為高頻感應(yīng)加熱機(jī)選擇電流頻率,先進(jìn)的方法是計(jì)算機(jī)模擬法,現(xiàn)在已有計(jì)算機(jī)模擬軟件,可以同時(shí)選取功率和頻率。供用戶通過計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行模擬工藝試驗(yàn),求出高頻感應(yīng)加熱機(jī)的頻率與所需功率。例如,用ELTA計(jì)算機(jī)軟件研究一個(gè)φ40mm的軸,硬化層深度5mm,推薦頻率范圍為1.2~lOKHZ,較合適頻率大致在2.5KHZ。
設(shè)鋼奧氏體化的低溫度為800℃,高短時(shí)加熱溫度為1000℃(45鋼),采用一個(gè)不變的感應(yīng)器進(jìn)行模擬試驗(yàn)。模擬結(jié)果如下表所示。
頻率/KHZ
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加熱/s
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感應(yīng)器功率/kw
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能耗
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效率(%)
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感應(yīng)器端電壓/V
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功率因數(shù)
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1
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1.2~2.5
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25.~120
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310~300
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71~74
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23~15.1
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0.48~0.49
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1.5
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2.1~3.0
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122~87
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256~262
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78~79
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17.6~15.0
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0.52
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2.5
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4.1
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60.2
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245
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83
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15.0
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0.55
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3
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4.6
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53.0
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244
|
83
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15.4
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0.56
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6
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7.5
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33.2
|
249
|
85
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16.2
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0.54
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10
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10.0
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25.5
|
255
|
86
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17.8
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0.51
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20
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14.2
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18.2
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258
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88
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20.0
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0.47
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30
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16.7
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15.8
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264
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88
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23.8
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0.45
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①前已述及淬硬層深為電流熱態(tài)透入深度的1/2時(shí),熱效率高。從上表中亦可看出,f為2.SKHZ及3KHZ時(shí),能耗低,各為245kW/s及244kW/s功率因數(shù)各為0.55及0.56,亦為同類中高。功率因數(shù)在此時(shí)也高,其意義是電容量減少而變壓器效率高。
②采用比較合適頻率為高的頻率,得到較高的電效率,但加熱時(shí)間大大增加(在30KHZ時(shí),增長到4倍),總能耗亦增加了,但不超過l0%。
③用比較合適頻率為低的頻率時(shí),能得到較快的加熱,但電效率及功率因數(shù)下降,感應(yīng)器所需功率大大增加。
④當(dāng)頻率大大低于較合適頻率時(shí)(如為lKHZ),加熱過程變?yōu)檩^低效率,而感應(yīng)器損耗可達(dá)到一個(gè)不能接受的數(shù)值。
⑤感應(yīng)器端電壓在上述較合適頻率左右很大范圍內(nèi)基本上是相同的,說明在改變頻率時(shí),變壓比基本上可以不變。
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