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圆钢透热炉的能量转换过程

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发表时间:2021-05-26 14:46作者:海山机电来源:陕西海山机电有限公司网址:http://www.sxhszpl.com

      圆钢透热炉‍在一般人心目中是很神奇的设备,通上电就可以把金属加热。其实,圆钢透热炉属于中频炉的一大类别,又被称之为中频加热炉、感应加热炉、感应电炉、中频电炉等等,林林总总的叫法,其原理都是把电能转换成电磁、再把电磁转换成热能的一种加热设备。其复杂之处是包涵多种学科在内的综合知识,即包涵电学、电磁学、热工学、机械学、材料学、PLC控制等等方面知识。圆钢透热炉的加热过程是一个能量转化的过程,圆钢透热炉通过电磁转换热能的过程更为神奇,海山电炉小编就科普下这方面的知识。

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       1、圆钢透热炉的三相交流电转换电磁
        首先圆钢透热炉的中频电源通过晶闸管的整流、逆变、滤波等过程,把三相交流电50Hz的频率变为100--8000的中频频率,当交变频率的电流通过中频电炉的感应器线圈时,在感应器线圈内就产生了磁场,磁场的方向和电流流动方向是符合右手法则的。这个感应器线圈磁场的极性和强度随交变电流的频率而变化。这个交变磁场的磁力线在感应器线圈内部和外部分布着,内部的磁力线切割被加热的金属材料,是有用的磁力线,外部必须采取措施使得磁力线尽量分布少些,减少损失。交变磁场的方向和磁力线的数量与稀密程度等决定于通过感应线圈的电流强度、频率和线圈的匝数和几何尺寸,这就使得我们可以控制磁场的磁力线分布,增加磁力线的利用率。
       2、圆钢透热炉线圈磁场的磁力线转换感应电流
        圆钢透热炉‍产生磁场的磁力线切割被加热的金属,当磁力线的极性和强度产生周期性的交替变化时,就相当于导体作切割磁力线的运动,在被加热金属之间所构成的闭合回路内就产生了中频感应电动势E,其大小可用下式表示:
     E=4.44fφ(V)
式中 φ——交变磁场的磁通量,Wb;
     f——交变电流的频率,Hz。
    在中频感应电动势E的作用下,金属炉料中产生了中频感应电流。中频感应电流I的大小服从欧姆定律,其大小用下式表示:
        式中 R——金属炉料的有效电阻,Ω。

      3、圆钢透热炉感应电流转化为热能
       圆钢透热炉内被加热金属产生中共感应电流在流动过程中要克服一定的电阻,电流在导体中流动也会产生热量,这样就把电能转化为热能,产生的热量与流过中频电流是平方关系,是被加热金属内部在中频电流流过时自身产生的热量。利用这种热能使金属炉料加热甚至于熔化。中频感应电流产生热量的多少可以从焦耳-楞次定律计算得出。
       综上所述,整个圆钢透热炉加热过程是一个能量转化的过程。首先将电能转化为磁场能,然后由磁场能转为电能,最有由电能转化为热能使金属加热。由于能量形式的多次转化,不可避免地会有损失。这就要求从圆钢透热炉电气线路上采取措施加以补偿,以减少损失,提高效率,从而使圆钢透热炉设备的电能利用率更高、更加节能。

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