想知道電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展式

【專(zhuān)家解說(shuō)】：感應(yīng)加熱的發(fā)展簡(jiǎn)史和用途 : 早在19世紀(jì)初人們就發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道處于交變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流而引起導(dǎo)體發(fā)熱。但是，長(zhǎng)期以來(lái)人們視這種發(fā)熱為損耗，并為保護(hù)電氣設(shè)備和提高效率而千方百計(jì)的減少這種發(fā)熱。直到19世紀(jì)末才開(kāi)始開(kāi)發(fā)和利用這種熱源進(jìn)行有目的的加熱、熔煉、淬火、焊接、熱處理等，隨之出現(xiàn)了各種形式的感應(yīng)加熱設(shè)備。 1890年瑞典人發(fā)明了第1臺(tái)感應(yīng)熔煉爐—開(kāi)槽式有芯爐，1916年美國(guó)人制造出閉槽式有芯爐，用于有色金屬的冶煉，1921年無(wú)芯爐在美國(guó)出現(xiàn)，采用火花式中頻電源，后來(lái)出現(xiàn)了中頻機(jī)組電源和現(xiàn)在的晶閘管變頻電源。工頻爐產(chǎn)生于20世紀(jì)30年代。高頻電源、倍頻電源等也由于不同的工藝要求而相繼出現(xiàn)。感應(yīng)加熱裝置最早使用于表面熱處理，以后普及焊接領(lǐng)域和各種透熱。現(xiàn)在感應(yīng)加熱技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如表I。自工業(yè)上開(kāi)始應(yīng)用感應(yīng)加熱能源以來(lái)，已過(guò)去10 多年，在這期間感應(yīng)加熱的理論和感應(yīng)加熱裝置都有很大的發(fā)展，感應(yīng)加熱的應(yīng)用領(lǐng)域亦隨之?dāng)U大，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。 在應(yīng)用領(lǐng)域方面，感應(yīng)加熱已廣泛應(yīng)用于金屬熔煉、透熱、熱處理和焊接等過(guò)程，服務(wù)于冶金、國(guó)防、機(jī)械加工等部門(mén)及鑄、鍛和船舶、飛機(jī)、汽車(chē)制造等行業(yè)中。此外，感應(yīng)加熱也已進(jìn)入到人們的家庭生活中，例如微波爐、電磁爐、熱水器等。 2.交變磁場(chǎng)下加熱的原理？ 感應(yīng)加熱基于兩個(gè)基本物理現(xiàn)象：法拉第電磁感應(yīng)、焦耳效應(yīng)。 Mihel Farady于1831年建立的電磁感應(yīng)定律說(shuō)明，在一個(gè)電路圍繞的區(qū)域內(nèi)存在交變磁場(chǎng)時(shí)，電路兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)電路閉合時(shí)則產(chǎn)生電流。這個(gè)定律同時(shí)也就是今天感應(yīng)加熱的理論基礎(chǔ)。 感應(yīng)加熱的原理:當(dāng)感應(yīng)線圈上通以交變的電流i時(shí)，線圈內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生相同頻率的交變磁通Φ，交變磁通Φ又會(huì)在金屬工件中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)e。根據(jù)MAXWELL電磁方程式，可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。 由此可見(jiàn)，感應(yīng)加熱是靠感應(yīng)線圈把電能傳遞給要加熱的金屬，然后電能在金屬內(nèi)部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。感?yīng)線圈與被加熱金屬并不直接接觸，能量是通過(guò)電磁感應(yīng)傳遞的。另外需要指出的是，感應(yīng)加熱的原理與一般電氣設(shè)備中產(chǎn)生渦流以及渦流引起發(fā)熱的原理是相同的，不同的是在一般電氣設(shè)備中渦流是有害的，而感應(yīng)加熱卻是利用渦流進(jìn)行加熱的 感應(yīng)電勢(shì)和發(fā)熱功率與頻率高低和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。感應(yīng)線圈中流過(guò)的電流越大，其產(chǎn)生的磁通也就越大，因此提高感應(yīng)線圈中的電流可以使工件中產(chǎn)生的渦流加大；同樣提高工作頻率也會(huì)使工件中的感應(yīng)電流加大，從而增加發(fā)熱效果，使工件升溫更快。另外，渦流的大小與金屬的截面大小、截面形狀、導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率以及透入深度有關(guān)。