BRPI0517251B1

BRPI0517251B1 - aparelho para aquecimento por indução de uma peça de trabalho e método de aquecimento por indução de um ou mais múltiplos elementos de uma peça de trabalho

Info

Publication number: BRPI0517251B1
Application number: BRPI0517251-9A
Authority: BR
Inventors: S. Fishman Oleg; Weiss Kuno
Original assignee: Inductotherm Corporation
Priority date: 2004-10-30
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2018-01-30
Also published as: US7291817B2; US20060091136A1; CN101077037B; AU2005302467B2; ATE525889T1; RU2366117C2; JP5197011B2; EP1815718A2; WO2006050089A2; WO2006050089A3; EP1815718A4; BRPI0517251A; ES2372860T3; AU2005302467A1; KR20070083596A; RU2007120073A; US20080149622A1; PL1815718T3; CN101077037A; US9167632B2

Abstract

aparelho para aquecimento por indução de uma peça de trabalho e métodos de aquecimento por indução de um ou mais múltiplos elementos de uma peça de trabalho e de tratamento térmico por indução elétrica de uma peça de trabalho. um aparelho e método são apresentados para aquecimento por indução e exploração de uma peça. a peça é movida através de um indutor para indutivamente tratar por aquecimento elementos da peça com energia elétrica de freqúência e ciclo de serviço variável para controlar a grandeza de energia elétrica quando a freqüência varia.

Description

(54) Título: APARELHO PARA AQUECIMENTO POR INDUÇÃO DE UMA PEÇA DE TRABALHO E MÉTODO DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO DE UM OU MAIS MÚLTIPLOS ELEMENTOS DE UMA PEÇA DE TRABALHO (51) lnt.CL: H05B 6/16 (30) Prioridade Unionista: 30/10/2004 US 60/623,413 (73) Titular(es): INDUCTOTHERM CORPORATION (72) Inventor(es): OLEG S. FISHMAN; KUNO WEISS

1/13 “APARELHO PARA AQUECIMENTO POR INDUÇÃO DE UMA PEÇA DE TRABALHO E MÉTODO DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO DE UM OU MAIS MÚLTIPLOS ELEMENTOS DE UMA PEÇA DE TRABALHO”

Campo da Invenção [0001] A presente invenção trata do aquecimento por indução de uma peça alongada explorando ou varrendo a peça com uma bobina de indução

Fundamentos da Invenção [0002] Peças alongadas, tal como um eixo motor, requerem o tratamento térmico de elementos selecionados sobre uma peça. Por exemplo, um primeiro aspecto característico, tal como um pinhão, pode ser previsto em uma extremidade de um eixo de transmissão, e um segundo aspecto característico, tal como uma junta universal pode ser prevista na extremidade oposta. A engrenagem e o acoplamento são de configurações físicas diferentes e requerem diferentes padrões de tratamento térmico para endurecimento metalúrgico destes componentes. Além disso, uma propriedade termicamente tratada pode necessitar ser temperada após o tratamento térmico para aliviar as tensões metalúrgicas no material da peça. [0003] Um método de tratamento térmico de peças e de elementos sobre a peça é pela sua varredura por indução elétrica ou tratamento térmico progressivo. Neste método, a peça genericamente se desloca através de um ou mais indutores exploradores, ainda que em outros conjuntos, a peça possa ser estacionária e um ou mais indutores de exploração (bobinas) possam se deslocar ao longo da extensão da peça. Energia elétrica de CA é aplicada ao indutor explorador para criar um campo magnético em tomo do indutor. O campo se acopla magneticamente com a peça para indutivamente aquecer a peça. A energia de CA para o indutor explorador pode ser variada à medida que a peça passa através do indutor. Por exemplo, a Patente U.S. 3 743 808 ensina controlar a energia de indução e/ou a velocidade do indutor explorador

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2/13 comparando a potência instantânea e a velocidade instantânea com um perfil de distribuição de energia conhecido. A velocidade através da qual a peça passa através do indutor (taxa de exploração) pode ser usada para controlar o grau de aquecimento na seção transversal da peça que está acoplada com o campo magnético.

