二、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（上）

2-3  感应器的效率和功率

电网输送给感应加热设备的功率包括两部分：一部分是供电系统（中频变频器、汇流排、电热电容器等）的功率损失，另外一部分是感应器线圈中的电损耗、热损耗和用于坯料加热的平均有效功率。中频变频器额定功率分配如图2－2所示。我们将后一部分称之为中频变频器的额定功率P.

P：中频变频器额定功率；ΔP₁：感应器线圈损失功率；

P₂：坯料总功率； ΔP_T：通过感应器隔热层的热

损失功率；P_T：坯料加热平均有效功率

图2-2 中频变频器额定功率分配示意图

   从图（2-2）我们将P_T / P定义为感应器的总效率η，将P₂ / P定义为感应器的电效率η_t，将P_T / P₂定义为感应器的热效率η_u。

即：      η=P_T / P                  （2-5）

       η_t=P₂ /P                 （2-6）

       η_u= P_T /P₂               （2-7）

式（2-6）乘以式（2-7）则有：

  η_tη_u = P_T / P             （2-8）

可知：    η=η_tη_u                （2-9）

从式（2-5）可知：

 P= P_T /η               （2-10）

只要求出P_T、η，就可确定中频变频器的额定功率。

其实，式（1-3）：Q=I²Rt中的I²R即P_T。

  Q=P_T t                  （2-11）

Q又可以用C、ΔT、G的乘积来表达。

即：      Q=CΔT G              （2-12）

由式（2-11）、（2-12），可得：

P_T t =CΔT G

    其中：C——坯料的平均比热容。表示单位质量坯料每升温1℃所吸收的热能。单位：ｋJ/kg℃。

表2-3 几种常见金属的平均比热容值

ΔT—— 始锻温度与初温(20℃)之差。

G —— 单件坯料质量。单位：kg。

t —— 加热节拍。单位：s。

由式（2-10）、（2-13）得：

因此，知道了感应器的效率就可以求出中频变频器的额定功率。

感应器的总效率、电效率、热效率可以计算出来，也可参考下表选取。

表2-4 几种常见金属坯料某些典型感应器的效率

[注] Tc指居里温度。

从上表可以看出，钢在热锻时感应器的总效率可在0.55～0.65之间选取。

下讲内容预告：加热时间

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（上）》

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