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电磁感应与感应加热原理

发布时间:2015-9-30 10:05:04    发布员: 本站原创     浏览:
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电磁感应与感应加热原理
Mihel Farady于1831年建立的电磁感应定律说明,在一个电路围绕的区域内存在交变磁场时,电路两端就会产生感应电动势,当电路闭合时则产生电流。这个定律同时也就是今天感应加热的理论基础。
感应加热的原理图如图2-1所示:
如下图,当感应线圈上通以交变的电流i时,线圈内部会产生相同频率的交变磁通Φ,交变磁通Φ又会在金属工件中产生感应电势e。根据MAXWELL电磁方程式,感应电动势的大小为:
由此可见,感应加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属,然后电能在金属内部转变为热能。感应线圈与被加热金属并不直接接触,能量是通过电磁感应传递的。另外需要指出的是,感应加热的原理与一般电气设备中产生涡流以及涡流引起发热的原理是相同的,不同的是在一般电气设备中涡流是有害的,而感应加热却是利用涡流进行加热的。
这样,感应电势在工件中产生感应电流(涡流)i,使工件加热。其焦耳热为:
(2-5)
式中,Q:电流通过电阻产生的热量(J);
I:电流有效值(A);
R:工件的等效电阻(W);
t:工件通电的时间(S)。
由式(2-4)可以看出,感应电势和发热功率与频率高低和磁场强弱有关。感应线圈中流过的电流越大,其产生的磁通也就越大,因此提高感应线圈中的电流可以使工件中产生的涡流加大;同样提高工作频率也会使工件中的感应电流加大,从而增加发热效果,使工件升温更快。另外,涡流的大小与金属的截面大小、截面形状、导电率、导磁率以及透入深度有关[6]。
因此,逆变高频感应加热电源的研制具有很大的实用价值。
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