三、感应加热电流频率、功率、加热时间的确定与螺线管感应器参数计算（下）
3-1螺线管感应器参数计算
3-1-1螺线管感应器主要尺寸的确定
1、感应器内径D1
感应器内径D1的选择主要基于以下考虑：
为了获得高电效率ηu，应尽量采用较小的D1/D2值。
一般取D1/D2=1.5～2.5 （3-1）
为节约电能，推荐选用实心的奥氏体耐热钢棒作为导轨。此时应使圆坯料与感应器炉衬内径D3同心。
一般取感应器炉衬内径
D3=（1.1～1.2）D2 ； （3-2）
并且D3－D2＞10mm （3-3）
如果采用水冷导轨，导轨中的冷却水大约消耗坯料总功率P2的5%，还会造成坯料上下温差。为克服上下温差，可将感应器D1适当放大。由于坯料的上半部距离线圈较远，相对于坯料的下半部，其电效率偏低，这样就抵消了下半部由于水冷导轨带走热量所造成的上下温差。因此，有时也可先根据D1=（1.5～2.5）D2来确定D1。如上下温差问题仍不能解决，可在感应器上半部也加水冷导轨来平衡下半部分因水冷导轨损失的热量。新型的感应加热设备用机械手将出料端的一只坯料翻转180°，以使上下温度均匀，是值得推广的经验。
式（3-1）、（3-2）是根据热态规范时感应器的总效率不低于0.5得来的。它们其实也是坯料分组的规范。
2、感应器长度a1
坯料在感应器内的加热时间tK与节拍t的比值为n，n是感应器内坯料的件数。
（3-4）
a2=n a2＇ （3-5）
式中： a2＇——单件坯料的长度。
a2 ——感应器线圈内坯料的总长。
n=1时，即tk=t，称为周期加热。这是一种坯料同时加热的方法。
n ＞1时，tk＞t，分两种情况，一种是步进加热，通常用推料机械将坯料按一定节拍t送入感应器内；另一种是连续加热。它们都属于连续依次加热的方法。
a1=a2+△a （3-6）
式中，a1 ——感应器线圈的长度
△a ——考虑感应器端部效应而增加的补充长度。周期加热时，△a=（1～2）D1；步进加热时，长度可以减半；连续加热，△a=0。
△a大于2倍D1是没有必要的，因为这既增加了线圈的长度，又降低了感应器的效率。
下讲内容预告：螺线管等匝距及变匝距感应器的设计与参数计算举例。
作者：李韵豪。
来源：《金属加工》2007年连载《锻压工业中的感应加热》之《感应加热电流频率、功率、加热时间的确定与螺线管感应器参数计算（下）》
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