自制简易高频感应加热
感应加热简介电磁感应加热,或简称感应加热,是加热导体材料比如金属材料的一种方法。
它主要用于金属热加工、热处理、焊接和熔化。
顾名思义,感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流,依靠这些涡流的能量达到加热目的。
感应加热系统的基本组成包括感应线圈,交流电源和工件。
根据加热对象不同,可以把线圈制作成不同的形状。
线圈和电源相连,电源为线圈提供交变电流,流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场,该磁场使工件产生涡流来加热。
感应加热原理感应加热表面淬火是利用电磁感应原理,在工件表面层产生密度很高的感应电流,迅速加热至奥氏体状态,随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法,当感应圈中通过一定频率的交流电时,在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。
金属工件放入感应圈内,在磁场作用下,工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。
由于感应电流沿工件表面形成封闭回路,通常称为涡流。
此涡流将电能变成热能,将工件的表面迅速加热。
涡流主要分布于工件表面,工件内部几乎没有电流通过,这种现象称为表面效应或集肤效应。
感应加热就是利用集肤效应,依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。
感应圈用紫铜管制做,内通冷却水。
当工件表面在感应圈内加热到一定温度时,立即喷水冷却,使表面层获得马氏体组织。
感应电动势的瞬时值为:
式中:e瞬时电势,V;零件上感应电流回路所包围面积的总磁通,Wb,其数值随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大,并与零件和感应器之问的间隙有关。
为磁通变化率,其绝对值等于感应电势。
电流频率越高,磁通变化率越大,使感应电势P 相应也就越大。
式中的负号表示感应电势的方向与的变化方向相反。
零件中感应出来的涡流的方向,在每一瞬时和感应器中的电流方向相反,涡流强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗,可表示为:
式中,I涡流电流强度,A;Z自感电抗,;R零件电阻,;X阻抗,。
由于Z值很小,所以I值很大。