對于典型的工程師來(lái)說(shuō),電磁感應加熱是一種迷人的加熱方法。對于那些不熟悉電磁感應加熱的人來(lái)說(shuō),看著(zhù)線(xiàn)圈中的一塊金屬在幾秒鐘內變成櫻桃紅色可能會(huì )令人驚訝。電磁感應加熱設備需要了解物理學(xué)、電磁學(xué)、電力電子學(xué)和過(guò)程控制,但電磁感應加熱背后的基本概念很容易理解。
電磁感應加熱的基礎
想要了解電磁感應加熱,首先要了解電磁感應加熱設備加熱的原理。
由 Michael Faraday 發(fā)現,電磁感應始于一圈導電材料(例如,銅)。當電流流過(guò)線(xiàn)圈時(shí),會(huì )在線(xiàn)圈內部和周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)做功的能力取決于線(xiàn)圈設計以及流過(guò)線(xiàn)圈的電流量。
磁場(chǎng)的方向取決于電流的方向,因此通過(guò)線(xiàn)圈的交流電將導致磁場(chǎng)以與交流電頻率相同的速率改變方向。 60Hz 的交流電流會(huì )使磁場(chǎng)每秒轉換 60 次方向。 400kHz 的交流電流會(huì )導致磁場(chǎng)每秒切換 400,000 次。
當一種導電材料,即工件,置于變化的磁場(chǎng)中(例如交流產(chǎn)生的磁場(chǎng)),工件中會(huì )感應出電壓(法拉第定律)。感應電壓會(huì )導致電子的流動(dòng):電流!流過(guò)工件的電流將與線(xiàn)圈中的電流方向相反。這意味著(zhù)我們可以通過(guò)控制線(xiàn)圈中電流的頻率來(lái)控制工件中電流的頻率。
當電流流過(guò)介質(zhì)時(shí),電子的運動(dòng)會(huì )受到一些阻力。這種電阻表現為熱量(焦耳熱效應)。當電流流過(guò)材料時(shí),對電子流動(dòng)的抵抗力更強的材料會(huì )放出更多的熱量,但當然可以使用感應電流加熱高導電材料(例如銅)。這種現象對于電磁感應加熱至關(guān)重要。
以上所有這些都告訴我們,電磁感應加熱的發(fā)生需要兩個(gè)基本條件:
①變化的磁場(chǎng)
②置于磁場(chǎng)中的導電材料
電磁感應加熱的未來(lái)前景展望
隨著(zhù)高度工程設計的材料、替代能源和發(fā)展中國家賦權需求的到來(lái),電磁感應加熱的特點(diǎn)為未來(lái)的工程師和設計師提供了一種快速、高效和精確的加熱方法。