电磁感应加热作为当今备受欢迎的加热方式,许多朋友对电磁感应加热相关的原理并不清楚。在此基础上,海越为大家总结了一些电磁感应加热相关的原理,希望对大家有所帮助。
1.电磁感应加热物理基础
将金属导体放入通有交流电的线圈中,根据电磁感应原理,在交变磁场的作用下,在导体中产生感应电流(涡流),与方向在线圈中,但大小和频率相同。利用导体中的感应电流进行加热的方法称为“感应加热”。
2、感应加热的物理现象
2.1趋肤效应:
又称趋肤效应或表面效应,当直流电通过导体时,导体截面上各点的电流密度是均匀的。当交流电通过导体时,导体表面的电流密度较大,而导体内部的电流密度较小。当高频电流通过导体时,导体截面上的电流密度差异更大,电流主要集中在导体表面。这种现象称为趋肤效应。
2.2. 接近现象:
两个相邻的导体,如两个母线或感应器的有效加热线,以及感应加热的零件。当交流电通过时,由于电流磁场的相互作用,导体上的电流会重新分布。这种现象称为邻近效应。单向电流主要集中在两个相邻导体的外侧。反向电流主要集中在两个相邻导体的内部。两个导体越接近,效果就越大。
2.3. 环形效应:
当圆形导体通过交流电时,最大电流密度分布在圆形导体的内侧,称为环形效应。环形效应使电感器的电流密集到环形感应的内侧,有利于加热部分的外表面。但是,在加热加热件内孔时,这种效应使电感中的电流远离加热件内表面,对加热内孔非常不利。
2.4 磁铁的槽效应:
在由硅钢片构成的导电体的槽内安装有截面为矩形的导体。当导体通过交流电时,电流集中在具有磁性体开口的导电体表面上。这种现象称为磁体的槽效应。槽越深,电流频率越高,槽效应越强。利用这种效应,可以将电流排出到环形导体的外表面,从而克服环形效应。
3、电流穿透深度
由于趋肤效应,电流在导体或部分的分布不均匀。根据工程规定,从最大表面电流(Ⅰ0)到1/e(Ⅰ0)测量的深度为电流的穿透深度。钢在居里点(770℃)以下的电流穿透深度称为冷穿透深度,高于居里点的电流穿透深度称为热穿透深度。
4、电磁感应加热方式
4.1 穿透加热:
零件受热时,电流的穿透深度大于硬化层的深度,从硬化层获得的热能全部由涡流产生,整个层内的温度为基本统一。这种方法适用于设备频率高、功率大、淬火层深度较浅的零件。
4.2 传导加热:
零件受热时,电流的热穿透深度小于硬化层的深度,从硬化层获得的热能只能在热穿透深度通过涡流产生, 超过此温度,金属温度可以通过来自表面层的热传递而完全升高。这种方法适用于功率较低、淬火层深度较深的零件。
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