[0004] A profundidade de penetração de aquecimento por indução (profundidade de penetração de corrente induzida, δ) de uma peça pode ser calculada pela fórmula:

onde δ é em metros, p é a resistividade elétrica da peça em ohms-metro; μ é a permeabilidade magnética relativa da peça de trabalho e F é a frequência da potência de indução fornecida em Hertz. Por conseguinte, a profundidade de penetração é inversamente proporcional à raiz quadrada da frequência da corrente aplicada. Se a peça tem elementos, com um primeiro aspecto que requer aquecimento a uma profundidade de penetração rasa (e.g.,2,5mm) e um segundo aspecto que requer aquecimento a uma maior profundidade de penetração (e.g., 4,5 mm), o método convencional usa um inversor com uma frequência de saída fixa, por exemplo, 10 000 Hz, para obter a profundidade de penetração mais rasa. Pela equação acima, a frequência de saída do inversor deve ser inferior a 10 000 Hz do segundo aspecto da peça, porém uma que a frequência é fixa, a exploração de calor por indução do segundo aspecto tem de desacelerada para permitir a penetração de calor mais profunda por indução térmica no segundo aspecto característico. Outrossim, devido à taxa de exploração mais lenta, a potência de saída do inversor para a bobina de indução tem de ser reduzida para evitar aquecimento demasiado da superfície do segundo aspecto característico. Também uma propriedade termicamente tratada pode exigir a têmpera da característica termicamente tratada para reduzir as tensões na característica. Tipicamente a característica é primeiramente tratada em uma primeira exploração com baixa potência e alta

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3/13 frequência fixa para termicamente tratar à profundidade de penetração requerida, a seguir aquecida em uma segunda exploração com baixa frequência fixa para têmpera da característica.

[0005] Um objetivo da presente invenção é variar a frequência de saída do inversor enquanto ajustando o nível de potência de saída do inversor por modulação por largura de pulso, conforme requerida para indutivamente termo tratar e/ou temperar vários elementos de uma peça a diferentes profundidades de penetração em uma varredura por indução da peça.

Breve sumário da Invenção [0006] Sob um aspecto, a presente invenção é constituída por um aparelho para, e método de, fornecer energia de CA com frequência e ciclo de serviço variável a uma bobina de indução por exploração baseado sobre os requisitos de aquecimento da seção transversal d uma peça passando através da bobina de indução por exploração baseado sobre os requisitos de aquecimento da seção transversal de uma peça passando através da bobina de exploração. Um dispositivo sensor de posição, tal como um servo motor, pode ser usado para fornecer uma entrada para um processador que compara a posição instantânea de entrada da peça com uma tabela armazenada de valores de posição da peça. Cada um de cujos valores de posição da peça podem ser correlacionados com frequência, nível de potência e duração de tempo que corresponde à energia térmica aplicada requerida naquela posição. Em uma modalidade da invenção, o processador utiliza um algoritmo que emite um comando de modulação por largura de pulso para os circuitos porta de comutação de um inversor para que um decréscimo na largura de pulso de tensão do inversor resulte em uma potência de saída mais baixa do inversor para compensar um aumento na potência de saída do inversor às frequências mais baixas. Reciprocamente um aumento na largura do pulso de tensão do inversor resulta em uma maior potência de saída do inversor para compensar um decréscimo às frequências mais altas.

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4/13 [0007] Demais aspectos da invenção são expostos no presente relatório descritivo e nas reivindicações.

Breve descrição dos desenhos [0008] O breve sumário precedente assim como a descrição detalhada que se segue da invenção, é mais bem entendida quando lida em conjunção com os desenhos apensos. Para o fim de ilustrar a invenção, são mostradas nos desenhos apensos modalidades típicas da invenção que tem atualmente preferência, todavia, a invenção não está bmitada às disposições e recursos apresentados nos seguintes desenhos apensos:

A fig. 1 é uma vista esquemática simplificada de um exemplo do aparelho de aquecimento por indução com varredura da presente invenção;

A fig. 2 é uma vista esquemática simplificada de um exemplo de uma fonte de alimentação e circuito de carga usado com o aparelho de aquecimento por indução com varredura da presente invenção;

As figs. 3(a) e 3(b) ilustram a aplicação de modulação por largura de pulso para alterar a saída do inversor de potência plena para meia potência;

A fig. 4(a) ilustra a alteração em magnitude de corrente de carga com uma mudança na saída de frequência de um inversor sem qualquer modulação por largura de pulso;

A fig. 4(b) ilustra a alteração em magnitude de potência de carga com uma alteração na saída de frequência de um inversor sem qualquer modulação por largura de pulso;

A fig. 4(c) ilustra a alteração em resistência de carga com uma alteração na saída de frequência de um inversor com modulação por largura de pulso;

A fig. 4(d) ilustra a alteração no fator Q do circuito de carga com uma alteração na saída de frequência de um inversor sem modulação por largura de pulso.

