為高頻感應加熱機選擇電流頻率,先進的方法是計算機模擬法,現(xiàn)在已有計算機模擬軟件,可以同時選取功率和頻率。供用戶通過計算機模擬進行模擬工藝試驗,求出高頻感應加熱機的頻率與所需功率。例如,用ELTA計算機軟件研究一個φ40mm的軸,硬化層深度5mm,推薦頻率范圍為1.2~lOKHZ,較合適頻率大致在2.5KHZ。
設鋼奧氏體化的低溫度為800℃,高短時加熱溫度為1000℃(45鋼),采用一個不變的感應器進行模擬試驗。模擬結果如下表所示。
頻率/KHZ
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加熱/s
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感應器功率/kw
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能耗
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效率(%)
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感應器端電壓/V
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功率因數(shù)
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1
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1.2~2.5
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25.~120
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310~300
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71~74
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23~15.1
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0.48~0.49
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1.5
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2.1~3.0
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122~87
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256~262
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78~79
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17.6~15.0
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0.52
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2.5
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4.1
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60.2
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245
|
83
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15.0
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0.55
|
3
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4.6
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53.0
|
244
|
83
|
15.4
|
0.56
|
6
|
7.5
|
33.2
|
249
|
85
|
16.2
|
0.54
|
10
|
10.0
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25.5
|
255
|
86
|
17.8
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0.51
|
20
|
14.2
|
18.2
|
258
|
88
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20.0
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0.47
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30
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16.7
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15.8
|
264
|
88
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23.8
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0.45
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①前已述及淬硬層深為電流熱態(tài)透入深度的1/2時,熱效率高。從上表中亦可看出,f為2.SKHZ及3KHZ時,能耗低,各為245kW/s及244kW/s功率因數(shù)各為0.55及0.56,亦為同類中高。功率因數(shù)在此時也高,其意義是電容量減少而變壓器效率高。
②采用比較合適頻率為高的頻率,得到較高的電效率,但加熱時間大大增加(在30KHZ時,增長到4倍),總能耗亦增加了,但不超過l0%。
③用比較合適頻率為低的頻率時,能得到較快的加熱,但電效率及功率因數(shù)下降,感應器所需功率大大增加。
④當頻率大大低于較合適頻率時(如為lKHZ),加熱過程變?yōu)檩^低效率,而感應器損耗可達到一個不能接受的數(shù)值。
⑤感應器端電壓在上述較合適頻率左右很大范圍內基本上是相同的,說明在改變頻率時,變壓比基本上可以不變。
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