forhøre

Hvad er princippet om induktionsopvarmning og dets anvendelse?

  Elektromagnetisk induktionsteori er moden, induktionsopvarmning har været en meget brugt opvarmningsmetode, især i overfladevarmebehandling, har fordelene ved simpel proces, lille deformation, høj effektivitet, energibesparelse og miljøbeskyttelse, let at realisere automatiseringen af ​​processen , hærdningslagets fremragende ydeevne osv. Med den fortsatte udvikling af industriel teknologi er induktionsopvarmning også mere og mere strålende.

Induktionsopvarmningsudstyr kan opdeles i strømfrekvens, mellemfrekvens, superlydfrekvens og højfrekvens i henhold til strømfrekvensen, som har deres eget frekvensområde og varmeeffekttæthed.

Induktionsopvarmning er hovedsageligt baseret på tre grundlæggende principper: elektromagnetisk induktion, "hudeffekt" og varmeledning.

Når vekselstrømmen passerer gennem lederen, vil den inducerede elektromotoriske kraft blive genereret i lederen under påvirkning af det dannede magnetiske vekselfelt. Jo tættere den er på midten, jo større er den inducerede ELEKTROmotoriske kraft, lederens strøm tenderer mod overfladelaget, og strømintensiteten falder eksponentielt fra overfladen til midten, som vist i figur 1. Dette fænomen er kendt som hudeffekten af ​​vekselstrøm.

På grund af virkningen af ​​den elektriske kraftkraft og den selvinducerede elektromotoriske kraft genereres den maksimale magnetiske feltstyrke af det kodirektionelle strømsystem på ydersiden af ​​lederoverfladen, og den maksimale magnetiske feltstyrke af det omvendte strømsystem genereres på indersiden af ​​lederfladen, som er nærhedseffekten.

Nærhedseffekten kan bruges til at vælge den passende form af sensoren på overfladen af ​​de bearbejdede dele til centralvarme, således at den aktuelle koncentration i sensorens bredde er omtrent lig med arealet.

Jo mindre afstanden mellem lederne er, jo stærkere er nærhedseffekten.

Fænomenet, at strømmen gennem induktionsspolen er koncentreret på den indre overflade, kaldes ringeffekten. Den ringformede effekt er resultatet af stigningen af ​​den ydre overflades selvinducerede elektromotoriske kraft på grund af virkningen af ​​induktionsspolens vekselstrømsmagnetiske felt.

Ved opvarmning af den ydre overflade er den ringformede effekt gunstig, men ved opvarmning af planet og det indre hul vil det reducere induktorens elektriske effektivitet betydeligt. For at forbedre effektiviteten af ​​plan- og inderhulssensorerne sættes der ofte magnetiske guider op til at ændre fordelingen af ​​magnetfeltstyrken, hvilket tvinger strømmen mod overfladen, hvor delen skal opvarmes. Et magnetisk ledende legeme har den funktion at drive strøm til dens modsatte side.

Overfladeeffekten, nærhedseffekten og ringeffekten øges med stigningen i vekselstrømsfrekvensen. Desuden øges nærhedseffekten og ringeffekten med forøgelsen af ​​ledertværsnittet, mindskelsen af ​​mellemrummet mellem to ledere og formindskelsen af ​​ringradius.

Fra magnetfeltets intensitetsfordelingsligning kan opnås.

De grundlæggende ligninger for magnetfelts intensitetsfordeling viser, at hvirvelstrømsintensiteten varierer eksponentielt med overfladeafstanden. Hvirvelen er stærkt koncentreret i overfladelaget og aftager hurtigt med stigende afstand. I tekniske applikationer er det specificeret, at Ix falder til 1/e (e=2.718) af overfladen som dybden af ​​strømgennemtrængning, udtrykt ved. Hvis enheden er Ω rho, cm, kan bruges under type for delta (mm)

Da varmen genereret af hvirvelen er proportional med hvirvelens kvadrat (Q=0.24I0 Rt), falder varmen fra overfladen til midten hurtigere end hvirvelen. Beregninger viser, at 86.5 % af varmen sker i delta-lamellerne, mens der ikke opstår hvirvler uden for delta-lamellerne. Ovenstående bestemmelser er blevet anvendt med tilstrækkelig nøjagtighed.

Stålmaterialets resistivitet rho stiger sammen med temperaturstigningen i opvarmningsprocessen (inden for rammerne af 800-900 ℃, modstanden af ​​forskellige stål grundlæggende samme, omkring 10 e – 4 (Ω, cm); Permeabiliteten er grundlæggende uændret under tabet af magnetisme-punktet (dets værdi er relateret til styrke), men falder pludselig til permeabiliteten af ​​vakuum =1, når tabet af magnetisme-punktet nås. Derfor, når temperaturen når afmagnetiseringspunktet, vil penetrationsdybden af hvirvel vil stige betydeligt Dybden af ​​hvirvelgennemtrængning ud over tabet af magnetfeltet kaldes "termisk indtrængningsdybde". Nedenfor kaldes tabet af magnetisk punkt "kold hvirvelgennemtrængningsdybde".

Ændringen af ​​hvirvelstrømintensiteten fra emnets overflade til dybden fordeles i henhold til kold tilstandskarakteristika i det øjeblik, før induktoren tænder for højfrekvent strøm, og emnets temperatur begynder at stige. Når der er et tyndt lag på overfladen, der overstiger det magnetiske tabspunkt, ændres hvirvelstrømintensiteten ved det indre kryds, der støder op til det tynde lag, pludselig, og emneopvarmningslaget opdeles i to lag. Hvirvelstrømsintensiteten af ​​det ydre lag faldt betydeligt, og den maksimale hvirvelstrømsintensitet var ved krydset mellem de to lag. Som et resultat falder opvarmningshastigheden af ​​højtemperaturoverfladen hurtigt, krydsets temperatur accelereres og bevæger sig hurtigt indad.

Denne elektriske opvarmningsmetode, som er afhængig af hvirvelstrømme til kontinuerligt at "træde" ind i interiøret, er unik for induktionsopvarmning. Under hurtige opvarmningsforhold vil overfladen ikke overophedes, selv når der tilføres en stor effekt til delen.

Når tykkelsen af ​​højtemperaturlaget mister magnetisme, overstiger indtrængningsdybden af ​​den varme hvirvelstrøm, øges dybden af ​​varmelaget hovedsageligt ved hjælp af varmeledning, og opvarmningsprocessen og temperaturfordelingskarakteristika langs sektionen er stort set de samme som den eksterne varmekilde, så opvarmningseffektiviteten er meget lavere.

Ved opvarmning af overflader til en vis dybde bør der søges en hvirvelstrøm "gennemtrængelig opvarmning". For at gøre dette skal den aktuelle frekvens vælges korrekt, og den valgte opvarmningshastighed skal kunne nå den angivne varmedybde på kortest mulig tid.

Del denne artikel til din platform:

fejl:

Få et citat