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2000年以来の誘導加熱

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誘導加熱の18の一般用語

次の用語は、誘導加熱の経験がほとんどまたはまったくない人を対象としており、科学的な定義を与えるのではなく、実用的なアプリケーションを対象としています。 同時に、電源ユニットの電磁エネルギー放射は無視され、国際単位系 (SI) が採用されます。

1.誘導加熱

インダクタコイルに交流電流が流れると、その周りに交流磁場が発生します。 交流磁場内の金属導体は、磁場から電磁エネルギーを引き出して熱を発生させるため、誘導加熱は電磁加熱でもあります。

2.現在

電流は電流強度の略です。 単位時間に A 導体の断面を通過する電荷の量を測定します。これは、水道水が A パイプを流れ落ちる速度と同様に、アンペアで表されます。 誘導加熱アプリケーションでは、インダクタコイルの電流は数十から数十アンペアの範囲です。

3.電圧

電圧(電位)は、バッテリー、AC電源、および高周波発電機によって生成される電流の原動力です。 電圧と電圧降下は、ポンプとラインの間の圧力差に似ています。 電圧は常に回路要素の両端にボルト (V) 単位で適用されます。 シングルターンインダクタの両端の電圧は数ボルト、溶解炉のマルチターンコイルでは数キロボルトに達します。

4。 インピーダンス

インピーダンスは電圧と電流の比で、回路の基本的なパラメータの1つで、単位はΩ、1Ω=XNUMXV/A。

5. 磁場

磁場は一種の物理場であり、周囲の空間に分布し、磁場源の変化に伴って時間とともに変化します。 電流と永久磁石の両方が磁場源です。

6. 磁力線

磁力線は、磁場の分布を観察するのに役立ちます。 磁力線の密度が高い場所では、磁場が強くなります。水が閉ループ パイプ内を流れるように、磁力線は磁場源の周囲で常に閉じています。

7. 磁流(φ)

磁束は磁場の尺度です。 液体の流れのようなものです。 磁気ポテンシャルは、電位が電流を生成するのと同じ方法で磁束を生成します。コイル内の電流、またはコイル内の正確なアンペアターン数が磁気ポテンシャルです。 磁束の経路はウェーバー (Wb) で閉じている必要があります。

8. 磁気誘導強度(B)

これは磁束密度の尺度であり、ベクトルであり、ある時点での流体の速度ベクトルに相当します (テスラ (T))。

9. 磁場強度(H)

これは、水流のどこかでの圧力勾配のように、磁位の強さの尺度です。 単位は、単位長あたりのアンペア A/m です。

10. 磁気伝導率

線形磁気媒体の場合、比 B/H には物質の絶対透磁率と呼ばれる一定の値があります。 空気の「透磁率」を 1 に校正することで、物質の比透磁率を定義できます。すべての非磁性材料の比透磁率は 1 です。強磁性材料の比透磁率は数万に達する可能性があり、その値も磁場強度の影響を受けます。これは、同じ磁束の下で磁気ポテンシャルが減少することを示しています。

11. 不本意

磁気抵抗は、回路における抵抗のようなものです。 回路内の電圧(電位)によって発生する電流は、抵抗を通って流れます。 磁気回路では、コイルのアンペアターン数 (磁気ポテンシャル) によって生成される磁束が、磁気回路の磁気抵抗を介して「流れます」。 同じ磁束の場合、強磁性材料を磁気回路に入れるために必要な電流は小さく、非強磁性材料に必要な電流は大きくなります。 つまり、コイルに同じ電流を流した場合、前者が発生する磁束は大きく、後者は小さくなります。

12. 磁気 (場) エネルギー

磁気エネルギーは、磁場に関連する一種のエネルギーです。 それは、磁場の発生源である通電導体の周囲の空間に存在します。 交流の場合、磁気エネルギーはコイル回路内で電気エネルギーに変換され続け、電気エネルギーはさらに磁気エネルギーに変換されます。 導体は、エネルギー変換の各期間中にエネルギーの一部を吸収します。 磁気エネルギーの単位はジュール (J) で、産業用アプリケーションでより一般的に使用されるのはキロワット時 (kw•h) です。1 kw•h = 3600000 J。

13。 皮相電力

これは、回路内の電圧と電流の積をキロボルト アンペア (kva) で表したものです。 例えば、変圧器の元の電圧が800Vで電流が500aの場合、電力は400kvaに等しいように見えます。皮相電力が有効電力に等しい直流回路(DC)では、「見かけ」無意味です。 交流 (AC) 回路、特に誘導加熱装置のスロット回路では、電気エネルギーと磁気エネルギーが連続的に交換されるため、エネルギーの一部のみがワークピースに吸収されます。 50Hz ACモーターの回路に吸収されます。

14.有効電力

これは単位時間 (1 秒) に吸収される電力の量で、通常はキロワット (kW) で表されます。 有効電力は常に皮相電力よりも小さくなります (多くても皮相電力に等しい)。たとえば、インダクタの両端の電圧が 50 V で、流れる電流が 4000 A の場合、知覚される電力は 200 kva であり、コイルによって吸収される有効電力はワークピースとインダクタは 30kw (力率は 0.15) または 80kw (力率は 0.4) です。

15. 無効電力

これは、電気エネルギーと磁気エネルギーが交換されるときのインダクタとコンデンサバンクで構成される振動チャネル内の誘導加熱装置の電磁力のサイズです。 これは、電源によって供給された電力の一部が発振チャネルによって電源に戻されることを示しています。 単位は kvar で、その値は皮相電力と有効電力の平方根の平方根に等しくなります。

16. 力率(cosφ)

皮相電力に対する有効電力の比(kW/kva)で、電磁振動のXNUMX周期で皮相電力に吸収される有効電力の割​​合を示します。

17. 磁気ヒステリシス損(HL)

強磁性体内部の磁性分子は、交番磁界の作用で常に前後に向きを変えており、内部摩擦による損失をヒステリシス損と呼んでいます。 誘導加熱プロセスでは、低周波数でのヒステリシス損失は 10% を超えず、摩擦の悪化により周波数の増加とともに損失が増加します。 非磁性材料 (常磁性および反磁性材料) の場合、HL 値はゼロです。

18. 渦電流損

交番磁力線が導体の断面を横切るとき、磁場の結合効果により、渦電流が導体内に生成されます。 渦電流と熱を発生させるには、導体に閉回路が必要です。 開口部の両端に電圧がかかり、熱が発生しないように、薄い金属リングを交流磁場に置くことを想像してください。 外形寸法と周波数が固定された誘導加熱装置の場合、ヒステリシス損失と渦電流損失の関係は確かですが、ヒステリシス加熱と渦電流加熱を分離することはできず、前者は全体のごく一部を占めるにすぎないことを強調します。損失であり、後者が主要な部分を占めています。

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