感應加熱器設計基礎
發表時間:2019-12-20 11:36:01
感應加熱器的設計會對零件質量、工藝效率和制造成本產生重大影響。你怎么知道你的加熱器設計是否最適合你的零件和工藝?以下是一些感應加熱器的基本知識和五個優化設計的技巧。
感應加熱器的工作原理
感應加熱器決定了加熱工件的效率和效率。感應加熱器是由銅管制成的水冷銅導體,在感應加熱過程中很容易形成加熱器的形狀。當水流過感應加熱器時,加熱器本身不會變熱。
加熱器的范圍從一個簡單的螺旋或螺線管纏繞器(由繞芯軸繞數個銅管組成)到一個由實心銅和銅焊精密加工而成的加熱器。
加熱器通過交流電流產生交變電磁場,將能量從電源轉移到工件上。加熱器的交變電磁場(EMF)在工件中產生感應電流(渦流),由于I平方R損耗(磁芯損耗)而產生熱量。
工件中的電流與加熱器的電動勢強度成正比。這種能量轉移稱為變壓器效應或渦流效應。
變壓器和感應加熱器
由于加熱器采用變壓器效應,變壓器的特性有助于理解加熱器的設計。電感器類似于變壓器一次繞組,工件相當于變壓器二次繞組(假設為單匝)。
影響加熱器設計的變壓器有兩個重要特征:
繞組間的耦合效率與繞組間距離的平方成反比
?。ㄗ儔浩鞒跫夒娏?(初級匝數))=(次級匝數)
由于上述關系,在設計任何感應加熱器時,應記住五個條件:
5個設計感應加熱器的基本技巧
1.靠近加熱區域的較高磁通密度意味著零件中會產生較高的電流。
加熱器應盡可能靠近零件耦合,因此盡可能多的磁通線在加熱點與工件相交。這允許最大能量轉移。
2.螺旋加熱器中磁通線的最大數目是朝向器的中心。
磁通線集中在器內部,在該位置提供最大加熱速率。
3.加熱器的幾何中心是一條弱磁通路徑。
磁通最集中在靠近器匝數的地方,并且隨著與匝數的距離而減小。
如果一個零件在加熱器中偏離中心,靠近器匝數的區域將與更多的磁通線相交,從而以更高的速率被加熱。遠離銅器的零件區域的耦合較少,并且將以較低的速率加熱。
這種效應在高頻感應加熱中更為明顯。
4.感應加熱器的磁心不一定是幾何中心。
在引線和加熱器連接處,磁場較弱。
這種效應在單圈加熱器中最為明顯。隨著器匝數的增加,每匝的磁通量與前一匝的磁通量相加,這種情況就變得不那么重要了。
由于始終使零件在工作器中居中的不現實性,在靜態加熱應用中,零件應稍微向該區域偏移。如有可能,應旋轉零件以提供均勻的曝光。
5.加熱器的設計必須防止磁場的抵消。
如果感應加熱器的對邊太近,加熱器就沒有足夠的電感來有效加熱。在加熱器中間加一個加熱器可以抵消這種影響。然后加熱器將加熱插入開口的導電材料。
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