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电磁加热器技术园地

什么是感应加热?

发布时间:2015-06-23  新闻来源:深圳喆能电子技术有限公司


感应加热是一种用于粘合,硬化或软化的金属或其它导电材料的方法。对于许多现代制造流程,感应加热提供一个有吸引力的速度,一致性和控制相结合。

 

感应加热的基本原则已经理解并自1920年以来用于制造。二战期间,迅速发展的技术,以满足快速,可靠的过程强化金属发动机零部件迫切要求战时。最近,专注于精益制造技术和注重提高质量控制导致感应技术的重新发现,随着精确控制,全固态感应电源的发展。

 

是什么让这个采暖方式如此独特?在最常见的加热方法中,喷灯或明火被直接施加到金属部分。但随着感应加热,热量其实是“诱导”的一部分,本身流通的电流范围内。

 

感应加热设备


感应加热依赖于射频(RF)能量的独特特征 - 该部分下方的红外和微波能量的电磁频谱。由于热量经由电磁波传送到产品,零件不会与任何火焰直接接触,电感本身没有得到热的,并且没有产品污染。当正确设置,过程变得非常重复性和可控性。

 

如何开发感应加热工程

 

究竟怎样感应加热的工作?它有助于有电的原理的基本理解。当交变电流被施加到变压器的初级,一个交变磁场产生。根据法拉第定律,如果该变压器次级位于磁场内,电流将被诱导。

 

基本的感应加热设置,固态射频电源发送的交流电流通过电感器(通常是一个铜线圈),并且待加热部(工件)放置在电感器内。电感用作变压器的初级和部分待加热变成短路二次。当金属部件是放置在电感器内,并进入磁场,循环涡流的部分内感应。

 

这些涡流流动对金属,产生精确和局部热而不部和电感器之间的任何直接接触的电阻率。该加热发生两磁性和非磁性零件,并且通常被称为“焦耳效应”,指的焦耳第一定律 - 科学公式表达由通过导体传递电流产生的热量之间的关系。

 

当磁性部分穿过电感器所创建内耗 - 其次,额外的热量通过滞后磁性部件内产生。磁性材料自然提供到所述电感器中的快速变化的磁场的电阻。这种阻力产生内耗从而产生热量。

 

在加热材料的过程中,因此存在电感和部件之间没有接触,也不会有任何的燃烧气体。该材料被加热可以位于从电源隔离的设置;浸没在液体中,覆盖隔离物质,在气体环境,甚至在真空中。

 

重要的要考虑的因素的感应加热系统,用于一个特定的应用程序的效率取决于几个因素:部分本身的特性,电感器的设计,电源的容量,和温度变化的应用程序所需的量。


使用零件的特点:


金属或塑料

首先,感应加热直接工作只与导电材料,通常金属。塑料和其它非导电材料通常可以通过首先加热该热传递到所述非导电材料的导电性金属基座间接地加热。

 

磁性或非磁性

这是比较容易热磁性材料。除了诱导涡流热,磁性材料也产生通过所谓的滞后效应(如上所述)的热。这种效应不再发生在温度高于“居里”点 - 在该磁性材料失去磁性的温度。磁性材料的相对阻力在额定“渗透度”刻度100500;而非磁性具有1的透气性,磁性材料可具有渗透性高达500

 

厚或薄

同的导电材料,约85%的热效应发生的表面或部分的“皮肤”上;加热强度减弱从表面的距离小或薄的部分通常加热的速度比大厚部分,特别是如果较大的部件需要通过被加热的所有道路。

 

研究已经示出的交流电流的频率和加热的穿透深度之间的关系:在部分频率越高,加热较浅。 100400 kHz的频率产生相对高能量热,适合于快速加热的小零件或较大的部件表面/皮肤。为深,透热,再加热循环以530千赫兹低频率已被证明是最有效的。

 

电阻率

如果你使用完全相同的诱导过程加热2相同大小的块钢和铜,结果就大不一样。为什么呢?钢 - 随着碳,锡和钨 - 具有高电阻率。由于这些金属的强烈抵制的电流,散热迅速建立起来。低阻金属,诸如铜,黄铜和铝需要更长的时间来加热。随着温度的升高电阻率,所以非常炎热一块钢会更容易接受感应加热比感冒片。


电感设计

它是所要求的感应加热的变化的磁场,通过交变电流的流动开发电感内。所以电感设计是整个系统中最重要的方面之一。一个设计良好的电感提供适当的加热模式为你的一部分,并最大限度地提高了感应加热电源的效率,同时还可以方便插入和移除部分。


电源容量

需要用于加热的特定部位的感应电源的尺寸可以很容易地计算出来。首先,必须确定多少能量需要被转移到工件。这取决于材料的质量被加热,材料的比热,且温度升高要求。从传导,对流和辐射热损失也应考虑。

所需温度变化的程度

 

最后,感应加热的具体应用的效率依赖于温度变化的需要的量。作为一个经验法则,更感应加热电源一般用于增加温度变化的程度。



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