感应加热

电磁学感应加热

感应加热过程

感应加热类似于焦耳暖气效果,但有一个重要的修改。通过电磁感应诱导加热材料的电流;它是一种非接触式加热过程。

induction coil above a conducting material (copper plate).

">在导电铜板上方的感应线圈的模型几何形状。

一个感应线圈在导电材料(铜板)上方。

一个感应线圈在导电材料(铜板)上方。

通过将高频交流电应用于感应线圈,产生时变磁场。要加热的材料,称为工件,放置在磁场内,而不接触线圈。注意,并非所有材料都可以通过诱导,仅具有高导电性的材料(如铜,金,铝,少数)。交流电磁场在工件中引起涡流,导致电阻损耗,然后加热材料。

显示由于感应加热而显示铜板中的感应电流密度的示意图。 在10Hz的铜板中引起电流密度。 在10Hz的铜板中引起电流密度。

此外,高频导致皮肤效果。交流电流被迫在薄层朝向工件的表面流动。这反过来导致导体的电阻增加,最终导致了大大增加的加热效果。

使用比其他材料更容易诱导的黑色金属。这是因为它们的高渗透性提高了诱导的涡流和皮肤效果。此外,发生另一种加热机理。材料的铁晶被交替磁场一遍又一遍地磁化和消磁。这使得磁性畴快速来回翻转,导致滞后损失,这导致额外的热量。

设计中的感应加热

因此,在工件和感应线圈之间没有物理接触的感应加热。这将其借给高度清洁度至关重要的过程,例如在半导体制造中。

图像显示铜板中的磁通量密度。 磁通密度。 磁通密度。

另外,这种加热方法非常有效,因为产生热量在工件内部,与其他某处相反,然后申请到工件。换句话说,随着感应加热,我们可以避免从提供电连接的表面的热损失,从而提高整体加热效率。

感应加热涉及两种不同类型的物理:电磁和传热。一些材料属性依赖于温度,这意味着它们在加热时变化。在那种情况下,您可以考虑耦合的两个物理现象。

模型显示铜导体表面附近的皮肤效应。 皮肤效果:电流密度靠近导体表面附近。 皮肤效果:电流密度靠近导体表面附近。

杠杆感应加热的设计

一种利用感应加热的创新是感应炉子。在这种设计中,线圈放置在炉顶下方及其电磁场在金属罐上起作用。由于只有强大的导电材料可以通过这种方式加热,所以罐加热,而如果你把手放在炉顶上,它就会感觉很热。

半导体工业还利用了这种加热硅的方法。其他应用包括密封,热处理和焊接,仅举几例。

加热导致浪费功率时

虽然有大量的产品和过程,但由于感应加热,有一个应用,其中加热导致浪费功率。谈到变形金刚,很重要不是允许涡流在核心内流动。如果涡流加热变压器的磁芯,则浪费电源,可能发生进一步的问题,例如结构损坏。

发布时间:2014年11月6日
最后修改:2017年2月21日