透熱爐感應線圈長度匝數(shù)平方的阻抗與直徑的關系

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透熱爐感應線圈長度匝數(shù)平方的阻抗與直徑的關系

透熱爐感應圈繞組的長度很大程度取決于所選擇的加工方式和被加熱金屬。對于一般情況來說，采用工件最長長度加25-75毫米來作為感應圈的長度是足夠的。

（2）感應圈內(nèi)徑的選擇

一般來說，感應圈的內(nèi)徑等于工件的直徑加上空氣間隙，一般情況下空氣間隙由表4.2確定。

透熱爐

透熱爐感應加熱器終端電壓電流匝數(shù)的確認

感應加熱器終端電壓、電流和匝數(shù)等主要參數(shù)的確認是基于一系列理論上的，并使用以實驗為基礎的修正系數(shù)而得到修正曲線。這些參數(shù)包括感應加熱終端電壓，感應加熱器電流，感應加熱器匝數(shù)。這種設計方法使用了效率、功率因數(shù)和匝數(shù)平方所反映的阻抗等一系列公式。

感應加熱器的效率定義為：

其中：=感應線圈效率；

      =輸入工件的總功率；

      =感應圈終端的總功率

感應圈功率因數(shù)定義為：

其中：=感應圈功率因數(shù)；

=感應圈終端的總功率；

=感應圈終端伏安數(shù)。

感應圈匝數(shù)平方的阻抗定義為：

其中：=感應圈匝數(shù)平方的阻抗；

=感應圈終端伏安數(shù)；

=感應圈終端電壓；

=感應圈電流；

=感應圈匝數(shù)。

透熱爐感應加熱器的設計一般采用近似設計法。近似法就是根據(jù)工藝給出的要求，利用曲線得出感應加熱器效率、感應加熱器功率因數(shù)及感應加熱匝數(shù)平方的阻抗，然后代入公式來確定感應加熱器的功率電壓，電流和匝數(shù)。

下面以鋁為例說明感應加熱器的設計過程

圖4.2給出了感應長度為250毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工作材料為鋁的感應圈效率與工件直徑的關系曲線。

透熱爐給出了感應圈長度635毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工件材料為鋁 感應圈與工件直徑的關系曲線。

圖4.3感應線圈長度為1270毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工件材料為鋁的感應圈效率與工件直徑的關系曲線。

圖4.5給出了感應圈長度為250毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工作材料為鋁的感應圈功率因數(shù)與工件直徑的關系曲線。

圖4.5透熱爐感應線圈長度為250毫米功率因數(shù)與直徑的關系

圖4.6給出了感應線圈長度為635毫米，相對磁導率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工作材料為鋁的感應圈功率因數(shù)與工件直徑的關系曲線。

圖4.6感應線圈長度為635毫米功率因數(shù)與直徑的關系

圖4.7給出了感應圈長度為1270毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工作材料為鋁的感應圈功率因數(shù)與工件直徑的關系曲線。

4.6透熱爐感應線圈長度為635毫米功率因數(shù)與直徑的關系

圖4.7給出了感應圈長度為1270毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工件材料為鋁的感應圈因數(shù)與工件直徑的關系曲線。

圖4.7感應線圈長度為1270毫米功率因數(shù)與直徑的關系

圖4.8給出了感應圈長度為250毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工件材料為鋁的感應圈匝數(shù)平方的阻抗與工件直徑的關系曲線。

工件的直徑d(毫米)

圖4.8感應線圈長度為250毫米匝數(shù)平方的阻抗與直徑的關系

圖4.9給出了感應圈長度為635毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工件材料為鋁的感應圈匝數(shù)平方的阻抗與工件直徑d的關系曲線。

工件直徑d（毫米）

圖4.9感應線圈長度為635毫米匝數(shù)平方的阻抗與直徑的關系

圖4.10給出了感應圈長度為1270毫米，相對導磁率為1，溫升范圍在20攝氏度到540攝氏度，工件材料為鋁的感應圈匝數(shù)平方的阻抗與工件直徑的關系曲線。

圖4.10感應線圈長度為1270毫米匝數(shù)平方的阻抗與直徑的關系

實際設計中，可根據(jù)工藝要求可以知道溫升的標準，加熱的材料多少和加熱時間可以確認：

工件總的加熱功率，根據(jù)圖4.2圖4.3圖4.4的曲線得到的感應圈效率。代入公式（4.2），

根據(jù)圖4.5，圖4.6，圖4.7的曲線得到的感應圈功率因數(shù)，代入公式（4.3），可以得出感應圈終端的伏安數(shù)。

根據(jù)圖4.8,圖4.9，圖4.10的曲線得到的感應圈匝數(shù)平方的阻抗，代入公式（4.4），可以得出感應圈電壓與感應圈匝數(shù)的比；感應圈電流與感應圈匝數(shù)的積。

最后可以根據(jù)實際情況來確定感應圈的終端電壓，電流和匝數(shù)。如果采用工頻電源，那么終端電壓是固定。如果能夠使用變壓器，那么匝數(shù)和電壓是可以進行選擇以取得最好的方案。從選用的感應匝數(shù)推導出電流值。