在某種長度上,感應加熱線圈設計是建立在大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)之上的。它是從幾種簡單的感應器(比如傳統(tǒng)的螺旋管線圈)的幾何形狀上的理論分析發(fā)展起來的。因此,線圈設計基礎建立在經(jīng)驗之上。變壓器重要的特點之一是繞組之間的耦合效率同它們之間的距離的平方成反比。另外,變壓器初級繞組中的電流乘以初級繞組的匝數(shù)等于次級繞組的電流乘以次級繞組的匝數(shù)。喲喲與這種關系,設計任何一種感應加熱線圈都應記住以下幾點:
1、為了獲得較大的能量轉換,線圈和工件耦合距離應盡可能接近,以使盡可能多的磁力穿過工件,因為磁道越密集,工件中產(chǎn)生的電流越高。
2、螺旋管線圈中的磁力線密集的部分是在線圈內(nèi)部,因此,線圈中間的工件產(chǎn)生較大的加熱速率。
3、因為磁通量大部分集中在線圈周圍,其幾何中心的磁通量弱,所以,如果物體放到線圈中,其靠近線圈的部分將切斷很多磁力線,因此,以較高速度被加熱,而耦合少的部分被加熱的速度就慢。
4、在導線和線圈的連接處,磁場很弱,所以,感應器的慈利中心(沿軸向)不一定是幾何中心,這種效果在單匝線圈中尤為明顯。隨著線圈匝數(shù)的增加,每一圈的磁通量都被加到原有磁通量上,這種情況就不重要了。由于這種現(xiàn)象,加上不可能總是將物體放到工作線圈的中心,物體應放到稍稍偏離這個區(qū)域的地方。此外可能的話,應將旋轉物體,以便加熱均勻一致。
5、設計感應線圈時必須防止電磁感應相互抵消的情況。在感應器中將導線做成環(huán)狀(中間的線圈),就會產(chǎn)生感應現(xiàn)象。該線圈可將插入其中的導體加熱。
由于以上原理,有些線圈可以很快地把電功率傳給負載,因為它們可以把磁通量集中在需要加熱的區(qū)域。例如,可以形成加熱區(qū)的三種線圈如下:
1)螺旋管線圈:被加熱部分或加熱區(qū)垂線圈內(nèi)部,因此處于磁通量較大的區(qū)域。
2)薄餅狀線圈:磁通量僅從表面切割工件。
3)用來加熱鏜孔的內(nèi)部線圈:這類線圈只有線圈外部的磁通量被利用。
一般來說,用來加熱圓形工件的螺旋管線的耦合效率高,內(nèi)部線圈的耦合率低。耦合效率是指提供給線圈的能量中傳給工件的一部分,不應與整個系統(tǒng)的效率相混淆。除了線圈效率,加熱模型設計,物體相對于線圈的運動及產(chǎn)生速度也很重要。因為加熱模型反映線圈的幾何形狀,因此,感應器的形狀可能是這些因素中重要的。通常,物體移近和移出線圈的方法會迫使設計做很大改動。由源類型和生產(chǎn)速度也必須注意。如果一個部件妹30秒需要一個,但需要的加熱時間是50秒,那么,就必須一次加熱多個部件才能滿足生產(chǎn)要求。注意到這些需要,就要從廣泛的線圈技術中找到一個合適的加熱線圈。
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