Bibliographie & annexes
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En anglais
Auteur(s)
-
Gérard DEVELEY : Ingénieur IEG. Docteur ès sciences - Ancien professeur à l’Université de Nantes
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Le chauffage par induction est une technique électrothermique permettant de chauffer des matériaux conducteurs d’électricité, sans contact matériel avec une source électrique. Les bases théoriques en ont été exposées dans l’article précédent. On aborde, dans le présent article, les problèmes rencontrés lors de la mise en œuvre d’une installation, leurs solutions ainsi que les principales applications industrielles de ce type de chauffage.
Du fait du caractère particulier des matériaux traités, il n’est pas étonnant que ces applications concernent plus particulièrement la métallurgie des métaux, que ce soit pour l’élaboration des métaux et des alliages par fusion, pour leur réchauffage avant transformation ou assemblage ou encore pour leur traitement thermique superficiel. C’est ainsi que la place de l’induction dans les appli-cations de l’électricité est passée en 10 ans de 2 à 5 %, ce qui représente environ 150 GWh.
La conquête de nouveaux marchés a lancé l’induction dans des secteurs nouveaux et, en particulier, vers la chimie et vers le grand public. Grâce à l’évolution des technologies de l’électronique et à l’apparition de composants de commutation plus rapide, des utilisations à plus haute fréquence ont pu être développées pour des matériaux non métalliques. Ces dernières années ont donc vu émerger des applications nouvelles présentant un fort caractère innovant, comme la fusion directe de verres et d’oxydes ou comme les plasmas, avec des appli-cateurs de conception nouvelle.
L’ingénieur se trouve donc confronté à une mise en œuvre de plus en plus délicate du procédé, du fait de la présence dans les installations de fortes intensités de courant, de fortes tensions et de hautes fréquences. De plus, la nécessité de respecter les normes de compatibilité électromagnétique lui impose de savoir maîtriser les pollutions créées par l’installation, soit en direction du réseau électrique, soit dans l’environnement immédiat.
L’article « Chauffage par induction électromagnétique » fait l’objet de deux fascicules :
D 5 935 Principes
D 5 936 Technologie
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.
Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
On se reportera également au tableau Notations et symboles en début d’article D 5 935 [1] .
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Sécurité des personnes et des matériels
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1. Matériels mis en œuvre
1.1 Influence des amenées de courant
Dans l’inducteur et ses amenées de courant circule une intensité de courant importante qui peut provoquer une notable chute de tension. Celle-ci se produit :
-
pour un montage en série, entre le générateur et le bobinage inducteur ;
-
pour un montage en parallèle, entre le coffret d’adaptation et l’inducteur.
Elle est essentiellement produite par l’inductance des câbles.
Pour diminuer cette chute de tension, on opère de la façon suivante : on rapproche le plus possible les conducteurs de façon à minimiser la valeur de l’inductance. On place, sur les tubes, des plaques de cuivre parallèles formant un condensateur, de façon à diminuer encore l’impédance apparente de la liaison (figure 1).
supposons, pour illustrer, que les amenées sont constituées de tubes de cuivre de rayon a = 2 cm, distants de d = 20 cm et de longueur h = 2 m. L’inductance de la spire formée par les deux amenées est égale à
soit
L = 1,84 µH.Si on suppose que le courant inducteur a pour fréquence 10 kHz et pour valeur efficace 500 A, la chute de tension est :
Lω I = 58 V.1.2 Inducteur
C’est un des éléments essentiels d’une installation. Chargé de créer le champ magnétique, il doit supporter des courants importants en engendrant le minimum de pertes Joule.
-
On utilise donc du cuivre pour le réaliser sous forme de spires, jointives ou non, ou sous forme d’une monospire. Dans le premier cas, on emploie un conducteur de section ronde ou carrée.
À la fréquence industrielle de 50 Hz, la profondeur de pénétration du cuivre (avec µr = 1) à température ambiante est donnée par [cf. ...
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Matériels mis en œuvre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ORFEUIL (M.) - Électrothermie Industrielle. - Dunod - 1981 - (p. 431-562) ISBN 2-04-012179-X
-
(2) - DAVIES (E.-J.) - Conduction and Induction heating. - Peter Peregrinus Ltd - 1990
-
(3) - GOSSE (J.) - Guide technique de thermique. - Dunod - 1980
-
(4) - NOVELECT - Les applications innovantes de l’induction dans l’industrie. - Les Cahiers de l’innovation - 1992
-
(5) - CHERON (Y.) - La commutation douce dans la conversion statique de l’énergie électrique. - Éditions TEC et DOC - Lavoisier, 1989
-
(6) - FOCH (H.) et al - L’évolution des convertisseurs statiques. - RGE n 5, 1992
-
...
-
Matériels de chauffage par induction
France
ACES
AMINDEL
CELES
CEPEM
CFEI
INDUCTOTHERMIE
SCLEE
SODALGO
STEIN HEURTEY
Étranger
ABB (CH)
AEG (D)
AJAX MAGNETHERMIC (GB – USA)
ELVA (Hollande)
HUTTINGER (D)
JUNKER (D)
-
Modélisation
CEDRAT
SIMULOG
Cette liste est non exhaustive
HAUT DE PAGE
Groupe Induction EDF les Renardières (Moret/Loing)
CREFACI – HEI (Lille)
EPM MADYLAM (Grenoble)
LRTI – IUT (St-Nazaire)
LAMGEP – ENSAM (Bordeaux)
Lab. Electron. – ENSEEIHT (Toulouse)
CEGELY – École centrale (Lyon)
LGEP – École supérieure d’électricité (Paris)
Lab. Plasma – ENSCP (Paris)
LCIE (Paris)
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