定义:感应加热是一种非接触式电加热过程,其中导电材料通过电磁诱导原理加热。这里在导电材料内产生热量而不与源直接接触。
我们都意识到,早前的事实,主要是使用的加热过程需要在待加热的金属和火焰之间直接接触。更具体地,我们可以说,非电加热需要直接放置金属在火焰上。然而,感应加热允许通过电流的循环在金属内诱导热量。
介绍
在进行进一步之前,我们必须了解电热的电力加热的特权。
- 缺乏移动部件,从而易于维护。
- 高效操作。
- 可靠性和紧凑性。
电加热是一种技术,材料或表面通过外部供应的作用加热。电加热以高频或功率频率实现,但是,两个的操作是完全不同的。
基本上,在功率频率加热时,通过三种最基本的传热技术将热量传递到材料中,即,传导那对流, 或者辐射。在高频加热中,随附的电能在材料本身内变为热量。因此,高频加热被认为是更有效的加热方法。
这种高频加热机制将亚分为两类那
- 感应加热
- 介电加热
这两种加热方法在该过程中加热的材料的基础上至关重要。基本上,在感应加热过程中,在介电加热过程中加热金属等导电材料,使木材如木材的绝缘材料被加热。
但是,我们的主题在这里是感应加热,我们将详细讨论。
工作原理
感应加热中的经营原则使用法拉第电磁诱导定律的原理和焦耳加热的概念。
它的操作与遵循法拉第法律的变压器非常相似。在变压器中,当初级绕组通电时,通过它的电流流动导致交替磁场的产生。当与次级绕组连接时产生的磁通量在次级绕组内产生EMF,电流开始流过它。这里磁场的强度示出了对所施加电场的大小的依赖性。
这里应该注意的是,两个线圈之间不存在直接接触,但是它们是磁耦合,导致电流流过变压器的次级绕组。
此外,根据焦耳效果,当电流流过材料时,其内阻相对使流量以热量的形式散发。
如何发生感应加热?
在讨论感应加热的操作之前,您必须注意到被加热的材料被称为a工件并且围绕工件周围的线圈引起它的电流被称为aWorkcoIl.。
诱导加热以最初的方式进行,最初当高频交流电通过线圈(用作初级绕组时),然后将交替磁场围绕线圈并产生通量。这是由于电磁定律而发生的。现在,工件(表现为单件短路的次级绕组)放置在线圈内,如下图所示:
然后工作磁场诱导工件中的EMF,从而导致涡流流过工件。并且这种操作原则类似于根据变压器的一个原则法拉第的法律。导电工件内的涡流流动在一个环中,如下所示:
然而,在电流的流动期间,将有一个相反的力,即,有限电阻,这导致通过材料以热量的形式耗散功率,并且这种效果称为焦耳效果。
这里应注意,由于皮肤效果,在高频操作期间,散热仅限于工件的表面。在皮肤效果中,电流仅浓缩到工件的表面。随着工件涡流的表面内更深。因此,相对于距离的电流密度变化如下所示:
上述图形表示清楚地表明,当距离增加时,电流密度逐渐减小。
影响感应加热的因素
假设L和D是圆柱形工件的长度和直径。工作线圈具有n个匝数,携带电流I.
从Lenz的定律,致态圆柱体中的诱导涡流的方向会反对垂直通量。这里涡流I2是单匝的二次电流。因此,考虑没有最终影响,
主要安培转弯,在=次级安培转,一世2* 1
因此,一世2= I.N.
工件中的功率损耗,
长度沿电流的流动方向,该区域是圆形工件的圆周,即,Πd.。
如果δ是渗透深度,则正常到电流I2流的区域是Lδ,
我们最近讨论了诱导电流的大小随着距离表面的距离增加而降低。因此,
: 一世0.是安培表面的电流,
X表示距离表面的距离,
δ是渗透深度,
i(x)是表面距离的电流。
假设P.S.电源是每平方米的区域Πdl进入金属气缸,然后
因此,
:H = IN / L I.E.,每个单位长度的工件MMF。
渗透深度的表达式是:
:μ.R.表示金属的相对渗透性,
ρ是工件的电阻率和
F是供应频率。
代替p的表达式δ值S., 我们将有,
因此,影响感应加热的因素将是:
因此,对于H,F和μ的高值R.并且ρ,通过感应加热发生更多的热量。
好处
- 渗透深度是频率依赖,因此可以避免加热过程中的变化频率浪费。
- 由于在有限的零件中的热量浓度,它有利于表面处理。
- 它提供快速加热,从而最终节省电力。
- 感应加热非常有效。
- 它提供了良好的操作条件即,没有污染。
- 这是一种自动控制过程,因此熟练的劳动者没有特别需要。
- 它提供自动温度控制功能。
缺点
- 它需要高频电源,因此非常昂贵。
- 在操作期间必须需要电源。
感应加热的应用
广泛着名使用感应加热是在感应烹饪中,为周围的热量耗散最小的烹饪。除此之外,感应加热用于锻造,退火,焊接,金属焊接的目的,以及不同金属的钎焊。它还用于钢,烧结和医疗设备的灭菌等硬化。
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