Calentamiento por inducción desde 2000

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¿Cuál es el principio del calentamiento por inducción y su aplicación?

La teoría de la inducción electromagnética es madura, el calentamiento por inducción ha sido un método de calentamiento ampliamente utilizado, especialmente en el tratamiento térmico de la superficie, tiene las ventajas de un proceso simple, pequeña deformación, alta eficiencia, ahorro de energía y protección del medio ambiente, fácil de realizar la automatización del proceso , el excelente rendimiento de la capa de endurecimiento, etc. Con el progreso continuo de la tecnología industrial, el calentamiento por inducción también es cada vez más brillante.

El equipo de calentamiento por inducción se puede dividir en frecuencia de potencia, frecuencia intermedia, frecuencia de súper audio y alta frecuencia según la frecuencia de potencia, que tiene su propio rango de frecuencia y densidad de potencia de calentamiento.

El calentamiento por inducción se basa principalmente en tres principios básicos: inducción electromagnética, “efecto piel” y conducción de calor.

Cuando la corriente alterna pasa a través del conductor, la fuerza electromotriz inducida se generará en el conductor bajo la acción del campo magnético alterno formado. Como cuanto más cerca está del centro, mayor es la fuerza ELECTROmotriz inducida, la corriente del conductor tiende a la capa superficial, y la intensidad de la corriente disminuye exponencialmente desde la superficie hacia el centro, como se muestra en la Figura 1. Este fenómeno es conocido como el efecto pelicular de la corriente alterna.

Debido a la acción de la fuerza electromotriz de potencia y la fuerza electromotriz autoinducida, se genera la máxima intensidad de campo magnético del sistema de corriente codireccional en el exterior de la superficie del conductor, y se genera la máxima intensidad de campo magnético del sistema de corriente inversa en el interior de la superficie del conductor, que es el efecto de proximidad.

El efecto de proximidad se puede utilizar para seleccionar la forma adecuada del sensor en la superficie de las piezas procesadas para la calefacción central, de modo que la concentración de corriente en el ancho del sensor sea aproximadamente igual al área.

Cuanto menor sea la distancia entre los conductores, mayor será el efecto de proximidad.

El fenómeno de que la corriente a través de la bobina de inducción se concentra en la superficie interna se denomina efecto de anillo. El efecto anular es el resultado del aumento de la fuerza electromotriz autoinducida en la superficie externa debido a la acción del campo magnético de corriente alterna de la bobina de inducción.

Al calentar la superficie exterior, el efecto anular es favorable, pero al calentar el plano y el orificio interior, reducirá significativamente la eficiencia eléctrica del inductor. Con el fin de mejorar la eficiencia de los sensores del plano y del orificio interior, a menudo se configuran guías magnéticas para cambiar la distribución de la fuerza del campo magnético, forzando la corriente hacia la superficie donde la pieza debe calentarse. Un cuerpo conductor magnético tiene la función de conducir la corriente hacia su lado opuesto.

El efecto de superficie, el efecto de proximidad y el efecto de anillo aumentan con el aumento de la frecuencia de la corriente alterna. Además, el efecto de proximidad y el efecto de anillo aumentan con el aumento de la sección transversal del conductor, la disminución del espacio entre dos conductores y la disminución del radio del anillo.

A partir de la ecuación de distribución de la intensidad del campo magnético se puede obtener.

Las ecuaciones básicas de la distribución de la intensidad del campo magnético muestran que la intensidad de las corrientes de Foucault varía exponencialmente con la distancia a la superficie. El remolino está muy concentrado en la capa superficial y disminuye rápidamente al aumentar la distancia. En aplicaciones de ingeniería, se especifica que Ix cae a 1/e (e=2.718) de la superficie como la profundidad de penetración de la corriente, expresada por. Si la unidad es Ω rho, cm, utilizable bajo tipo para el delta (mm)

Dado que el calor generado por el vórtice es proporcional al cuadrado del vórtice (Q=0.24I0 Rt), el calor de la superficie al centro cae más rápido que el vórtice. Los cálculos muestran que el 86.5% del calor se produce en las laminillas delta, mientras que no se producen remolinos fuera de las laminillas delta. Las disposiciones anteriores se han aplicado con suficiente precisión.

La resistividad del material de acero rho aumenta junto con el aumento de la temperatura en el proceso de calentamiento (dentro del alcance de 800-900 ℃, la resistividad de varios aceros básicos es igual, alrededor de 10 e - 4 (Ω, cm); La permeabilidad es básicamente no cambia por debajo del punto de pérdida de magnetismo (su valor está relacionado con la fuerza), pero cae repentinamente a la permeabilidad del vacío = 1 cuando se alcanza el punto de pérdida de magnetismo. Por lo tanto, cuando la temperatura alcanza el punto de desmagnetización, la profundidad de penetración del El vórtice aumentará significativamente. La profundidad de penetración del remolino más allá de la pérdida del campo magnético se denomina "profundidad de penetración térmica". Por debajo de la pérdida del punto magnético se denomina "profundidad de penetración del remolino frío".

El cambio de intensidad de la corriente de Foucault desde la superficie de la pieza de trabajo hasta la profundidad se distribuye de acuerdo con las características del estado frío en el momento antes de que el inductor active la corriente de alta frecuencia y la temperatura de la pieza de trabajo comience a aumentar. Cuando hay una capa delgada en la superficie que excede el punto de pérdida magnética, la intensidad de la corriente de Foucault en la unión interna adyacente a la capa delgada cambia repentinamente y la capa de calentamiento de la pieza de trabajo se divide en dos capas. La intensidad de la corriente de Foucault de la capa exterior disminuyó significativamente, y la intensidad máxima de la corriente de Foucault estaba en la unión de las dos capas. Como resultado, la velocidad de calentamiento de la superficie de alta temperatura disminuye rápidamente, la temperatura de la unión se acelera y se mueve rápidamente hacia adentro.

Este método de calentamiento eléctrico, que se basa en corrientes de Foucault para "entrar" continuamente en el interior, es exclusivo del calentamiento por inducción. En condiciones de calentamiento rápido, la superficie no se sobrecalentará incluso cuando se aplique una gran potencia a la pieza.

Cuando el espesor de la capa de alta temperatura pierde magnetismo excede la profundidad de penetración de la corriente de Foucault caliente, la profundidad de la capa de calentamiento aumenta principalmente por medio de la conducción de calor, y el proceso de calentamiento y las características de distribución de temperatura a lo largo de la sección son básicamente las mismas como el de la fuente de calor externa, por lo que la eficiencia de calefacción es mucho menor.

Cuando se calientan superficies a cierta profundidad, se debe buscar un "calentamiento permeable" de corrientes de Foucault. Para hacer esto, la frecuencia actual debe elegirse correctamente y la velocidad de calentamiento seleccionada debe poder alcanzar la profundidad de calentamiento especificada en el menor tiempo posible.

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