAJ|Seite=55}}}}</ref> Bei schlecht leitenden Werkstoffen wie Eisen kann daher oft auf das Kühlen des Induktors verzichtet werden (z.&nbsp;B. bei der [[Induktionskochfeld|Induktionskochplatte]]).

Die Anschaffungskosten einer Induktions-Anlage können deutlich höher sein als bei Einsatz konventioneller Verfahren wie Widerstandsheizung oder beim Erhitzen durch eine Flamme. Durch den hohen Wirkungsgrad heutiger Halbleiter-Generatoren und die wesentlich höhere Energiedichte und die Wärmeerzeugung direkt im Werkstück ist induktive Erwärmung allerdings hocheffizient und oft wirtschaftlicher als indirekte Heizverfahren. <!--Auch kurze Amortisationszeiten können dargestellt werden. Insbesondere in Kombination mit einer [[Wärmerückgewinnung]] im Kühlkreislauf ist eine Induktionserwärmungsanlage meist binnen 24 Monaten amortisiert.<ref>Benkowsky, Induktionserwärmung, ISBN 3-341-00813-6, Kap. 5, 5.1, S. 185ff.</ref>-->

== Anwendungen ==
* [[Induktionskochfeld]]
* gezielte Erwärmung bestimmter Bereiche, z.&nbsp;B. für das [[Härten (Stahl)|Härten]] und Warm[[umformen]] oder für Beschichtungen, Klebe- oder Lötverbindungen
* Erwärmung der Außenpartner zur Herstellung bzw. Trennung von [[Aufschrumpfen|Schrumpfverbindungen]]
* [[Zonenschmelzverfahren]]
* Tiegelloses Schmelzen
* Erhitzung des [[Getter]]s bei Vakuumröhren, Ausheizen von Vakuum-Einbauteilen oder Elektroden durch den Glaskolben hindurch
* [[Dieless drawing]], ein werkzeugloses Drahtziehen
*[[Thermografie#Aktive Thermografie|Aktive Thermografie]]

== Siehe auch ==
* [[Dielektrische Erwärmung]]
* [[Mikrowellenherd]]

== Literatur ==
* Bernard Nacke, Herbert Pfeifer (Hrsg.), Olaf Irretier, ''Taschenbuch industrielle Wärmetechnik'', 2007, ISBN 3-8027-2937-4
* Günter Benkowsky, ''Induktionserwärmung: Härten, Glühen, Schmelzen, Löten, Schweißen; Grundlagen und praktische Anleitungen…'', 1990, ISBN 3-341-00813-6
* Elmar Wrona, ''Numerische Simulation des Erwärmungsprozesses für das induktive Randschichthärten komplexer Geometrien'', 2005, ISBN 3-86537-396-8
* Valery Rudnev, Don Loveless, Raymond Cook, Micah Black, ''Handbook of Induction Heating'', 2003, ISBN 0-8247-0848-2

== Weblinks ==
* [http://www.etp.uni-hannover.de/ Institut für Elektroprozesstechnik, Leibniz Universität Hannover]
* [http://www.plustherm.ch/leistungsberechnung.html Leistungsberechnungen für Induktives Heizen]
* [http://de.ambrell.com/aboutinduction.php Was ist Induktionserwärmung?]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Magnetismus]]
[[Kategorie:Heiztechnik]]
[[Kategorie:Elektrowärme]]
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