感應(yīng)加熱是一種快速、高效、精確、可重復(fù)、非接觸式加熱金屬或其他導(dǎo)電材料的方法。
感應(yīng)加熱系統(tǒng)包括一個(gè)感應(yīng)電源，它將線路功率轉(zhuǎn)換為交流電，將其輸送到工件頭和工作線圈，從而在線圈內(nèi)產(chǎn)生電磁信號(hào)。工件被放置在線圈中，該線圈在工件中感應(yīng)出電流，從而在工件中產(chǎn)生熱量。線圈是水冷的，摸起來很涼爽，放置在工件周圍或附近。它不接觸工件，熱量?jī)H由工件中的感應(yīng)電流產(chǎn)生。工件的材料可以是金屬，如鋼、銅、鋁或黃銅，也可以是半導(dǎo)體，如碳、石墨或碳化硅。為了加熱塑料或玻璃等非導(dǎo)電材料，感應(yīng)可以加熱導(dǎo)電基座（通常是石墨），然后將熱量傳遞到非導(dǎo)電材料。感應(yīng)加熱用于溫度低至 100 oC （212 °F） 和高達(dá) 3000 °C （5432 °F） 的工藝。它可用于開啟時(shí)間不到半秒的短暫加熱過程和持續(xù)數(shù)月的加熱過程。
感應(yīng)加熱用于家庭和商業(yè)烹飪，以及許多應(yīng)用，例如熔化、熱處理、焊接預(yù)熱、釬焊、釬焊、固化、密封、工業(yè)中的熱縮配合以及研發(fā)。
感應(yīng)加熱是如何工作的？
感應(yīng)在線圈中產(chǎn)生電磁場(chǎng)，將能量傳遞到要加熱的工件。當(dāng)電流沿著導(dǎo)線流過時(shí)，會(huì)在該導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電流改變方向 （AC） 時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)坍縮，并且會(huì)以相反的方向產(chǎn)生，因?yàn)殡娏鲿?huì)反轉(zhuǎn)方向。當(dāng)?shù)诙鶎?dǎo)線置于該交變磁場(chǎng)中時(shí)，會(huì)在第二根導(dǎo)線中產(chǎn)生交流電。第二根導(dǎo)線中的電流與第一根導(dǎo)線中的電流以及它們之間距離的平方的倒數(shù)成正比。當(dāng)我們用線圈替換這個(gè)模型中的電線時(shí)，線圈上的交流電會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，當(dāng)要加熱的工件在場(chǎng)中時(shí)，工件對(duì)應(yīng)于第二根電線，并在工件中產(chǎn)生交流電。由于工件材料電阻率的 I2R 損耗，工件中會(huì)產(chǎn)生熱量。這稱為渦流加熱。
感應(yīng)線圈是如何工作的？
工作線圈用于使用交變電磁場(chǎng)將能量傳輸?shù)焦ぜＡ鬟^線圈的交流電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，感應(yīng)出電流流過工件，作為工作線圈中電流的鏡像。工作線圈，也稱為感應(yīng)器，是感應(yīng)加熱系統(tǒng)中的組件，它定義了工件加熱的效率和效率。
使用感應(yīng)時(shí)有兩種加熱方法:
1.來自 I2R 的渦流加熱損失來自工件材料的電阻率。
2. 磁滯加熱，其中通過線圈改變零件的磁極性產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)在零件內(nèi)產(chǎn)生能量。當(dāng)材料的磁導(dǎo)率降低到 1 并且磁滯加熱最小化時(shí)，零件中會(huì)發(fā)生滯后加熱，直到居里溫度。剩余的感應(yīng)加熱效果是通過渦流加熱
什么是工作（諧振）頻率？
感應(yīng)加熱系統(tǒng)的工作頻率取決于要加熱的工件和制造它的材料,使用在適合應(yīng)用的頻率范圍內(nèi)提供功率的感應(yīng)系統(tǒng)非常重要。
為了幫助理解工作頻率不同的原因，我們來看一下稱為“集膚效應(yīng)”的特性。當(dāng)電磁場(chǎng)在零件中感應(yīng)出電流時(shí)，它主要在零件表面流動(dòng)。工作頻率越高，集膚深度越淺;工作頻率越低，集膚深度越深，加熱效應(yīng)的滲透就越深。集膚深度或穿透深度取決于零件的工作頻率、材料特性和溫度。例如，在下表中，通過使用 3 kHz 感應(yīng)系統(tǒng)將 20 mm 的鋼筋加熱到 540 °C （1000 °F），可以消除應(yīng)力。但是，需要使用 10 kHz 系統(tǒng)將同一棒加熱到 870 °C （1600 °F） 來硬化相同的棒材。
通常，使用感應(yīng)加熱較小的部件需要更高的工作頻率（通常大于 50 kHz），而較大的部件在較低的工作頻率下加熱效率更高。借助帶有嵌入式微處理器控制系統(tǒng)的現(xiàn)代固態(tài)感應(yīng)電源，只要將每個(gè)部件放置在線圈內(nèi)的一致位置，就可以輕松實(shí)現(xiàn)可重復(fù)和高效的加熱過程
感應(yīng)加熱系統(tǒng)由什么組成？
感應(yīng)加熱系統(tǒng)由電源（或逆變器）、油箱電路（或工作頭）和工作線圈組成。在工業(yè)應(yīng)用中，通常有足夠的電流流過線圈，需要水冷，因此典型的安裝包括水冷系統(tǒng)。電源將來自交流線路的交流電轉(zhuǎn)換為交流電，該交流電與工件頭中的電容、線圈的電感和零件的電阻率相結(jié)合產(chǎn)生諧振.
要考慮的因素 ?
制作工件的材料決定了所需的加熱速率和功率;鋼和鐵很容易加熱，因?yàn)樗鼈兙哂休^高的電阻率，而銅和鋁由于電阻率較低，需要更多的加熱功率。
? 一些鋼具有磁性，因此在感應(yīng)加熱時(shí)，金屬的電阻率和磁滯特性都會(huì)被利用。高于居里溫度（500 至 600 °C/1000 至 1150 °F），鋼會(huì)失去磁性，但渦流加熱為更高溫度提供了加熱方法。
? 所需功率由以下因素決定： – 材料的類型 – 工件的尺寸 – 所需的溫度升高 – 達(dá)到溫度的時(shí)間 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的工作頻率是根據(jù)要加熱的工件尺寸考慮的一個(gè)因素。較小的工件需要更高的頻率 （>50 kHz） 才能有效加熱，而較大的工件受益于較低的頻率 （>10 kHz） 和產(chǎn)生的熱量的更多滲透。隨著加熱工件溫度的升高，工件的熱損失也會(huì)升高。隨著溫度的升高，工件的輻射和對(duì)流損失成為一個(gè)越來越重要的因素。通常在高溫下采用絕緣技術(shù)，以最大限度地減少熱損失并減少感應(yīng)系統(tǒng)所需的功率.
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