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電磁感應(yīng)加熱設(shè)備加熱原理詳解

時(shí)間:2021-10-04 14:32:36 來源:青島海越 點(diǎn)擊:

電磁感應(yīng)加熱設(shè)備加熱原理是我們今天要討論的重點(diǎn)。
眾所周知,導(dǎo)體(工件)的電磁感應(yīng)加熱技術(shù)來源于法拉第電磁感應(yīng)原理。
如圖1所示,感應(yīng)加熱電源產(chǎn)生的中高頻交變電流通過感應(yīng)器(常用螺旋線圈),在感應(yīng)線圈的內(nèi)部和外圍產(chǎn)生與線圈電流同頻率的交變磁場(chǎng);導(dǎo)體工件置于交變磁場(chǎng)中,導(dǎo)體和交變磁場(chǎng)形成相對(duì)運(yùn)動(dòng),也就是導(dǎo)體切割磁力線,從而在工件內(nèi)部感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)(電壓)和頻率相同但方向相反的電流(渦流)。
電磁感應(yīng)加熱設(shè)備加熱原理
工件的發(fā)熱由兩種效應(yīng)導(dǎo)致。由于導(dǎo)體有電阻,渦流流過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電阻熱(焦耳熱效應(yīng)),實(shí)現(xiàn)從工件內(nèi)部發(fā)熱。對(duì)于鐵磁性工件,在居里點(diǎn)溫度以下其內(nèi)部自發(fā)磁化形成許多磁疇結(jié)構(gòu)。中高頻交變磁場(chǎng)不斷地對(duì)磁疇進(jìn)行磁化,亦即改變磁疇的磁極方向。磁疇在改變其方向的時(shí)候與周圍磁疇相互摩擦產(chǎn)生熱量,稱之為磁滯熱效應(yīng),也會(huì)使得工件溫度升高。

由于磁滯熱效應(yīng),被加熱工件在其居里點(diǎn)溫度之下時(shí)感應(yīng)加熱速度很快。當(dāng)工件的溫度超過居里溫度之后磁滯熱效應(yīng)消失,只能依靠焦耳熱效應(yīng)升溫,加熱速度變慢。通常鐵磁性材料的居里點(diǎn)溫度在500~600℃之間。由于常見工程鐵磁性材料的焊前預(yù)熱、焊后消氫、熱套熱拆等都在此溫度之下,因此這些工程應(yīng)用的電磁感應(yīng)加熱無需考慮居里溫度的問題。而鐵磁性材料的焊后熱處理溫度高達(dá)700℃,則需要考慮調(diào)整感應(yīng)加熱參數(shù)應(yīng)對(duì)高溫時(shí)的磁滯熱效應(yīng)消失問題。

青島海越機(jī)電科技有限公司開發(fā)的中頻電磁感應(yīng)加熱設(shè)備主要由逆變器、諧振單元、變壓器和感應(yīng)器組成。其中逆變器是一個(gè)交-直-交的變流器,能夠?qū)⒐ゎl交流電變換成為幾千至幾百千赫茲的中頻或高頻電流。諧振單元和變壓器一端連接逆變器,另一端連接感應(yīng)器,將高壓變成隔離的低壓并進(jìn)行阻抗匹配。工作時(shí),感應(yīng)器中流過強(qiáng)大的中高頻電流,在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此導(dǎo)體迅速被加熱。感應(yīng)加熱電源的諧振頻率根據(jù)被加熱對(duì)象和工藝的不同而不同,從一千至幾十千赫茲最為常用。海越公司的電磁感應(yīng)加熱設(shè)備有諧振頻率自動(dòng)跟蹤功能,會(huì)根據(jù)線圈的電感量自動(dòng)匹配并工作在最佳諧振頻率上。

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