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A fig. 5(a) ilustra a relação entre a tensão de saída de um inversor e a corrente de carga com uma frequência de saída de um inversor de 3.000 Hz e sem modulação por largura de pulso;

A fig. 5(b) ilustra a relação entre a tensão da saída de um inversor e a corrente de carga com uma frequência de saída de inversor de 10.000 Hz e sem modulação por largura de pulso;

A fig. 5(c) ilustra a relação entre a tensão de saída de um inversor e a corrente de carga com uma frequência de saída de inversor de 30.000 Hz e sem modulação por largura de pulso em um exemplo da presente invenção; e

A fig. 7 é um fluxograma simplificado ilustrando um exemplo do esquema de controle de potência por indução da presente invenção para controlar a potência por indução com exploração quando a frequência de saída do inversor é alterada durante a exploração.

Descrição detalhada da invenção [0009] É mostrado nas figuras um exemplo do aparelho de aquecimento por indução da presente invenção. Na fig. 1, o inversor 10 fornece energia de CA monofásica para explorar a bobina de indução 12 através de condutores elétricos apropriados tais como barras coletoras. A entrada de CC para o inversor pode ser de qualquer fonte de energia de CC apropriada. O indutor pode compreender qualquer tipo de indutor conhecido da técnica, e pode ser, por exemplo, um indutor de espira única ou de múltiplas espiras, ou um conjunto de indutores individuais que são ligados com uma ou mais fontes de energia de CA. A peça de trabalho 14 é mantida in situjpor um dispositivo para mover a peça de trabalho através do indutor, que pode ser, por exemplo, um conjunto de transmissão por rosca 16 com braços estendidos 16a, para reter as extremidades da peça de trabalho. Altemativamente a peça de trabalho pode ser estacionária e o indutor pode ser deslocado ao longo da peça de trabalho, ou combinado e coordenado

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6H3 movimento de ambos a peça de trabalho e indutor pode ser usado. Um dispositivo para girar a peça de trabalho, tal como um motor elétrico 18, também pode ser previsto para girar a peça de trabalho enquanto se desloca através do indutor. Um dispositivo sensor de posição, tal como um servomecanismo 20, fornece sinal de saída de posição 21 ao processador 22. O sinal de saída de posição indica a posição do eixo geométrico-Y da seção transversal da peça de trabalho que está dentro do indutor (isto é, a seção da peça de trabalho que está efetivamente acoplada com o campo magnético gerado pelo fluxo de corrente no indutor).

[00010] A peça de trabalho pode ter um ou mais elementos 14a, 14b e 14c que podem requerer diferentes profundidades de penetração de corrente de energia de aquecimento por indução para tratamento térmico e/ou têmpera quando aqueles elementos passam através do indutor. As regiões da peça de trabalho entre estes elementos podem ou não exigir tratamento térmico. Os múltiplos elementos podem ser espaçados como mostrado na fig. 1 ou locahzados adjacentes entre si.

[00011] O processador 22 processa o sinal de saída dos dispositivos sensores de posição para determinar o nível de potência, frequência e largura de tempo do aquecimento por indução a ser realizado na posição de entrada da peça de trabalho em relação à bobina de indução conforme descrito em maior detalhe abaixo.

[00012] A figura 2 é uma mostra esquemática simplificada de um exemplo de uma fonte de abmentação de energia de CA para CC usada com o inversor 10 que ilustra o método de alimentação de energia ao inversor. A seção retificadora 30 compreende um retificador em ponte de onda completa 32 com uma entrada de energia nas Unhas A, B e C fornecida por uma fonte apropriada tal como uma rede de energia púbhca. A seção de filtro 34 compreende o reator bmitador de corrente Llcr e o capacitor filtro CFIL. A seção inversora 10 compreende quatro dispositivos de comutação Sl, S2, S3 e

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S4, e diodos antiparalelos associados Dl, D2, D3 e D4, respectivamente. Cada dispositivo comutador pode ser qualquer dispositivo em estado sólido apropriado, tal como um transistor bipolar de porta isolada (IGBT). O circuito de carga conectado na saída do inversor 10 compreende o indutor explorador Lcoe e a peça de trabalho 14, que tem regiões, ou características, que são acopladas com campo magnético gerado em tomo do indutor quando a peça de trabalho ou indutor são deslocados entre si. A resistência da peça de trabalho e do indutor explorador (Rcoil) compreende a resistência de carga Rload.

