什么是感应加热,感应线圈如何工作?

感应加热是一种用于加热金属或任何其他导电材料的准确,快速,可重复,高效,非接触式技术。

电磁加热工作原理 金沙节能加热设备优势

一种感应加热系统包括用于线路功率转换成交流电,并将其输送到一个工作头的感应电源,和用于在线圈中产生电磁场工作线圈的。将工件放置在线圈中,以使该磁场在工件中感应出电流,进而产生热量。

水冷线圈位于工件周围或边界。它不接触工件,并且热量仅由通过工件传输的感应电流产生。用于制造工件的材料可以是金属,例如铜,铝,钢或黄铜。它也可以是半导体,例如石墨,碳或碳化硅。

为了加热非导电材料,例如塑料或玻璃,可以使用感应来加热导电基座,例如石墨,然后将热量传递给非导电材料。

感应加热可用于温度低至100?C(212°F)和高至3000°C(5432°F)的过程中。它还可用于持续不到半秒的短时间加热过程以及持续数月的加热过程。

电磁加热

感应加热可用于家庭和商业烹饪,在多种应用中,例如热处理,钎焊,焊接预热,熔化,工业中的热缩配合,密封,钎焊,固化以及研究和开发。

感应加热如何工作?

感应在线圈中产生电磁场,以将能量传递到待加热的工件上。当电流沿着导线通过时,在该导线周围会产生磁场。

归纳法的主要好处
归纳的好处是:

1、高效快速加热

2、精确,可重复的加热

3、安全加热,因为没有火焰

4、精确加热可延长夹具寿命

感应加热方法

感应加热使用两种方法完成:

第一种方法称为因工件材料的电阻率引起的I?R损耗而产生的涡流加热。第二种方法称为磁滞加热,其中通过在线圈中改变组件的磁极性而产生的交变磁场在部件内产生能量。

当材料的磁导率降低到1并降低磁滞加热时,在居里温度以下的组件中发生磁滞加热。涡流加热构成剩余的感应加热效果。

当电流方向(AC)发生变化时,所产生的磁场会失效,并会在反向方向上产生,因为电流的方向会反向。当第二根导线位于该交变磁场中时,第二根导线会产生交流电。

通过第二根导线传输的电流与通过第一根导线传输的电流彼此成比例,并且与它们之间的距离平方成反比。

当用线圈代替该模型中的金属丝时,线圈上的交流电会产生电磁场,而在待加热的工件处于磁场中时,工件与第二根金属丝匹配,并在其中产生交流电。工件。工件材料电阻率的I?R损耗会导致工件材料电阻率的工件中产生热量。这称为涡流加热。

感应线圈的工作

借助于交变电场,能量通过工作线圈传输到工件。

穿过线圈的交流电产生电磁场,该电磁场将在工件中流过的电流作为镜像镜像到在工作线圈中流过的电流。工作线圈/电感器是感应加热系统的一部分,当加热工件时,该线圈显示出效率和效率。工作线圈有多种类型,从复杂到简单。

螺旋缠绕(或螺线管)线圈是简单线圈的一个示例,它由缠绕在心轴上的许多匝铜管组成。由实心铜精加工并钎焊在一起的线圈就是复杂线圈的一个例子。

工作(谐振)频率

需要加热的工件和工件材料决定了感应加热系统的工作频率。使用感应系统在适合应用的频率范围内提供功率至关重要。可以通过所谓的“集肤效应”来理解各种工作频率的原因。当电磁场在组件中感应出电流时,它主要在组件表面通过。

工作频率越高,趋肤深度越浅。类似地,当工作频率较低时,趋肤深度和加热效果的渗透也会更深。蒙皮深度/穿透深度基于零件的温度,工作频率和材料特性。

例如(参见表1),可以使用3kHz?感应系统将20mm的钢筋加热到540°C(1000°F)来消除应力。但是,将需要通过10 kHz系统将同一条钢加热到870°C(1600°F)来硬化。

近似最小直径,可在不同的感应频率下进行有效加热
材料 温度 1 kHz 3 kHz的 10 kHz的 30 kHz的
钢低于居里 540°C
(1000°F)
8.89毫米
(0.35英寸)
5.08毫米
(0.20英寸)
2.79毫米
(0.11英寸)
1.27毫米
(0.05英寸)
钢以上居里 870°C
(1600°F)
68.58毫米
(2.7英寸)
38.10毫米
(1.5英寸)
21.59毫米
(0.85英寸)
9.65毫米
(0.38英寸)

因此可以说,较高的工作频率(通常大于50kHz)可用于感应加热较小的零件,而较低的工作频率可用于更有效地加热较大的零件。

在带有嵌入式微处理器控制系统的高级固态感应电源的情况下,基于所有部件都放置在线圈内一致位置这一事实,可以实现一致且有效的加热技术。

感应加热系统的零件

感应加热系统包括储能电路,电源和工作线圈。在工业应用中,有足够的电流流经线圈,需要进行水冷却。因此,基本安装包含水冷却单元。来自AC线的交流电通过电源转换为交流电,该交流电与线圈电感,工作头电容和组件电阻率结合在一起。

要考虑的因素

工件材料决定了所需的加热速率和功率。钢铁具有较高的电阻率,因此容易加热,而铝和铜由于其较低的电阻率而需要更多的功率来加热。

某些钢具有磁性,因此在感应加热时会使用金属的电阻率和磁滞特性。当加热到居里温度(500-600°C / 1000-1150°F)以上时,钢会失去磁性。然而,涡流加热为高温提供了所需的加热技术。

所需的功率取决于多种因素,例如材料的类型,工件的尺寸,所需的温度升高以及达到温度的时间。根据要加热的工件的尺寸,要考虑的基本因素是感应加热系统的工作频率。

同样,对于较小的工件,需要较高的频率(> 50kHz)才能有效加热,而对于较大的工件,则需要较低的频率(> 10kHz),并且会产生更多的热量。

当加热的工件的温度升高时,热??量也会从工件中散失。随着温度的升高,工件的辐射和对流损失成为非常重要的因素。绝缘方法通常在高温下使用,以减少热量损失并降低感应系统所需的功率。

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