Qu'est-ce que le chauffage par induction ?

Le phénomène du chauffage par induction électromagnétique repose sur trois principes physiques, expliqués ci-dessous :

1. Transfert d’énergie de l’inducteur à la pièce à chauffer par des champs électromagnétiques.
2. Transformation de l’énergie électrique en chaleur par effet Joule. (P=I²R)
3. Transmission de la chaleur à l’intérieur de la masse par conduction thermique.

Le champ électromagnétique est généré par le courant circulant dans la bobine.
Si la bobine a une forme de solénoïde, l’intensité du champ électromagnétique est également proportionnelle au nombre de spires.
Une pièce placée à l’intérieur ou à proximité de la bobine de chauffage subit des courants parasites, appelés aussi courants de Foucault.

Selon la loi de Laplace, l’intensité du champ magnétique est inversement proportionnelle au carré de la distance par rapport à la bobine.
Selon la loi de Faraday-Lenz, le courant induit généré dans la pièce est proportionnel au taux de variation du flux magnétique (fréquence).
Les courants de Foucault sont des courants induits dans les conducteurs qui s’opposent au changement du flux qui les a générés. Ils apparaissent lorsqu’un conducteur est exposé à un champ magnétique variable.
Ces courants circulaires créent des champs magnétiques induits qui s’opposent au champ magnétique original selon la loi de Lenz, provoquant des forces de répulsion ou de traînée entre le conducteur et la bobine.
Plus le champ magnétique appliqué est fort, ou plus la conductivité électrique du conducteur est élevée, ou plus rapide est la variation du champ, plus intenses seront les courants générés.

L’énergie induite dans la pièce à chauffer dépend donc de :

1. Intensité du courant dans la bobine
2. Fréquence de fonctionnement
3. Forme de la bobine et distance à la pièce
4. Perméabilité magnétique et résistivité de la pièce (influencées par la température cible et la température de Curie pour les matériaux magnétiques)

Un chauffe-induction se compose généralement de trois éléments

• Unité de puissance (onduleur/générateur) : Cette partie du système sert à prendre la fréquence secteur et à l’augmenter jusqu’à une plage comprise entre 20 et 900 kHz. La puissance de sortie typique d’une unité est comprise entre 2 et 500 kW.
• Tête de travail : Elle contient une combinaison de condensateurs et de transformateurs et sert à adapter l’unité de puissance à la bobine de travail
• Bobine de travail (inducteur) : Sert à transférer l’énergie à la pièce. La conception de la bobine est l’un des éléments les plus importants du système et constitue une science en soi

Principales caractéristiques et différences par rapport aux générateurs conventionnels

• Contrôle en temps réel de la génération de puissance par microprocesseur
• Conception extrêmement compacte
• Capteurs de rétroaction de la tension de la bobine
• Tête de chauffage résonante (faible flux de courant du générateur à la tête de chauffage)
• Maintient une puissance de sortie stable même lorsque les conditions de travail changent (rapport de calibration)
• Unité de contrôle spécifique pour le contrôle de la puissance de sortie
• Certifié EMC et CE

Boucle de contrôle précise via la rétroaction de :

• Tension de la bobine
• Courant de la bobine
• Phase de sortie RF
• Courant d'entrée
• Pyromètre optique pour le contrôle de la température (80÷2200 °C) (175÷3990 °F)

Un total de 5 paramètres de rétroaction pour assurer un processus de chauffage précis et cohérent.

Le système de chauffage inductif CEIA permet un contrôle très rapide et précis de la température. Ils conviennent aux processus industriels et automatiques, et sont également installés sur des systèmes robotiques où sont requis :

• Une répétabilité extrêmement élevée
• Aucune tolérance admise