工业用电磁加热什么原理?

平静人生55


在机械加工应用中有种加热技术叫电磁感应加热技术,此技术是目前发展比较迅速的一种加热技术。由于此技术具有高热效率、高加热温度、大功率等一系列优点,被广泛应用在船舶、金属冶炼、油气管路。



电磁加热原理基础是法拉第电磁感应定律,根据变化的磁场产生电场原理。使得被加热金属件内部产生涡旋电流,也就是电涡流,因此受加热金属件会产生大量热能。


金属件加热,由于金属件厚度不同,选用电源频率是不同的。电磁加热选用电源频率有三种,有工频电磁加热(50Hz)、中低频电磁加热(150-10000Hz)、超音频电磁加热(10kHz-100kHz)、高频电磁加热(>100kHz)这三种电磁加热电源频率。

有时注意观察,被加热金属件表面首先被加热,然后才慢慢使整个金属件被加热。因为被加热金属件在电磁加热过程中会有能量损失,主要体现在热传导损失、热对流损失、热辐射损失、电磁加热设备自身能量损失,所以被加热金属件在电磁感应加热过程中,工件表面局部先被加热,然后向工件表里进行热传递使得整个工件被加热。


上面说到热传递损失,主要是工件表里和表外有温差存在,使得热量远离表面向内扩散,此过程是热传导,但是传导过程中有能量的损失。热对流损失是主要是被加热金属件周围有水或空气等介质,与被加热金属件表面有温差存在,就会有能量交换,也就会有能量损失。热辐射损失是被加热金属件局部受热后成为辐射源,向周边物体以电磁波形式传递能量,也会能量损失。加热设备自身能量损失体现在设备的电源、电缆、控制装置,这些都会产生能量损失。



虽然这些因素都会导致电磁加热过程中的能量损失,但是上面说到的电磁加热高热效率、高加热温度、大功率等一些优点,能弥补电磁加热过程中导致能量损失带来的热加工效率。因此电磁加热技术被广泛应用在机械加工行业,也促进了机械加工行业的技术革新。


螺丝爱螺帽


这个可以和大家熟悉的工频变压器作对比,它们都是电磁转换设备,但走的是不同的两个极端,不讲复杂的原理,接下来通过我的对比,相信大家一定能看明白。

先看实物对比:

它们都可以等效于下图:

变化的电流可以产生变化的磁场,变化的磁场可以产生电流,这是变压器的工作原理。同时变化的磁场也有电涡流效应,这是电磁感应加热的原理。

对于变压器来说,也会有电涡流存在,这个电涡流会产生热量,是有害的。为了减少电涡流效应,大家从图片中可以看到变压器都是由很多硅钢片构成,而不是一整块硅钢。其目的就是减少截面积的大小,人为的增加了电阻抗。

对于电磁感应加热来说,电涡流是有用的,效率越高越好。所以提高了变化电流的工作频率,使电涡流效应更强。同时电磁感应加热只对金属有效,并且金属的导电性能越好加热效果越明显。


雅帆十方


  工业电磁加热,其原理就是应用电磁场作用在导磁金属于上面会产生涡流热的基本原理。与我们生活中的电磁炉原理是一样的。工业电磁加热的另一种典型应用就是电磁加热辊,基结构内外分为电磁线圈装置,外部为辊体外壳。

其工作原理及特点是:

  辊体内均匀布置的加热线圈外接电源控制模块,通电后产生交变磁场,金属辊体在交变磁场作用下产生涡流,由于金属固有的电阻而发热,从而达到加热辊体的目的。

电磁加热辊,充分利用了电磁加热的基本原理,其制成的产品电磁加热辊,广泛的应用在各类高分子材料的加工生产中。该产品是1964年日本toukuden公司发明,最初应用于纺丝工业,上世纪70-80年代间,就造了20多万支。由于技术的难度及技术封锁,国内最早将电磁加热辊落地市场化的企业已经2009年-2010年了。随后,日本t0kuden公司与国内这家企业长达两年的IP诉讼,最终,国内企业胜诉,这也标志着,从此国内的工业电磁加热应用-联净电磁加热辊,填补了国内空白,并引领国内电磁加热辊行业不断发展状大。

工业电磁加热应的联净电磁加热辊,其特点是:

 


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