[00013] A figura 3(a) ilustra a forma de onda de tensão de saída típica (FULL Vout) do inversor de ponte mostrado na figura 2 com ausência de modulação da largura do pulso de tensão. Os comutadores inversores SI e S4 conduzem durante um primeiro período de tempo, Tl, e os comutadores inversores S2 e S3 conduzem durante um segundo período de tempo nãosuperposto, Tl, para produzir a forma de onda de saída plena ilustrada com uma frequência igual a 1/2T1. A figura 3(b) ilustra a forma de tensão de saída típica (HALF Vout) do inversor de ponte com ciclo de serviço de 50% (alfa). Cada um dos comutadores inversores continua a conduzir durante o mesmo período de tempo Tl, como na fig. 3(a), porém com os períodos de condução para os comutadores S3 e S4 avançado em meio período de tempo (isto é, o ciclo de serviço é igual a 50%) para produzir a metade da tensão de saída plena. Com esta disposição, a carga é curtocircuitada cada meio período. A alteração dos períodos de condução superpostos para os comutadores S3 e S4 resulta em diferentes valores para o ciclo de serviço. Uma vez que a potência é proporcional ao quadrado da tensão alimentada, a energia aplicada ao indutor também se altera quando o ciclo de serviço varia. Na presente invenção o controle de frequência variável é realizado alterando o período de tempo, Ti enquanto que a magnitude da tensão (energia) é ajustada alterando o ciclo de serviço.

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8/13 [00014] Os efeitos sobre as características de saída de uma fonte de alimentação com frequência de saída variável que não utiliza o controle de modulação de largura de pulso da presente invenção é ilustrado com um circuito de carga de linha base para uma peça de trabalho específica. Para um inversor dotado de uma potência de saída de 100.000 Watts (P(fO)) a 635 volts (Vout), e frequência (fO) de 10.000 Hz, as características de circuito de carga de linha base são estabelecidas como:

L0 = 30 x 10 Henries de indutância da carga inversora

R0 = 0,4 ohms de resistência da carga inversora; e

Q0 = (2«7i^efO^eLO)/RO = 4.712 para o fator Q de circuito de carga

A corrente de carga máxima de linha base pode ser calculada como 772,45 Ampéres pela Equação (1);

[00015] A fig. 4(a) ilustra o decréscimo em corrente de indutor, I(f), normalizada para a corrente de linha base, quando a frequência de saída, f, do inversor, que pode ser calculada a partir da equação (2):

T(f) =

V, ovr

• (1 — e [00016] A fig. 4(b) ilustra o decréscimo em potência de calefação por indução, P(f), normalizado para a potência de linha base, quando a frequência de saída, f, do inversor aumenta, que pode ser calculado a partir da equação (3);

P(f>

[00017] A fig. 4(c) ilustra o aumento em resistência de carga, R(f), quando a frequência de saída,f, do inversor aumenta, que pode ser calculada a partir da equação (4);

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9/13 [00018] A fig. 4(d) ilustra o aumento no fator Q do circuito de carga quando a frequência de saída, f, d inversor aumenta, que pode ser calculada a partir da equação (5):

Q(^f)-Q_a.g [00019] As figuras 5(a) a 5(c) ilustram as relações generalizadas nas figs. 4(a) a 4(d) para um exemplo específico em que o controle de modulação por largura de pulso da presente invenção não é usado. A fig. 5(c) representa graficamente as saídas de tensão e corrente de um inversor operando à plena potência nominal e uma frequência de 30 000 Hz sem qualquer controle de modulação por largura de pulso.

[00020] Na fig. 5(a) a frequência de saída do inversor é baixa para 3.000 Hz e a saída de corrente (e potência) é relativamente alta sem controle por modulação de largura de pulso. Na presente invenção o controle de modulação por largura de pulso da saída do inversor pode ser usado para reduzir a saída de potência do inversor utilizando um ciclo de serviço relativamente grande.

