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電磁加熱器技術(shù)園地

什么是感應(yīng)加熱?

發(fā)布時(shí)間:2015-06-23  新聞來源:深圳喆能電子技術(shù)有限公司


感應(yīng)加熱是一種用于粘合,硬化或軟化的金屬或其它導(dǎo)電材料的方法。對于許多現(xiàn)代制造流程,感應(yīng)加熱提供一個(gè)有吸引力的速度,一致性和控制相結(jié)合。

 

感應(yīng)加熱的基本原則已經(jīng)理解并自1920年以來用于制造。二戰(zhàn)期間,迅速發(fā)展的技術(shù),以滿足快速,可靠的過程強(qiáng)化金屬發(fā)動(dòng)機(jī)零部件迫切要求戰(zhàn)時(shí)。最近,專注于精益制造技術(shù)和注重提高質(zhì)量控制導(dǎo)致感應(yīng)技術(shù)的重新發(fā)現(xiàn),隨著精確控制,全固態(tài)感應(yīng)電源的發(fā)展。

 

是什么讓這個(gè)采暖方式如此獨(dú)特?在最常見的加熱方法中,噴燈或明火被直接施加到金屬部分。但隨著感應(yīng)加熱,熱量其實(shí)是“誘導(dǎo)”的一部分,本身流通的電流范圍內(nèi)。

 

感應(yīng)加熱設(shè)備


感應(yīng)加熱依賴于射頻(RF)能量的獨(dú)特特征 - 該部分下方的紅外和微波能量的電磁頻譜。由于熱量經(jīng)由電磁波傳送到產(chǎn)品,零件不會(huì)與任何火焰直接接觸,電感本身沒有得到熱的,并且沒有產(chǎn)品污染。當(dāng)正確設(shè)置,過程變得非常重復(fù)性和可控性。

 

如何開發(fā)感應(yīng)加熱工程

 

究竟怎樣感應(yīng)加熱的工作?它有助于有電的原理的基本理解。當(dāng)交變電流被施加到變壓器的初級,一個(gè)交變磁場產(chǎn)生。根據(jù)法拉第定律,如果該變壓器次級位于磁場內(nèi),電流將被誘導(dǎo)。

 

基本的感應(yīng)加熱設(shè)置,固態(tài)射頻電源發(fā)送的交流電流通過電感器(通常是一個(gè)銅線圈),并且待加熱部(工件)放置在電感器內(nèi)。電感用作變壓器的初級和部分待加熱變成短路二次。當(dāng)金屬部件是放置在電感器內(nèi),并進(jìn)入磁場,循環(huán)渦流的部分內(nèi)感應(yīng)。

 

這些渦流流動(dòng)對金屬,產(chǎn)生精確和局部熱而不部和電感器之間的任何直接接觸的電阻率。該加熱發(fā)生兩磁性和非磁性零件,并且通常被稱為“焦耳效應(yīng)”,指的焦耳第一定律 - 科學(xué)公式表達(dá)由通過導(dǎo)體傳遞電流產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。

 

當(dāng)磁性部分穿過電感器所創(chuàng)建內(nèi)耗 - 其次,額外的熱量通過滯后磁性部件內(nèi)產(chǎn)生。磁性材料自然提供到所述電感器中的快速變化的磁場的電阻。這種阻力產(chǎn)生內(nèi)耗從而產(chǎn)生熱量。

 

在加熱材料的過程中,因此存在電感和部件之間沒有接觸,也不會(huì)有任何的燃燒氣體。該材料被加熱可以位于從電源隔離的設(shè)置;浸沒在液體中,覆蓋隔離物質(zhì),在氣體環(huán)境,甚至在真空中。

 

重要的要考慮的因素的感應(yīng)加熱系統(tǒng),用于一個(gè)特定的應(yīng)用程序的效率取決于幾個(gè)因素:部分本身的特性,電感器的設(shè)計(jì),電源的容量,和溫度變化的應(yīng)用程序所需的量。


使用零件的特點(diǎn):


金屬或塑料

首先,感應(yīng)加熱直接工作只與導(dǎo)電材料,通常金屬。塑料和其它非導(dǎo)電材料通??梢酝ㄟ^首先加熱該熱傳遞到所述非導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性金屬基座間接地加熱。

 

磁性或非磁性

這是比較容易熱磁性材料。除了誘導(dǎo)渦流熱,磁性材料也產(chǎn)生通過所謂的滯后效應(yīng)(如上所述)的熱。這種效應(yīng)不再發(fā)生在溫度高于“居里”點(diǎn) - 在該磁性材料失去磁性的溫度。磁性材料的相對阻力在額定“滲透度”刻度100500;而非磁性具有1的透氣性,磁性材料可具有滲透性高達(dá)500

 

厚或薄

同的導(dǎo)電材料,約85%的熱效應(yīng)發(fā)生的表面或部分的“皮膚”上;加熱強(qiáng)度減弱從表面的距離小或薄的部分通常加熱的速度比大厚部分,特別是如果較大的部件需要通過被加熱的所有道路。

 

研究已經(jīng)示出的交流電流的頻率和加熱的穿透深度之間的關(guān)系:在部分頻率越高,加熱較淺。 100?400 kHz的頻率產(chǎn)生相對高能量熱,適合于快速加熱的小零件或較大的部件表面/皮膚。為深,透熱,再加熱循環(huán)以530千赫茲低頻率已被證明是最有效的。

 

電阻率

如果你使用完全相同的誘導(dǎo)過程加熱2相同大小的塊鋼和銅,結(jié)果就大不一樣。為什么呢?鋼 - 隨著碳,錫和鎢 - 具有高電阻率。由于這些金屬的強(qiáng)烈抵制的電流,散熱迅速建立起來。低阻金屬,諸如銅,黃銅和鋁需要更長的時(shí)間來加熱。隨著溫度的升高電阻率,所以非常炎熱一塊鋼會(huì)更容易接受感應(yīng)加熱比感冒片。


電感設(shè)計(jì)

它是所要求的感應(yīng)加熱的變化的磁場,通過交變電流的流動(dòng)開發(fā)電感內(nèi)。所以電感設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的方面之一。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的電感提供適當(dāng)?shù)募訜崮J綖槟愕囊徊糠?,并最大限度地提高了感?yīng)加熱電源的效率,同時(shí)還可以方便插入和移除部分。


電源容量

需要用于加熱的特定部位的感應(yīng)電源的尺寸可以很容易地計(jì)算出來。首先,必須確定多少能量需要被轉(zhuǎn)移到工件。這取決于材料的質(zhì)量被加熱,材料的比熱,且溫度升高要求。從傳導(dǎo),對流和輻射熱損失也應(yīng)考慮。

所需溫度變化的程度

 

最后,感應(yīng)加熱的具體應(yīng)用的效率依賴于溫度變化的需要的量。作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則,更感應(yīng)加熱電源一般用于增加溫度變化的程度。



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