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什么是感应加热(电磁感应加热)?
感应加热是利用电磁感应的方法来产生加热材料的内部电流,并依靠这些涡流的能量来实现加热的目的。感应加热系统的基本组成部分包括感应线圈、交流电源和工件。线圈可以根据不同的加热对象形成不同的形状。线圈与电源相连,电源为线圈提供交流电流,通过线圈的交流电流通过工件的交流磁场产生交流磁场,使工件产生涡流加热。自20世纪20年代以来,感应加热的基本原理一直被理解用于制造业。在第二次世界大战期间,快速发展的技术可以满足快速可靠的过程,加强金属发动机部件的紧急战时要求。近年来,随着全固态感应电源的发展,注重精益制造技术,提高质量控制。
是什么使这种加热方法如此独特?在更常见的加热方法中,火炬或明火直接应用于金属部件。但随着感应加热,热实际上是诱导的一部分,在电流范围内。
感应加热依赖于射频(RF)能量的独特特性——即部分以下红外和微波能量的电磁频谱。由于热量通过电磁波传递给产品,当零件不直接接触火焰时,电感器本身不会受热(见下图1),产品也不会受到污染。如果设置正确,这个过程将变得非常重复和可控。
如何感应加热工程。
如何感知加热工作?它有助于基本理解有电的原理。当交流电流应用于变压器的初级水平时,创建交流磁场。根据法拉第定律,如果变压器二次位于磁场中,将诱导电流。
在图2中显示的基本感应加热设置中,通过电感器(通常是铜线圈)发送的交流电流通过固态射频电源,待加热部件(工件)放置在电感器中。电感器用作变压器的一次和部分,需要加热至两次短路。当金属部分放置在电感器中并进入磁场时,循环涡流部分感应。
这些涡流产生任何直接接触金属和电感器的电阻率。加热产生两个磁性和非磁性部件,通常称为焦耳效应,是指通过导体传递电流产生的热之间的关系。
当磁性部件通过传感器产生内部消耗时——其次,通过滞后的磁性部件产生额外的热量。磁性材料自然地为电感器中快速变化的磁场提供电阻。这种电阻会产生内部消耗和热量。
在加热材料的过程中,电感和零件之间没有接触,也没有燃烧气体。从电源隔离设置中加热材料;浸入液体中,覆盖气体环境中的隔离材料,甚至在真空中。
需要考虑的重要因素。
感应加热系统用于特定应用程序的效率取决于几个因素:零件本身的特性、电感器的设计、电源容量和温度变化应用程序所需的数量。
零件的特点
金属或塑料
首先,感应加热只能直接使用导电材料,通常是金属。塑料和其他非导电材料通常可以间接加热非导电材料的导电金属底座。
磁性或非磁性。
这是一种容易加热的磁性材料。除了诱导涡流热之外,磁性材料还通过所谓的滞后效应(如上所述)产生热量。这种效应不再发生在温度高于居里点——磁性材料失去磁性的温度。磁性材料的相对电阻分级为渗透性刻度100-500;非磁性材料具有1的透气性,磁性材料的透气性可达500。
厚或薄
同样的导电材料,料,约85%的热效应发生在表面或部分皮肤上;加热强度减弱了表面距离的增加。因此,小型或薄型零件的加热速度通常比厚的零件快,特别是如果大型零件需要全部加热。
研究显示的交流电流频率与加热穿透深度之间的关系:零件频率越高,加热越浅。100?400kHz的频率产生相对较高的能量热,适用于小零件或大零件表面/皮肤的快速加热。对于深度和透热,然后加热循环5?30千赫的频率被证明更有效。
电阻率
如果在相同的诱导过程中使用2块相同大小的钢和铜,结果会有很大的不同。为什么?钢与碳、锡和钨具有较高的电阻率。由于这些金属的强电阻电流,散热迅速建立。低电阻金属,如铜、铜和铝,需要更长的时间来加热。随着温度电阻率的增加,一块非常热的钢比冷片更容易接受感应加热。
电感设计
它是感应加热所需的变化磁场,通过交流电流开发电感。因此,电感器的设计是整个系统中更重要的方面之一。设计良好的电感器为您的部分提供了适当的加热模式,并大大提高了感应加热电源的效率,但也可以方便地插入和删除部分。
电源容量
可以很容易地计算出需要用于加热的特定部分的感应电源的大小。首先,必须确定需要转移到工件上的能量。这取决于材料的质量、材料的比热和温升要求。还应考虑传导、对流和辐射热损失。相比之后,感应加热的具体应用效率取决于温度变化所需的量。还可以容纳大范围的温度变化;作为一种经验规律,感应加热电源通常用于提高温度变化的程度。
一、高频电磁感应加热设备广泛应用于以下行业:
(一)热处理行业(淬火、退火、回火和消除应力)
1.五金工具高频淬火热处理,如虎钳、锤子、大力钳、扳手等。
2.曲轴、连杆、活塞销、凸轮轴、气门、如曲轴、连杆、活塞销、凸轮轴、气门、变速箱中的各种齿轮、各种拔叉、各种花键轴、传动半轴、各种小轴、曲柄销、各种摇臂、摇臂轴等。
3.液压元件,如柱塞泵的柱塞、转子泵的转子、各种阀门上的换向轴、齿轮泵的齿轮等。
4.高频淬火热处理汽车、机械设备、电动工具齿轮、轴承。
5.各种木工工具,如:斧头、刨刀等淬火。
6.各种汽车、机车、船舶和工程设备的轮毂、机轴的中频淬火、大型工件的退火、回火和应力消除。
(二)焊接行业(钎焊)
1.焊接各种车刀、刨刀、铣刀等机加工刀具。
2.焊接各种金钢石工具,如:金钢石锯片。金钢石钻具的焊接。
3.各种合金的钎焊,如各种一字型钎焊头、柱齿钎焊头、燕型煤钻头、铆杆钻头等。
4.各种采煤机截齿的焊接。
5.焊接各种机械刀具。
6.空调、冰箱、铜管钎焊、钢管钎焊、铜管及铝管钎焊。
(3)锻压行业。
1.各种标准件,非标准件的热墩、铜、钢、铝的铸造和锻压。
2.锻前加热钳子、扳手等五金工具。
3.钻具、钻尾尾柄、锥体、钻头锻造等。
4.不锈钢容器的挤压成型。(4)采暖行业1。商业商店打开门做生意,空气流量大,温度分散快。电加热炉的热度是均匀的,可以保证正常的温度。
2.高架车间采暖带中央空调室内机或风机盘管,做热风机组,在有人工作的区域进行采暖,降低运行成本,系统安装简单方便,也可以移动机组。
3.采暖采暖(采用峰谷平电价采暖),这是利用不同时期的电价差异,将电力储存在低价段,然后用于采暖高峰期。设备可以定时定温,无需人员护理,方便方便,降低运行成本。
4.企事业单位、学校等企事业单位和学校白天利用率高,夜间几乎不需要取暖。为了避免能源和人力的浪费,电磁加热炉的定时温度控制功能是一个更好的地方。
5.太阳能电加热一天的太阳时间有限,因此必须有其他热源一起使用。科益供热设备以其独特的质量、性能和高效的电热转换,可理想地与太阳合作作为供热热源。
6.适用于一些特殊场合的特殊环境,如油田、加油站、火车站、火药库等。,这些都是为了防止使用明火加热,电加热炉很容易使用。