电磁感应加热器的工作原理

发布时间:2022-10-05 12:43:58 来源:华体会平台网站在线平台 作者:华体会体育链接

  感应加热是利用电磁感应原理加热导电材料的非接触式电加热过程。此处热量在导电材料内产生,而不与源直接接触,所以能达到安全标准,可以运用这个电磁感应加热原理来设计制造变频电磁采暖、工业管道高效加热,蒸汽发生器,变频热风炉等。

  我们都知道,早些时候,主要使用的加热过程需要被加热金属与火焰之间的直接接触。更具体地说,我们可以说非电加热需要将金属直接放在火焰上。然而,感应加热允许通过电流循环在金属内产生热量。

  电加热是一种通过外部电源的作用加热材料或表面的技术,而电磁加热是在高频或工频下实现的,但两者的操作却大不相同。

  基本上,在工频加热下,热量传递到材料是通过三种最基本的传热技术进行的,即传导、对流或辐射。相反,在高频加热中,提供的电能在材料本身内转化为热量。因此,高频加热被认为是一种更有效的加热方法。

  感应加热的工作原理既利用了法拉第电磁感应定律的原理,也利用了焦耳加热的概念。

  它的操作与遵循法拉第定律的变压器非常相似。在变压器中,当初级绕组通电时,电流通过它会导致产生交变磁场。当与次级绕组连接时产生的磁通量在次级绕组内产生电动势,电流开始流过它。在这里,磁场强度显示出依赖于所施加电场的大小。

  这里要注意的是,两个线圈之间不存在直接接触,但是它们是磁耦合的,这导致电流流过变压器的次级绕组。

  此外,根据焦耳效应,当电流流过材料时,其内阻与流动相反,因此功率以热量的形式耗散。

  在讨论感应加热的操作之前,您必须注意这里被加热的材料称为工件,工件周围产生电流的线圈称为工作线圈。

  感应加热的发生方式是,最初当高频交流电流通过线圈(用作初级绕组)时,线圈周围会产生交变磁场并产生磁通量。这是由于电磁定律而发生的。现在,工件(表现为单片短路次级绕组)放置在线圈内,如下图所示:

  工作线圈的磁场在工件中感应电动势,从而导致涡流流过工件。而且这种操作原理类似于根据法拉第定律发生在变压器中的操作原理。导电工件内的涡流在一个回路中流动,如下图所示:

  然而,在电流流动期间,会有一个相反的力,即有限的电阻,这会导致能量以热量的形式通过材料耗散,这种效应被称为焦耳效应。

  这里需要注意的是,由于趋肤效应,在高频工作时,散热仅限于工件表面。在趋肤效应中,电流仅集中到工件表面。随着工件表面内的深入,涡流减小。因此,电流密度相对于距离的变化如下所示: