感应加热的感应器如何进行设计

良好的感应圈应能保证工件有符合要求的均匀分布的硬化层、高的电效率、足够的机械强度以及容易制造的操作方便。那么，感应加热的感应器如何进行设计?

感应器中的电流密度可达6000A/mm2。故所用材料的电阻率必须尽可能小。一般供应器材料采用电解铜，通常是用紫铜管制成。在要求极高的情况下，例如脉冲淬火的感应器由银制成，有的感应器由紫铜制成，单外表面镀银。

感应圈形状与结构的确定

感应圈的几何形状主要根据工件加热部位的几何形状、尺寸以及选择的加热方式来确定。确定感应圈几何形状时，必须要考虑以下效应。

(1)邻近效应：

当载有高频电流的两个导体互相靠近的时候，如果两导体中电流相反，将使两导体中电流分布不均匀，相邻两侧电流密度大;如果两导体中电流方向相同，则相邻两侧电流密度减小，两外侧电流密度增大。利用邻近效应可实现局部平面的加热，频率越高，现象越明显。

感应加热时，感应圈中的电流和工件表面的感生电流方向总是相反的，因此电流集中于相对应的相邻表面。在环装感应圈中加热时，由于工件位置的偏移，邻近效应则表现为邻近区域电流的过分集中。在生产中为了避免这种现象，常采用旋转加热的方法来防止。

(2)环状效应：

高频电流沿圆环状导体流过时，磁力线密度最大的地方是圆环内表面，电流集中于导体的内侧。这种环装导体的表面效应，称为环装效应。环装效应对圆柱体外表面进行感应加热时，起着有利的作用，对内控进行感应加热时是不利的，为此必须采取相应措施来解决问题。环装效应的大小，与电流频率和圆环的曲率半径有关，频率越高，曲率半径越小，环装效应越显著。

(3)尖角效应：

当形状不规则的工件置于感应器中加热时，尖角和凸起部分的加热速度比其他部位快，这一现象称为尖角效应。为了克服这一现象，在设计感应器时，应将工件的尖角或凸起部位的间隙适当增大，以使各部位的加热温度均匀。