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電磁感應加熱原理 
 
       導體(工件)的電磁感應加熱技術來源于法拉第電磁感應原理。如圖1所示,感應加熱電源產生的中高頻交變電流通過感應器(常用螺旋線圈),在感應線圈的內部和外圍產生與線圈電流同頻率的交變磁場;導體工件置于交變磁場中,導體和交變磁場形成相對運動,也就是導體切割磁力線,從而在工件內部感應出電動勢(電壓)和頻率相同但方向相反的電流(渦流)。 


        工件的發熱由兩種效應導致。由于導體有電阻,渦流流過導體時產生電阻熱(焦耳熱效應),實現從工件內部發熱。對于鐵磁性工件,在居里點溫度以下其內部自發磁化形成許多磁疇結構。中高頻交變磁場不斷地對磁疇進行磁化,亦即改變磁疇的磁極方向。磁疇在改變其方向的時候與周圍磁疇相互摩擦產生熱量,稱之為磁滯熱效應,也會使得工件溫度升高。
       由于磁滯熱效應,被加熱工件在其居里點溫度之下時感應加熱速度很快。當工件的溫度超過居里溫度之后磁滯熱效應消失,只能依靠焦耳熱效應升溫,加熱速度變慢。通常鐵磁性材料的居里點溫度在500~600℃之間,由于常見工程鐵磁性材料的焊前預熱、焊后消氫、熱套熱拆等都在此溫度之下,因此這些工程應用的電磁感應加熱無需考慮居里溫度的問題。而鐵磁性材料的焊后熱處理溫度高達700℃,則需要考慮調整感應加熱參數應對高溫時的磁滯熱效應消失問題。
       青島海越機電科技有限公司開發的中頻感應加熱設備主要由逆變器、諧振單元、變壓器和感應器組成。其中逆變器是一個交-直-交的變流器,能夠將工頻交流電變換成為幾千至幾百千赫茲的中頻或高頻電流。諧振單元和變壓器一端連接逆變器,另一端連接感應器,將高壓變成隔離的低壓并進行阻抗匹配。工作時,感應器中流過強大的中高頻電流,在導體內產生感應電流,因此導體迅速被加熱。感應加熱電源的諧振頻率根據被加熱對象和工藝的不同而不同,從一千至幾十千赫茲最為常用。海越公司的感應加熱電源有諧振頻率自動跟蹤功能,會根據線圈的電感量自動匹配并工作在最佳諧振頻率上。

 
 
 

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