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中频感应炉加热原理

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中频感应炉加热的过程

中频炉是如何将电能转化为热能加热金属炉料的呢?简单来说,包含了以下3个步骤:

   1、交变电流产生交变磁场

   当交变频率的电流通过螺旋形的感应线圈时,在线圈所包围的空间和四周就产生了磁场。该磁场的极性和强度随交变电流的频率而变化,因此是一个交变磁场。交变磁场的磁力线一部分穿透金属炉料,还有一部分穿透炉衬材料。该交变磁场的极性、强度、磁通量变化率,亦即磁场的方向和磁力线的数量与稀密程度等决定于通过感应线圈的电流强度、频率和线圈的匝数和几何尺寸。

   2、交变磁场产生感应电流

   磁场的一部分磁力线穿透金属炉料,当磁力线的极性和强度产生周期性的交替变化时,磁力线被金属炉料所切割,就相当于导体作切割磁力线的运动,从而在金属炉料之间所构成的闭合回路内就产生了感应电动势E,其大小可用下式表示:

          E=4.44fφ(V)

式中 φ——交变磁场的磁通量,Wb;

         f——交变电流的频率,Hz。

   在感应电动势E的作用下,金属炉料中产生了感应电流。感应电流I的大小服从欧姆定律,其大小用下式表示:

   感应电流

   式中 R——金属炉料的有效电阻,Ω。

   3、感应电流转化为热能

   金属炉料内产生的感应电流在流动过程中要克服一定的电阻,从而由电能转化为热能。利用这种热能使金属炉料加热并熔化。感应电流产生热量的多少服从焦耳-楞次定律。

可以看出,整个中频炉加热过程失意哥能量转化的过程。首先将电能转化为磁场能,然后由磁场能转为电能,最有由电能转化为热能使金属加热。从这一点可以看出,中频炉的加热方法不同于电弧炉、等离子炉、电阻炉等加热方法。忧郁能量形式的多次转化,不可避免地会有损失,因此叫热效率较低。这就要求从电气线路上采取措施加以补偿,以减少损失,提高效率,从而使中频率设备更加节能。