[00021] Na fig. 5(b) a frequência do inversor está a 10.000 Hertz e a potência de saída é inferior à saída de potência a 3.000 Hertz sem controle por modulação de largura de pulso, porém ainda maior que a potência plena nominal (corrente) do inversor mostrada na fig. 5(c). Na presente invenção o controle por modulação de largura de pulso da invenção pode ser usado com um ciclo de serviço mais baixo que aquele usado a 3.000 Hz para manter a saída de potência do inversor em ou abaixo do valor nominal.

[00022] Em geral, na presente invenção, o controle por modulação de largura de pulso é usado para alterar a potência de saída do inversor a qualquer frequência operação em relação aquela que ocorrería sem controle por modulação de largura de pulso. Em geral o ciclo de serviço e aumentado

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10/13 quando a frequência decresce para reduzir a potência de saída do inversor, e o ciclo de serviço é decrescido quando a frequência aumenta para aumentar a potência de saída do inversor.

[00023] A fig. 6 ilustra ainda a características da corrente de carga sem controle por modulação de largura de pulso. Quando existe uma tensão de saída de inversor não-zero, a corrente de carga, Icarga, pode ser calculada pela equação (6):

SAIDA

CARGA

CARGA [00024] Quando existe tensão de saída de inversor zero, a corrente de carga pode ser calculada a partir da equação (7):

Re

T ,_ T · p Icarga ^CARGA^- ^INICIAL onde I inicial é a magnitude de corrente quando a tensão de saída do inversor transita para zero.

[00025] Pela fig. 6, tanto mais curto o ciclo de serviço, tanto menor o valor máximo da corrente de carga (e potência) antes da corrente de carga baixar quando a tensão de saída é zero. Reciprocamente, tanto mais longo o ciclo de serviço, tanto maior o valor de pico de corrente de carga (e potência) antes da corrente de carga baixar quando a tensão de saída é zero.

[00026] A fig. 7 ilustra um fluxograma simplificado para um exemplo não limitativo do método de aquecimento por indução com exploração da presente invenção. As rotinas identificadas no fluxograma podem ser implementadas em software de computador que pode ser executado com hardware apropriado. A rotina 100 introduz uma coordenada de exploração (Y) de uma peça de trabalho (WP) que representa a posição da peça de trabalho no interior do indutor 12. A rotina 102 introduz valores de potência (Py), frequência (Fy) e tempo (Ty) para aquecimento por indução na posição Y. Estes valores podem ser previamente armazenados em um dispositivo de

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11/13 memória, por exemplo, como uma tabela de consulta baseado sobre valores estabelecidos pelo teste experimental da peça de trabalho com o aparelho. Altemativamente, um operador do aparelho de indução por exploração pode manualmente introduzir estes valores, ou outro método pode ser usado para determinar a frequência requerida, nível de potência, e, se usado, o valor de tempo variável para tratamento térmico por indução de cada posição da peça de trabalho. A rotina 104 computa o ciclo de serviço requerido (DCy) para a saída de inversor pela equação (8):

Ciclo de Serviço (em %) = [Py/ P(Fy)] x 100 onde P(Fy) é calculado pela equação (3) com um circuito de carga de Unha base apropriado, determinado a partir da peça de trabalho efetiva sendo termicamente tratada por indução.

[00027] A rotina 106 controla a comutação dos dispositivos comutadores de fonte de alimentação para realizar a frequência de saída e ciclo de serviço desejados. Neste exemplo não limitativo, a rotina 106 emite sinais de controle inversor de porta para os circuitos de desbloqueie para os comutadores de inverso para realizar a frequência requerida, Fy, e ciclo de serviço, DCy. A rotina 108 determina se a potência de saída medida efetiva está à potência prefixada Py. A potência de saída medida efetiva pode ser introduzida pelo uso de dispositivos sensores apropriados. Se a potência medida efetiva não é igual à potência prefixada requerida, então o ciclo de serviço é apropriadamente ajustado na rotina 110, e a rotina 108 se repete. Se a potência medida efetiva é igual à potência prefixada requerida então a rotina 112 testa para ver se o tempo prefixado Ty transcorreu. Se o tempo prefixado não transcorreu, então a rotina 108 é repetida; se o tempo prefixado transcorreu, então a rotina 114 emite um sinal de controle para o sistema posicionador de peça de trabalho para avançar a peça de trabalho a posição incrementai seguinte para tratamento térmico por indução e retoma à rotina 100 para execução. Em outros exemplos da invenção, o tempo para

