感应加热系统工作原理(感应加热系统工作原理图解)

一、电磁感应加热控制温度场的分布的原理及方法如下：

1、原理：导体处于交变电流中时，交变电流使导体周围产生交变磁场，从而引起集肤效应使导体在短时间内迅速被加热，交变电流的频率越高，集肤效应越严重。

2、电流透入深度对感应加热的影响：

把金属圆柱体放在通有交流电的线圈中，尽管金属圆柱不与线圈接触，线圈本身的温度也很低，但是圆柱表面却会被加热到发红，甚至熔化，这是由于电磁感应作用，在金属柱中感生与线圈电流方向相反的涡流,在涡流的焦耳热作用下，金属自身发热升温所引起的。

金属圆柱中的感生电流的分布在表面最强，在径向从外到里按指数函数方式减小。

这种电流不均匀分布的现象，随电流频率升高而趋显著。

3、感应加热时工件温度的分布：

感应加热时，电能在金属透入层转变为热能，再依靠金属本身的热传导能力使热能由温度高处向温度低处传递,即由电流透入层传向中心。

因此，导体内部各点的温度在不断的变化，工件径向温度的大小与表面功率密度及被加热材料的导热系数有关。

二、电磁感应加热技术的意义：

运用电磁感应技术对工件进行加热具有加热效率高、耗能少、污染小等优点,因此电磁感应技术被广泛地用于工业加热及冶炼生产中。感应加热工件的温度测量对于控制加热温度具有重要意义。

感应加热系统工作原理图解

（1）感应加热的原理感应加热的原理就是遵循电磁感应、集肤效应、热传导三个基本原则。

感应加热用一个模拟的单匝短路次级线圈来说明。

以援助体加热的方式为例，工件和感应器的组合可以看做事一台具有多匝初级线圈（感应器线圈）和单匝短路次级线圈（圆柱体工件）的变压器，初级线圈和次级线圈彼此间由较小的空气间隙隔开。

通电时在工件内将产生频率相同、方向与感应器中相反的感应电流，即涡流。

当电流频率较高时，由于表面效应的作用，使涡流集中在工件表面，产生“集肤效应”。

感应电流密度从加热工件的表面志中心是逐渐降低的，而电流的频率越高，降低的比率也越大。

电流密度的这种降低率也取决于被加热材料的电阻率和相对磁导率两个物理量。

表示感应电流的分布随透入深度而变化以及控制电流分布的因素，电流密度大约降到表面电流密度值的三分之一处得深度即为“集肤深度”。

工程上规定，从表面到电流为I/e（e=2.718）处得深度为电流透入深度△。

经计算证明：86.5%的热量产生于深度为△的薄层内。

（2）感应加热的四个效应和导磁体的“驱流”作用①表面效应：当交变电流流过导体时，电流密度沿着导体截面的分布是不均匀的。

②邻近效应：高频电流通过两个相邻导体时，若电流方向相反，电流从两导体的内侧流过；若电流方向相同，电流则从两导体的外侧流过。

这这种现象称为邻近效应。

③环流效应：高频电流流过环形导体时吗，最大电流密度分布在环形导体的内侧，这种现象称为环流效应。

④尖角效应：当感应器与工件之间的间隙相同时，工件的尖角处易集中磁感应线，而使感应电流密度过打，以致在工件的尖角处产生过烧，这种现象称为尖角效应。

⑤导磁体的“驱流”作用：感应加热表面淬火时，环流消音使高频电流密集在感应器内侧，对工件外表面的加热不利。

但对工件内孔加热时，感应器的效率低，为此，往往在感应器上放置导磁体，将电流“驱”向感应器的外侧，因此，导磁体的实质是改变磁感应线方向。

一般高频常用的导磁体为铁氧体。

中频常用的导磁体为硅钢片或软铁状的导磁体。