Indukcijsko kaljenje je proces gašenja koji koristi toplinski efekat koji nastaje indukcijskom strujom koja prolazi kroz otkovak za zagrijavanje površine i lokalnog dijela otkovka do temperature gašenja, nakon čega slijedi brzo hlađenje. Prilikom kaljenja, kovanje se postavlja u bakarni senzor položaja i spaja na naizmjeničnu struju fiksne frekvencije kako bi se stvorila elektromagnetna indukcija, što rezultira indukovanom strujom na površini otkovka koja je suprotna struji u indukcijskom svitku. Zatvorena petlja koju stvara ova indukovana struja duž površine otkovaka naziva se vrtložna struja. Pod dejstvom vrtložne struje i otpora samog otkovka, električna energija se pretvara u toplotnu energiju na površini otkovka, što dovodi do brzog zagrevanja površine do prelivanja gašenja, nakon čega se kovanje odmah i brzo hlađen da bi se postigla svrha površinskog gašenja.
Razlog zašto vrtložne struje mogu postići zagrijavanje površine određen je karakteristikama distribucije naizmjenične struje u vodiču. Ove karakteristike uključuju:
- Skin efekat:
Kada jednosmjerna struja (DC) prolazi kroz provodnik, gustoća struje je ujednačena po poprečnom presjeku vodiča. Međutim, kada prolazi naizmjenična struja (AC), distribucija struje po poprečnom presjeku vodiča je neravnomjerna. Gustoća struje je veća na površini provodnika i niža u centru, pri čemu se gustina struje eksponencijalno smanjuje od površine prema centru. Ovaj fenomen je poznat kao kožni efekat AC. Što je viša frekvencija AC, to je izraženiji skin efekat. Gašenje indukcijskim grijanjem koristi ovu karakteristiku za postizanje željenog efekta.
- Efekat blizine:
Kada dva susjedna provodnika prolaze kroz struju, ako je smjer struje isti, inducirani povratni potencijal na susjednoj strani dva provodnika je najveći zbog interakcije naizmjeničnih magnetskih polja koje oni stvaraju, a struja se dovodi do spoljnu stranu provodnika. Naprotiv, kada je smjer struje suprotan, struja se tjera na susjednu stranu dva provodnika, odnosno na unutrašnji tok, ova pojava se naziva efektom blizine.
Prilikom indukcijskog grijanja, inducirana struja na otkovku je uvijek u suprotnom smjeru od struje u indukcijskom prstenu, pa je struja na indukcijskom prstenu koncentrisana na unutrašnji tok, a struja na zagrijanom otkovku smještenom u indukcijskom prstenu je koncentrisan na površini, što je rezultat superponiranog efekta blizine i efekta kože.
Pod dejstvom efekta blizine, distribucija indukovane struje na površini otkovaka je ujednačena samo kada je zazor između indukcijske zavojnice i kovanja jednak. Stoga se kovanje mora kontinuirano rotirati tokom procesa indukcijskog zagrijavanja kako bi se eliminisala ili smanjila neravnomjernost zagrijavanja uzrokovana nejednakim zazorom, kako bi se dobio ujednačen sloj grijanja.
Osim toga, zbog efekta blizine, oblik grijane površine na kovanju uvijek je sličan obliku indukcijske zavojnice. Stoga je pri izradi indukcijskog svitka potrebno njegov oblik učiniti sličnim obliku grijaće površine otkovka, kako bi se postigao bolji učinak grijanja.
- Efekt cirkulacije:
Kada naizmjenična struja prolazi kroz prstenasti ili spiralni provodnik, zbog djelovanja naizmjeničnog magnetskog polja, gustoća struje na vanjskoj površini vodiča opada zbog povećane samoinduktivne povratne elektromotorne sile, dok se unutrašnja površina provodnika smanjuje. prsten postiže najveću gustinu struje. Ovaj fenomen je poznat kao efekat cirkulacije.
Efekt cirkulacije može poboljšati efikasnost i brzinu grijanja pri zagrijavanju vanjske površine kovanog komada. Međutim, to je nepovoljno za zagrijavanje unutrašnjih rupa, jer cirkulacijski efekat uzrokuje da se struja u induktoru odmakne od površine kovanog komada, što dovodi do značajno smanjene učinkovitosti grijanja i sporije brzine zagrijavanja. Zbog toga je potrebno ugraditi magnetne materijale visoke permeabilnosti na induktor kako bi se poboljšala efikasnost grijanja.
Što je veći odnos aksijalne visine induktora i prečnika prstena, to je efekat cirkulacije izraženiji. Stoga je poprečni presjek induktora najbolje napraviti pravokutni; pravokutni oblik je bolji od kvadrata, a kružni oblik je najgori i treba ga izbjegavati koliko god je to moguće
- Efekat oštrog ugla:
Kada se u senzoru zagreju izbočeni delovi sa oštrim uglovima, ivicama i malim radijusom zakrivljenosti, čak i ako je razmak između senzora i otkovaka jednak, gustina linije magnetnog polja kroz oštre uglove i izbočene delove otkovaka je veća. , gustina inducirane struje je veća, brzina zagrijavanja je velika, a toplina je koncentrisana, što će uzrokovati pregrijavanje i čak izgaranje ovih dijelova. Ovaj fenomen se naziva efekt oštrog ugla.
Da bi se izbegao efekat oštrog ugla, prilikom projektovanja senzora, razmak između senzora i oštrog ugla ili konveksnog dela otkova treba da se na odgovarajući način poveća kako bi se smanjila koncentracija linije magnetne sile tamo, tako da brzina grejanja i temperature kovanja svuda su što ujednačenije. Oštri uglovi i izbočeni delovi otkovaka takođe se mogu promeniti u uglove stopala ili ivice, tako da se može postići isti efekat.
Za sve dodatne informacije preporučujem da posjetite našu web stranicu na adresi
Ako ovo zvuči zanimljivo ili želite da saznate više, da li biste me obavijestili o vašoj dostupnosti kako bismo mogli dogovoriti odgovarajuće vrijeme za povezivanje i podijeliti više informacija? Ne ustručavajte se poslati email nadella@welongchina.com.
Hvala unapred.
Vrijeme objave: Jul-24-2024