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12/13 aquecimento por indução em cada posição Y será o mesmo para todas as posições da peça de trabalho dentro do indutor; para este esquema, o controle de frequência e controle de ciclo de serviço, quando a frequência varia, são usados para aquecer por indução cada posição do indutor quando cada posição é avançada através do indutor a uma taxa de velocidade constante. [00028] Em outros exemplos da invenção, o movimento e posicionamento da peça de trabalho através do indutor podem ser predeterminados, por exemplo, onde um aparelho de exploração por indução sucessivamente trata termicamente muitas peças de trabalho idênticas. Nestes sistemas, os ajustes de potência, frequência, tempo, e ciclos de serviço em cada posição da peça de trabalho podem ser predeterminados por teste experimental com a peça de trabalho e o aparelho de exploração por indução da presente invenção, e executados sem introdução adicional ou computação d qualquer um ou de todos estes valores para cada sucessiva peça de trabalho idêntica termo tratada com o aparelho. O posicionamento incrementai ou sucessivo de partes ou características da peça de trabalho no indutor pode ser realizado como movimento de avanço passo a passo discreto da peça de trabalho ou indutor, ou uma combinação de ambos, quer como etapas diminutas finas que se aproximam de avanço contínuo da peça de trabalho ou indutor, ou etapas mais grosseiras visualmente discemíveis como movimento escalonado. Embora os termos “parte selecionada”, “múltiplas características”, e “locações” sejam utilizados para descrever seções da peça de trabalho colocada no interior do indutor para tratamento térmico por indução com frequência e ciclo de serviço variáveis, a presente invenção inclui variar a frequência e/ou ciclo de serviço enquanto a parte, característica ou locação passa através do indutor. Isto é, subseções de cada parte, característica ou locação podem ser termicamente tratadas com frequências e ciclos de serviço variáveis quando as subseções da parte, característica ou locação passam através do indutor.

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13/13 [00029] Em outros exemplos da invenção o controle de modulação por largura de pulso pode ser usado para controlar a saída de potência do inversor quando a frequência de saída do inversor varia em uma posição da peça de trabalho dada, por exemplo, para realizar o tratamento térmico e tempera para uma característica da peça de trabalho. O tratamento térmico sequência adicional de características compreendendo a peça de trabalho não está limitado a tratamento térmico sequencial na ordem em que as características são posicionadas na peça de trabalho. Por exemplo, reportando-se à peça de trabalho 14 na fig. 1, as características 14a, 14b e 14c podem ser posicionadas e termicamente tratadas sucessivamente naquela ordem através do indutor 12. Altemativamente, por exemplo, as características 14a, 14c e 14b podem ser posicionadas e termicamente tratadas em sequência naquela ordem através do indutor.

[00030] É observado que os exemplos precedentes foram apresentados meramente para a finabdade de explanação e não devem ser de modo algum interpretados como bmitativos da presente invenção. Embora a invenção tenha sido descrita com referência a várias modabdades, é entendido que os termos que foram usados aqui são termos de descrição e ilustração, mais exatamente do que termos bmitativos. Além disso, embora a invenção tenha sido descrita aqui com referência específicos dispositivos, materiais e modalidades, a invenção não é proposta para estar limitada aos particulares expostos aqui; mais exatamente, a invenção se estende a todas as estruturas, métodos e apbcações funcionalmente equivalentes, tal como se enquadram dentro do âmbito das reivindicações apensas. Aqueles versados na técnica, tendo o benefício dos ensinamentos do presente relatório descritivo, podem efetuar numerosas modificações e variações podem ser introduzidas sem se afastar do âmbito e espírito da invenção nos seus aspectos.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para aquecimento por indução de uma peça de trabalho (14), o aparelho compreendendo:

uma fonte de energia (10) tendo uma saída de CA com controle de modulação por largura de pulsos;

um indutor (12) conectado com a saída de CA para gerar um campo magnético de CA;

um dispositivo (16) para mover a peça de trabalho através do indutor para acoplar magneticamente partes selecionadas (14a, 14b, 14c) da peça de trabalho com o campo magnético;

caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende: um dispositivo sensor de posição (20) para detectar a posição da peça de trabalho;

um dispositivo para seletivamente ajustar a frequência da saída de CA, de acordo com a posição detectada pelo dispositivo sensor de posição, quando cada uma das partes selecionadas é acoplada com o campo magnético para tratamento térmico por indução; e um dispositivo para seletivamente ajustar a potência da saída de CA alterando-se o ciclo de serviço da saída de CA quando cada uma das partes selecionadas é acoplada com o campo magnético para tratamento térmico por indução e a frequência da saída de CA é ajustada.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um dispositivo para seletivamente ajustar o período de tempo durante o qual cada uma daquelas partes selecionadas (14a, 14b, 14c) é acoplada com o campo magnético para tratamento térmico por indução.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um processador (22) para determinar a frequência, potência e ciclo de serviço da saída de CA para uma das partes selecionadas (14a, 14b, 14c) indicadas pelo dispositivo sensor de posição (20).

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4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda um processador (22) para determinar a frequência, potência e ciclo de serviço da saída de CA, e o período de tempo para tratamento térmico por indução para uma das partes selecionadas indicadas pelo dispositivo sensor de posição (20).
5. Método de aquecimento por indução de um ou mais múltiplos elementos de uma peça de trabalho (14) compreendendo as etapas de:

alimentar energia elétrica a pelo menos um indutor (12) para gerar um campo magnético de CA em tomo do pelo menos um indutor (12);

posicionar sequencialmente cada um do um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) na vizinhança do campo magnético para acoplar magneticamente o elemento posicionado com o campo magnético pelo qual o elemento posicionado é indutivamente tratado termicamente;

caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de: detectar a posição do um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) acoplados com o campo magnético;

variar seletivamente a frequência da potência elétrica de acordo com a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho enquanto cada um daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) é sequencialmente posicionado na vizinhança do campo magnético; e variar seletivamente a magnitude da potência elétrica de acordo com a posição detectada da peça de trabalho pela variação do ciclo de serviço da potência elétrica enquanto cada um daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) é sequencialmente posicionado na vizinhança do campo magnético e a frequência da potência elétrica é ajustada.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de seletivamente variar o tempo de tratamento térmico que cada um daquele um ou mais múltiplos elementos é indutivamente

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3/4 acoplado com o campo magnético.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de ajustar a frequência da potência elétrica para a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) a um valor de frequência armazenado num dispositivo de memória para a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos, e ajustar o ciclo de serviço da potência elétrica requerida para uma magnitude de potência elétrica armazenada num dispositivo de memória para a posição detectada de tal um ou mais múltiplos elementos.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de calcular o ciclo de serviço da potência elétrica dividindo-se a magnitude de potência elétrica armazenada no dispositivo de memória por um valor computado para a potência elétrica com 100% de ciclo de serviço.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de ajustar a frequência da potência elétrica para a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) a um valor de frequência armazenado num dispositivo de memória para a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos; ajustar o ciclo de serviço da potência elétrica requerida para uma magnitude de potência elétrica armazenada num dispositivo de memória para a posição detectada de tal um ou mais múltiplos elementos; e, ajustar o período de tempo no qual a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) é acoplada com o campo magnético a um valor de tempo armazenado num dispositivo de memória para a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de calcular o ciclo de serviço da potência elétrica dividindo-se a magnitude de potência elétrica armazenada no

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4/4 dispositivo de memória por um valor computado para a potência elétrica com 100% de ciclo de serviço.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de medir a magnitude efetiva de potência elétrica, comparar a magnitude efetiva de potência elétrica com aquela magnitude de potência elétrica armazenada no dispositivo de memória, e ajustar adicionalmente o ciclo de serviço da potência elétrica para eliminar qualquer diferença entre a magnitude efetiva de potência elétrica e aquela magnitude de potência elétrica armazenada no dispositivo de memória.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de medir o período de tempo efetivo em que a posição detectada daquele um ou mais múltiplos elementos da peça de trabalho (14) é acoplada com o campo magnético ao valor de tempo armazenado em memória e avançar a peça de trabalho (14) para outro daquele um ou mais múltiplos elementos quando o período de tempo efetivo é igual àquele valor de tempo armazenado em memória.

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