中频炉线圈设计

      中频炉线圈设计是中频炉加热系统中影响加热效果最为关键的因素之一，其中中频炉线圈紫铜管的规格、线圈匝数、线圈长度、线圈直径等参数决定中频炉的加热功率、加热频率以及加热效率，不同的加热工件需要不同的加热线圈才能最大满足加热效率，完成中频炉电能到热能的最高的转换效率。因此，海山电炉小编认为中频炉线圈设计十分重要。

      一、变径圆柱形坯料中频炉感应器线圈的设计

     变径圆柱形坯料作周期中频炉加热计算的思路是，在同一中频炉的加热时间内，必须保证在不同的圆钢截面区段对应施加不同的能量。用变匝距的方法就可以实现在各区段对磁场强度进行不同的分布。单位长度上最大功率应与直径最大的区段相对应，只要使这段匝距最小，磁场强度最大，就可以实现与其它区段同时加热。

      二、中频炉线圈设计频率和加热时间的确定

      以变径圆柱形坯料最小的直径来选择中频炉线圈频率。以变径圆柱形最大的直径来计算中频炉线圈加热时间。

      三、中频炉感应器线圈尺寸的确定：

      1、按圆钢最大直径确定D1，按变径圆钢形坯料的全长a2确定a1，求出每个区段的有效功率PT和有效单位功率Po.

G1、G2、G3……为各段质量（kg）。

有效单位功率:

Po1=PT1×103/（πD21 a21）（W/m2）、Po2=P T2×103/（πD22 a22）     （W/m2）……

求出热损△PT输送给变径圆柱形坯料的平均功率为：

P2cp=PT1+ PT2+……+△PT （kW）

    2、在a2长度内，加热同样重量的毛坯的等效直径：

由：D22a2γ=G1+G2+G3+……

   γ —— 坯料密度，（kg/m3）

这时就可以按常规算法计算感应器的匝数ω。

对于无磁性坯料加热，计算时将功率P2cp代入，对于钢质坯料加热，将功率P2r=0.72P2cp代入.

       三、中频炉线圈变匝距的匝数分配

       1、确定多个区段上的单位功率，平均单位功率和平均单位匝数。

单位功率P0cp：

P0cp=P2cp×103/[π（D21 a21+D22 a22+……）] （W/m2）

D21、D22……为各个区段的直径（m）

a21、a22……为各个区段的长度（m）

热损的平均单位功率△PTcp

△PTcp≈△PT×103   /（πD2 a2）（W/m2）

各个区段上的总单位功率

P1=P01+△PTcp（W）

P2=P02+△PTcp（W）

……

     2、中频炉线圈平均单位匝数

ω＇cp=ω/a1   （匝/m）

   3、 中频炉感应器线圈每段长度（以三级为例）

a11=a21+△a     （m）

a12=a22             （m）

a13=a23+△a     （m）

式中，△a=（a1 – a2）/ 2

    4、中频炉线圈以单位功率确定各个区段上的单位匝数

……

     5、中频炉线圈在各个区段上的总匝数

ω1=ω1＇a11

ω2=ω2＇a12

……

各个区段上的匝数取整并核算

ω1+ω2+……=ω

某一区段匝数排布不开时，可采用多层感应器设计。

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