直流水平磁芯式感應加熱爐
感應加熱爐
在電爐中,如果熱量是由金屬的感應加熱產生的,則稱為感應加熱爐。感應加熱爐的容量範圍從不到 1 公斤到 100 噸,用於熔化各種金屬,如鐵、銅、鋁等。
直流磁芯式感應爐
下圖顯示了直流水平磁芯式感應加熱爐的示意圖。
它基於變壓器原理工作,其中待加熱的負載形成一個單匝短路次級繞組,並透過鐵芯與初級繞組磁耦合。爐體有一個圓形部分,其中包含以環形形式熔化的負載。
當環內沒有熔融金屬時,次級繞組將開路,從而切斷次級電流。因此,要啟動直流磁芯式感應爐,必須將熔融金屬倒入環中。
在這種情況下,初級和次級繞組之間的磁耦合非常差,導致漏感高,功率因數低。因此,為了抵消高漏感的影響,在初級側使用約 10 Hz 的低頻。
注意事項
下面列出了一些關於直流磁芯式感應爐的重要事項:
使用直流磁芯式感應爐,金屬熔化速度快且清潔,並且可以精確控制負載的溫度和合金元素。
直流磁芯式感應爐具有熔體的固有攪拌作用,確保最終產品的更大均勻性。
如果電流密度超過約 500 A/cm2,則圍繞熔體流動的電流將與交變磁場相互作用,並在金屬橫截面上施加一個收縮力,這可能會將其擠壓到一定程度,導致次級電路完全中斷。這被稱為**箍縮效應**。箍縮效應導致氣泡和空洞的形成。當次級電流中斷時,收縮力消失,金屬可能會像空氣一樣流動。箍縮效應取決於加熱過程中使用的頻率和功率。
直流磁芯式感應爐不適用於間歇服務。
直流磁芯式感應爐的缺點
直流磁芯式感應爐的主要缺點如下:
在直流磁芯式感應爐中,初級繞組和次級繞組之間的磁耦合較差,導致漏感較高,因此功率因數較低。
用於盛放負載的坩堝形狀奇特,從冶金角度來看並不方便。
由於直流磁芯式感應爐需要低初級頻率,因為正常的電源頻率會導致負載的湍流。因此,它需要電機發電機組或變頻器,這增加了加熱成本。
在直流磁芯式感應加熱的情況下,存在箍縮效應,即氣泡和空洞的形成。
如果直流磁芯式感應爐的次級迴路未閉合,則無法工作。因此,為了啟動爐子,需要在磁芯周圍形成一個完整的負載環。此外,為了啟動爐子,可以在坩堝中放置一個鐵環或石墨襯裡。
由於上述缺點,直流磁芯式感應爐如今已過時。