電磁感應加熱作為當今備受歡迎的加熱方式,許多朋友對電磁感應加熱相關的原理并不清楚。在此基礎上,海越為大家總結了一些電磁感應加熱相關的原理,希望對大家有所幫助。
1.電磁感應加熱物理基礎
將金屬導體放入通有交流電的線圈中,根據(jù)電磁感應原理,在交變磁場的作用下,在導體中產生感應電流(渦流),與方向在線圈中,但大小和頻率相同。利用導體中的感應電流進行加熱的方法稱為“感應加熱”。
2、感應加熱的物理現(xiàn)象
2.1趨膚效應:
又稱趨膚效應或表面效應,當直流電通過導體時,導體截面上各點的電流密度是均勻的。當交流電通過導體時,導體表面的電流密度較大,而導體內部的電流密度較小。當高頻電流通過導體時,導體截面上的電流密度差異更大,電流主要集中在導體表面。這種現(xiàn)象稱為趨膚效應。
2.2. 接近現(xiàn)象:
兩個相鄰的導體,如兩個母線或感應器的有效加熱線,以及感應加熱的零件。當交流電通過時,由于電流磁場的相互作用,導體上的電流會重新分布。這種現(xiàn)象稱為鄰近效應。單向電流主要集中在兩個相鄰導體的外側。反向電流主要集中在兩個相鄰導體的內部。兩個導體越接近,效果就越大。
2.3. 環(huán)形效應:
當圓形導體通過交流電時,最大電流密度分布在圓形導體的內側,稱為環(huán)形效應。環(huán)形效應使電感器的電流密集到環(huán)形感應的內側,有利于加熱部分的外表面。但是,在加熱加熱件內孔時,這種效應使電感中的電流遠離加熱件內表面,對加熱內孔非常不利。
2.4 磁鐵的槽效應:
在由硅鋼片構成的導電體的槽內安裝有截面為矩形的導體。當導體通過交流電時,電流集中在具有磁性體開口的導電體表面上。這種現(xiàn)象稱為磁體的槽效應。槽越深,電流頻率越高,槽效應越強。利用這種效應,可以將電流排出到環(huán)形導體的外表面,從而克服環(huán)形效應。
3、電流穿透深度
由于趨膚效應,電流在導體或部分的分布不均勻。根據(jù)工程規(guī)定,從最大表面電流(Ⅰ0)到1/e(Ⅰ0)測量的深度為電流的穿透深度。鋼在居里點(770℃)以下的電流穿透深度稱為冷穿透深度,高于居里點的電流穿透深度稱為熱穿透深度。
4、電磁感應加熱方式
4.1 穿透加熱:
零件受熱時,電流的穿透深度大于硬化層的深度,從硬化層獲得的熱能全部由渦流產生,整個層內的溫度為基本統(tǒng)一。這種方法適用于設備頻率高、功率大、淬火層深度較淺的零件。
4.2 傳導加熱:
零件受熱時,電流的熱穿透深度小于硬化層的深度,從硬化層獲得的熱能只能在熱穿透深度通過渦流產生, 超過此溫度,金屬溫度可以通過來自表面層的熱傳遞而完全升高。這種方法適用于功率較低、淬火層深度較深的零件。
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