“三种效应”在中频熔炼炉中的应用

  感应电流分布和交流电效应  在中频熔炼炉加热过程中，感应电流在导体（金属炉料）上的分布是不均匀的，它受集肤效应、邻近效应和圆环效应的影响。

①　集肤效应。

  被加热的金属导体内的感应电流绝大部分集中于表面，电流密度由表向里迅速衰减，这种现象称为集肤效应。因此，电流密度表面最大，中心最小，其分布曲线如将电流密度衰减至表面电流密度的1/e（约0.368）处的深度定义为电流透入深度δ。e为自然对数的底，e≈2.718。据理论计算，在感应加热时，86.5%的功率是在电流透入深度内转化为热能。在电流透入深度的5倍处（即5δ处）的电流接近于零。

电流透入深度δ可用下式表示： 

                  δ=5030√ ρ / μf （cm）

                 式中 ρ——导电材料电阻率，Ω•cm；

                      μ——导体材料的相对磁导率；

                      f——电流频率。

                   由上式可知，f越大，δ越小；ρ越大，δ越大。ρ随温度升高而 ，故在感应加热过程中，δ会相应增加。 

②　邻近效应。

  当两个通有交流电的导体相互靠近时，在相互影响下，两导体的电流要重新分布，这种现象叫做邻近效应。实质上它和集肤效应相似。图8-4为两平行导体在通过交流电情况下磁场及电流分布。由于邻近效应，载有反向电流的两个导体平行靠近时 电流趋于导体内侧载有同向电流的两个导体靠近时，电流趋于导体外侧[如图8-4（b）所示]。邻近效应导致导体有效截面的利用率降低。导体间的距离越近，邻近效应越显著。电流密度的不均匀分布，与自身磁场和所有邻近导体磁场的总作用有关

③　圆环效应。

  当交流电用过螺线管（或环状线圈）时，最大电流密度出现在线圈导体的内侧，这种现象称为圆环效应，中频熔炼炉是以上几种效应的综合利用。在环形感应器中放置金属炉料。当感应器两端施加交流电压时，即产生交变磁场。此时，感应器本身表现为圆环效应，感应器与金属炉料间为邻近效应，而金属炉料本身表现为集肤效应。

武汉诺亚达中频熔炼炉：www.whnyd.com