感应加热的工作原理

感应加热现象始于通过线圈馈入交流电来产生磁场。

场强与通过线圈的电流成正比。磁场集中在线圈的包含区域,其大小由电流强度和线圈匝数决定。(见图1)。

图1:交流电流流过线圈,产生磁场(蓝线)。

在任何导电物体中都会感应出涡流,例如放置在线圈内的金属棒。(涡流(也称为傅科电流)是根据法拉第感应定律在导体中通过变化的磁场在导体内感应出的电流回路。)

在涡流流动的区域,电阻现象会产生热量。增加磁场强度会增加加热效果。

然而,总的加热效果也受物体的磁性及其与线圈之间的距离的影响。(图2)

图2:在线圈内的工件表面上感应出涡流(因此称为“感应”)。请注意,感应是一种非接触式加热方法,线圈在任何时候都不会真正接触工件。

涡流产生自己的磁场,与线圈产生的原始磁场相反。这种对立阻止了原始磁场立即穿透到被线圈包围的物体的中心。

涡流在接近被加热物体的表面时最为活跃,但朝向中心的强度会大大减弱。(图3)

从被加热物体表面到电流密度下降到37%的深度的距离就是穿透深度。该深度随着频率的降低而增加。因此,必须选择正确的频率以实现所需的穿透深度。

图3:穿透深度与频率、加热时间、功率输入和工件特性密切相关。




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