Четыре эффекта индукционного закалки

Поверхностный эффект индукционной закалки

Поверхностный эффект, также известный как скин-эффект, возникает, когда переменный ток проходит через проводник. Плотность тока в разных точках поперечного сечения проводника равна при прохождении постоянного тока через проводник. Однако, когда переменный ток проходит через проводник, плотность тока в поперечном сечении проводника мала в середине и велика на поверхности. Когда частота тока достаточно высока, центр проводника может не иметь тока, и весь ток сосредоточен на поверхностном слое проводника. Это явление называется поверхностным эффектом тока высокой частоты.

Причина, по которой поверхностный эффект производится индукционным упрочнением, заключается в том, что при прохождении переменного тока через проводник он также создает магнитное поле, окружающее проводник, которое, в свою очередь, создает самоиндуцированную электродвижущую силу на проводнике. Направление самоиндуцированной электродвижущей силы противоположно направлению исходной электродвижущей силы, а самоиндуцированная электродвижущая сила сильнее в центре цилиндрического проводника и слабее на поверхности. Отмена самоиндуцированной электродвижущей силы против исходной электродвижущей силы приводит к максимальному поверхностному и минимальному центральному току высокочастотного тока, образуя скин-эффект.

В результате скин-эффекта плотность тока на поперечном сечении проводника экспоненциально уменьшается от поверхности к центру.

Эффект близости индукционной закалки

Распределение переменного тока внутри проводника зависит от переменного тока внутри соседнего проводника, который называется эффектом близости.

В практических применениях эффект близости индукционной закалки в основном имеет две ситуации:

• Когда два параллельных проводника подвергаются противоположным и равным переменным токам, ток концентрируется на внутреннем поверхностном слое двух проводников, и магнитное поле между двумя проводниками усиливается, в то время как магнитное поле за пределами двух проводников ослабляется.

• Когда два параллельных проводника подвергаются одинаковому и равному переменному току, ток концентрируется на внешнем поверхностном слое двух проводников, и магнитное поле между двумя проводниками является самым слабым, в то время как магнитное поле за пределами двух проводников усиливается из-за взаимной суперпозиции.
  

Кольцевой эффект индукционного закалки

Когда высокочастотный ток проходит через кольцевой проводник, максимальная плотность тока распределяется на внутренней стороне кольцевого проводника, что называется кольцевым эффектом. Суть кольцевого эффекта заключается в эффекте близости кольцевого индуктора.

Используя принцип эффекта индукционного упрочняющего кольца, мы можем объяснить, почему эффективность нагрева внешней поверхности цилиндрической части и внутренней поверхности полой части, нагретой одним и тем же кольцевым индуктором, настолько различна.

Эффект слота индукционного упрочняющего магнитного проводника

Прямоугольный медный проводник поперечного сечения помещается в прорезь магнитного проводника. Когда высокочастотный ток проходит через проводник, ток течет только на поверхностный слой проводника при открытии магнитного проводника. Это явление называется щелевой эффект магнитного проводника.

Магнитный проводник имеет очень высокую магнитную проницаемость и очень малое магнитное сопротивление. Магнитный поток, создаваемый токопроводящим проводником, концентрируется для прохождения через нижнюю часть щели магнитного проводника. Хотя проводник в нижней части паза имеет наибольшую связь магнитного потока и генерирует много самоиндуцированной электродвижущей силы, аналогично проводник на открытии паза генерирует наименьшую самоиндуцированную электродвижущую силу. Следовательно, здесь вынужден течь ток высокой частоты.

Используя щелевой эффект магнитного проводника при индукционном упрочнении, мы можем приводить высокочастотный ток к внешней поверхности кольцевого индуктора, что может повысить эффективность нагрева внутренней поверхности полой части.