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电磁感应加热的原理

      感应加热的原理是利用电磁感应现象,在工件表面层产生密度很高的感应电流,进而迅速加热工件。

      当感应圈中通过频率的交流电时,在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。若将金属工件放入感应圈内,在磁场作用下,工件内会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路,通常称为涡流。

      涡流主要分布于工件表面,工件内部几乎没有电流通过,这种现象称为表面效应或集肤效应。而感应加热就是利用集肤效应,依靠电流热效应把工件表面迅速加热。

      具体来说,当交变磁场在金属工件中产生涡流时,由于金属本身具有电阻,涡流在金属内部流动就会遇到电阻,从而产生热量。这些热量会使工件的温度迅速升高,实现对工件的加热。感应电动势的瞬时值可表示为:e = -d\Phi/dt,式中e为瞬时电势,\Phi为零件上感应电流回路所包围面积的总磁通,其数值随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大,并与零件和感应器之间的间隙有关,d\Phi/dt为磁通变化率,其值等于感应电势,且电流频率越高,磁通变化率越大,感应电势也就越大,式中的负号表示感应电势的方向与磁通变化率的方向相反。

      感应加热具有加热速度快、效率高、能源利用率高、可控制加热温度和区域、能对复杂形状的工件进行加热等优点,在工业生产中被广泛应用于金属的熔炼、锻造、热处理等加工工艺。


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