感應加熱基本

感應加熱基本知識

感應加熱 發生在導電物體 (不一定是磁性鋼) 中,當該物體置於變化的磁場中時。感應加熱是由於磁滯和渦電流損失所致。

感應加熱基本知識感應加熱 是指通過電磁感應,利用渦電流在物體中產生的熱量來加熱導電物體(通常是金屬)的過程。感應加熱器由一個電磁體和一個電子振盪器組成,電子振盪器通過電磁體傳遞高頻交流電 (AC)。快速交替的磁場穿透物體,在導體內部產生電流,稱為渦電流。流經材料電阻的渦電流透過焦耳熱將材料加熱。在鐵磁性(和鐵磁性)材料中,例如鐵,也可能會因為磁滯損失而產生熱量。使用的電流頻率取決於物件大小、材料類型、耦合(工作線圈與要加熱的物件之間)以及穿透深度。

磁滯損失只發生在磁性材料中,例如鋼、鎳和極少數其他材料。磁滯損失指出,這是由於材料先朝一個方向磁化,再朝另一個方向磁化時,分子間的摩擦所造成的。分子可視為小磁石,會隨著磁場方向的每次反轉而轉動。分子轉向需要做功(能量)。能量會轉換成熱。能量的消耗率(功率)會隨著反轉率(頻率)的增加而增加。

在變化的磁場中,任何導電材料都會產生渦電流損失。即使材料不具備通常與鐵和鋼相關的任何磁性,也會造成損耗。例如銅、黃銅、鋁、鋯、非磁性不銹鋼和鈾。渦電流是由材料中的變壓作用所感應的電流。顧名思義,渦流看起來就像是在固體材料中的漩渦中流動。在感應加熱中,渦電流損失比磁滯損失重要得多。請注意,感應加熱適用於非磁性材料,在這種材料中不會發生磁滯損失。

感應加熱理論對於加熱鋼鐵進行硬化、鍛造、熔化或任何其他需要高於居里溫度的用途,我們不能依靠磁滯。鋼在此溫度以上會失去磁性。當鋼鐵加熱至居里點以下時,磁滯的貢獻通常很小,可以忽略不计。就所有實際用途而言,I2R 的渦電流是將電能轉化為熱能用於感應加熱的唯一方法。

感應加熱發生的兩個基本要素:

  • 不斷變化的磁場
  • 放置在磁場中的導電材料

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