串聯(lián)諧振中頻爐的工作原理

　　中頻電爐的內部結構：

　　如圖2-1所示，電爐爐襯的主要材料是二氧化硅，它的耐熱溫度最高可以到達1650C。電爐的周?chē)怯筛袘€(xiàn)圈以及不銹鋼絲網(wǎng)環(huán)繞組成的，其中感應線(xiàn)圈與中頻電源直接連接，并且通過(guò)交頻磁通來(lái)對電爐進(jìn)行加熱;不銹鋼絲網(wǎng)與漏爐保護電路直接連接，它是保護電路的一部分。在科學(xué)技術(shù)的帶領(lǐng)下，感應加熱電源根據各種各樣的需求，形成了不同模式：

　?、?整流器(AC-DC )

　?、?濾波環(huán)節(FILTER)

　?、?逆變器(DC- AC)

　?、?諧振槽路及負載(RESONANT TANK)

　?、?控制及保護環(huán)節(CONTROL AND PROTECT)

　　電磁感應原理

　　根據電磁感應定律，我們可以得出：導體在交變的磁場(chǎng)下，感應電動(dòng)勢會(huì )從導體內部產(chǎn)生，感應電流會(huì )因為電流的閉合而產(chǎn)生，這便是感應加熱的基本原理，也是電磁感應的基本原理。

　　感應加熱效應

　　就感應加熱而言，他有四種效應，他們分別是集膚效應、鄰近效應、端部效應和圓環(huán)效應。感應電爐就是利用這四種效應來(lái)對負載進(jìn)行加工的。通過(guò)將金屬放入感應線(xiàn)圈中，并且對線(xiàn)圈的兩端施以交流電壓，進(jìn)而在感應線(xiàn)圈中產(chǎn)生相應的交流電流，然后會(huì )產(chǎn)生出交變的磁場(chǎng)。在不斷變化的磁場(chǎng)中，圓環(huán)效應便會(huì )產(chǎn)生，在線(xiàn)圈的內側表面層之上電流會(huì )全部集中，而鄰近效會(huì )產(chǎn)生于感應線(xiàn)圈與金屬之間，集膚效應會(huì )出現在金屬本體之上。綜上為反應加熱的效應全過(guò)程。

　　集膚效應

　　線(xiàn)圈導體產(chǎn)生的交變電流與金屬坯料產(chǎn)生的渦流有著(zhù)不均勻分布的電流密度，其中，電流密度的峰值將會(huì )在它的表層產(chǎn)生，并且按照指數函數的形式向中心部緩慢削弱，這便是集膚效應。

　　鄰近效應

　　鄰近效應指的是當通有交流電的兩根導體相互距離短時(shí)，兩者分別作用對方，這會(huì )更改電流的分布。倘若兩根導體中電流的流通方向不同時(shí)，電流的最大密度會(huì )在導體內側;倘若兩根導體中電流的流通方向相同時(shí)，電流的最大密度會(huì )在導體外側。

　　端部效應

　　在感應加熱時(shí)，工件端部的溫度常常與非端部的溫度略有不同，這就是感應加熱的端部效應。端部效應分為兩部分，他們分別是坯料和感應線(xiàn)圈的端部效應。集膚效應與端部效應的不同之處在于，集膚效應主要是對金屬坯料磁場(chǎng)分布的反應，而端部效應主要是對坯料和感應線(xiàn)圈端部磁場(chǎng)分布的反應。因為這個(gè)的不同，使得坯料的功率分布和加熱溫度遭受一些限制。

　　圓環(huán)效應

　　圓環(huán)效應是指當交變的電流在圓環(huán)形線(xiàn)圈上流動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈導體的內側出現最大電流密度。通常情況下，在環(huán)內的磁力線(xiàn)較多，而在環(huán)外較少，所以，外側的電流線(xiàn)會(huì )比內側的電流線(xiàn)穿過(guò)更多的磁通。綜上，外側的電流密度和總電勢會(huì )比內側的小很多。

　　圓環(huán)效應在對其加熱時(shí)是有好處的。這也是在沒(méi)有導磁體的情況下，原料在其之中仍然可以進(jìn)行加熱的主要原因。然而在對其內孔溫度升高時(shí)，這樣的加熱有很大缺陷，我們可以通過(guò)導磁體更改磁力線(xiàn)，從而將電流從導磁體的內側移動(dòng)到外側。

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