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详解电磁感应加热器​产品作用引起导体截面上电流分布现象

作者: 深圳市德斯达节能科技有限公司     发表时间:2022-04-22 14:24:20     浏览量:453【 小  中  大 】

详解电磁感应加热器产品作用引起导体截面上电流分布现象本文章由德斯达电磁加热器用户上传提供根据电磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象,即交变的磁场在导体中产生感应电流,从而导致导体发热。自从发现电流通过导线发生热效应后...

详解电磁感应加热器产品作用引起导体截面上电流分布现象

 

本文章由德斯达电磁加热器用户上传提供

根据电磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象,即交变的磁场在导体中产生感应电流,从而导致导体发热。自从发现电流通过导线发生热效应后,世界上便出现了很多从事研究制造电热器的发明家。1890年,瑞典技术人员发明了台感应熔炼炉——开槽式有芯炉;1893年,美国出现了电熨斗雏形;1909年,电灶的出现实现了从电能转化为热能的过程;1916年,美国人发明了闭槽有芯炉,电磁感应技术逐渐进入实用化阶段。

 

电磁感应加热器节电原理

 

传统的加热行业,普遍采用是的电阻丝和石英加热方式,而这种传统的加热方式,其热效率比较低,电阻丝和石英主要是靠通电后,自身发热然后再把热量传递到料筒上,从而起到加热物品的效果,这种加热效果的热量利用率Z高只有50%左右,另外的50%左右的热量都散发到空气中,所有传统的电阻丝加热方式的电能损失高达50%以上。而通过电磁感应加热,是通过电流产生磁场,使得铁质金属管道自身发热,再加上隔热材质,防止管道热量的散发,热利用率高达95%以上,理论上间节电效果可达到50%以上,但考虑到不同质量的电磁感应加热器的能量转换效率是不太相同的,以及不同的生产设备和环境,所有电磁加热节能的效果一般至少能够达到30%,Z高能够达到70%。

 

电磁感应加热器优势

 

1.高效节能、快速加热采用内热加热方式,即通过电磁感应使料筒内部金属管自身发热,平均预热时间比电阻圈加热方式缩短2/3,同时热效率高达95% 以上,节电效果可达30%-70%。

 

2.降低生产成本、提高产品质量加热部分采用特种电缆结构,本身不会产生热量,可承受500℃以上的温度,使用寿命可达5年以上,后期基本无维护费用。因电磁加热是通过电磁感应使料筒自动发热,热利用率高达95% 以上,能够充分、均匀的给原料加热,从而提高电磁感应加热器产品质量

 

3.运行可靠、可控可调主机采用目前Z先进的工业用机板,微电子控制,多路智能闭环系统和完善的保护功能,有效避免了主机老化现象,可充分保证设备长期安全、稳定地运行。

 

4.改善工作环境设备表面常温,人体可触摸,大大改善了生产现场的工作环境,有力提高工人生产积极性,减少了传统的降温设施费用。本着“以人为本”的理念,创造更加绿色、节能、安全、舒适的生产环境。

 

根据电磁感应加热器产品作用引起导体截面上电流分布不均匀,愈近导体表面电流密度越大的现象。

 

导线通有高频交变电流时,有效截面的减少可以用穿透深度来表示。穿透深度的意义是:由于趋肤效应,交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度。

 

由于集肤效应的作用,导体或零件中的电流分布是不均匀的。工程上规定,从表面电流Z大值处I0测到1/e I0处的深度为电流的透入深度。

 

钢在居里点770℃ 以下的电流透入深度称为冷透入深度,在居里点以上的电流透入深度称为热透入深度。

 

1、1、2圆环效应

 

圆环形的导体通入交变电流时,Z大电流密度分布在环状导体的内侧,这种现象叫做圆环效应。圆环效应使感应器的电流密集到圆环的内侧,对于加热零件的外表面有利。但对加热零件内孔时,该效应使感应器中的电流远离加热零件的内表面,对内孔加热十分不利。

 

1、1、3导磁体的槽口效应

 

矩形截面的导体,装在导磁体的槽口中。当导体通交变电流时,电流集中在导磁体开口的导体表面,称之为导磁体的槽口效应导磁体的槽口越深,电流的频率越高,则导磁体的槽口效应越强烈。

 

1、2、1透入式加热

 

当感应线圈刚刚接通电流,工件温度开始明显升高前的瞬间,涡流在零件中的透入深度符合冷态分布。

 

由于工件表面涡流强度大,表面升温也越快。当表面出现己超过失磁温度的薄层时,加热层就被分成两层:外层的失磁层和与之毗连的未失磁层。失磁层内的材料导磁率μ的急剧下降,造成了涡流强度的明显下降,从而使Z大的涡流强度出现在失磁层和未失磁层的交界处。

 

1、2、2热传导式加热

 

在失磁的高温层厚度超过热态的涡流透入深度δ热后,热量基本上是在厚度为δ热的表层中析出。

 

由于热传导的作用,加热层的厚度将随时间的延长而不断增大。这样零件内部主要依靠热传导方式获得加热,其加热过程及沿截面的温度分布特性与用外热源加热(如在炉内加热或火焰加热)的基本相同。

 

1、2、3 纵向磁场加热

 

磁场方向与工件的轴线方向相平行相同。

 

厚件、圆管的加热。

 

开发的中频电磁感应加热器主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交-直-交的变流器,能够将工频交流电变换成为几千至几百千赫兹的中频或高频电流。谐振单元和变压器一端连接逆变器,另一端连接感应器,将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。工作时,感应器中流过强大的中高频电流,在导体内产生感应电流,因此导体迅速被加热。感应加热电源的谐振频率根据被加热对象和工艺的不同而不同,从一千至几十千赫兹Z为常用。

 

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