ตัวรวมสนามแม่เหล็กสำหรับขดลวดทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ: การเลือกและการกลึง

ตัวรวมสนามแม่เหล็ก มักถูกใช้บน ขดลวดเหนี่ยวนำความร้อน เพื่อชี้นำสนามแม่เหล็กไปยังพื้นที่ที่เลือกของชิ้นงาน. ตัวรวมที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงการเชื่อมต่อแม่เหล็ก, ลดฟลักซ์รบกวนและช่วยกำหนดรูปแบบความร้อน.

วัสดุเอง, อย่างไรก็ตาม, ทำงานภายใต้สภาวะที่ต้องการ. มันถูกสัมผัสกับสนามแม่เหล็กสลับ, รังสีความร้อนจากชิ้นงาน, การสั่นสะเทือน, น้ำเย็นและการทำความร้อนและทำความเย็นซ้ำๆ. วัสดุที่ทำงานได้ดีที่ความถี่หนึ่งหรือบนตัวเหนี่ยวนำตัวหนึ่งอาจไม่เหมาะกับอีกตัว.

ด้วยเหตุนี้, การเลือกตัวรวมความเข้มของฟลักซ์แม่เหล็กควรเริ่มจากสภาพการทำงานของระบบเหนี่ยวนำความร้อน, ไม่ใช่เพียงแค่เลือกวัสดุที่มีการซึมผ่านแม่เหล็กสูงที่สุด.

ตัวรวมความเข้มของฟลักซ์แม่เหล็กชี้นำสนามแม่เหล็กไปยังพื้นที่ที่เลือกของชิ้นงาน — ขดลวดเดียวกันที่แสดงมีและไม่มีตัวรวม.

1. ความถี่มาก่อน	2. คุณสมบัติใดสำคัญ
3. เฟอร์ไรท์, เหล็กซิลิคอนหรือคอมโพสิต	4. ข้อควรระวังในการตัดเฉือน

1. ความถี่มาก่อน

คำถามแรกคือว่าวัสดุแม่เหล็กนั้นเหมาะสมกับหรือไม่ ความถี่ในการทำงาน ของแหล่งจ่ายไฟเหนี่ยวนำ.

วัสดุแม่เหล็กที่แตกต่างกันมีช่วงความถี่ที่เป็นประโยชน์ต่างกัน. หากใช้หัววัดเกินกว่าช่วงที่ต้องการ, การสูญเสียทางแม่เหล็กอาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและวัสดุอาจเริ่มร้อนขึ้นเอง.

โหมดความล้มเหลวขึ้นอยู่กับวัสดุ.

เฟอร์ไรท์ อาจสูญเสียคุณสมบัติทางแม่เหล็กเมื่ออุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิกูรี. การเคลือบเหล็กซิลิคอน อาจร้อนเกินไป, ออกซิไดซ์หรือกลายเป็นสีแดงอย่างเห็นได้ชัดภายใต้สภาวะที่รุนแรง. ใน คอมโพสิตแม่เหล็กที่สามารถแปรรูปได้ วัสดุ, อุณหภูมิที่มากเกินไปอาจทำให้สารยึดเกาะที่ยึดอนุภาคแม่เหล็กเข้าด้วยกันเสียหายได้, ทำให้เกิดการแตกร้าวหรือแตกกระจายในที่สุด.

นี่คือเหตุผลที่ควรตรวจสอบความเข้ากันได้ของความถี่ก่อนการซึมผ่าน, รูปร่างหรือความง่ายในการตัดเฉือน.

ความถี่ที่อนุญาตจริงควรนำมาจากข้อมูลทางเทคนิคของผู้ผลิตวัสดุ. ไม่แนะนำให้กำหนดช่วงความถี่สากลหนึ่งช่วงให้กับเฟอร์ไรต์, เหล็กซิลิกอนแบบหลายชั้นหรือวัสดุแม่เหล็กรวม, เนื่องจากเกรดและสูตรแตกต่างกันอย่างมาก.

ความถี่การทำงานก็ไม่ใช่สาเหตุเดียวที่ทำให้ตัวรวมความเข้มสูงร้อน. ความเข้มสนาม, ความหนาของตัวรวมความเข้มสูง, สภาพการระบายความร้อนและตำแหน่งสัมพันธ์กับชิ้นงานทั้งหมดส่งผลต่อการสูญเสีย. วัสดุที่อยู่ในช่วงความถี่ทางเทคนิคก็ยังสามารถร้อนเกินไปได้หากตัวเหนี่ยวนำออกแบบไม่ดีหรือการระบายความร้อนไม่เพียงพอ.

2. คุณสมบัติใดมีความสำคัญเมื่อเลือกตัวรวมความเข้มสนาม?

หลังจากยืนยันความเหมาะสมของความถี่แล้ว, จำเป็นต้องพิจารณาคุณสมบัติของวัสดุหลายประการร่วมกัน.

การซึมผ่านของแม่เหล็ก ส่งผลต่อความง่ายของฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านวัสดุ. ความสามารถในการซึมผ่านที่สูงขึ้นสามารถช่วยควบคุมและรวมศูนย์ฟลักซ์แม่เหล็กรอบๆ โซนทำความร้อนที่ต้องการได้. มันไม่ควร, อย่างไรก็ตาม, ให้ถือเป็นเรื่องธรรมดา”ยิ่งสูง, ยิ่งดีเท่าไร” ข้อกำหนด. ค่าที่มีประโยชน์ขึ้นอยู่กับความถี่, ความแรงของสนามแม่เหล็ก, การสูญเสียวัสดุและรูปทรงของหัวรวมศูนย์.

ความต้านทานไฟฟ้า มีความสำคัญเนื่องจากหัวจะอยู่ในสนามแม่เหล็กสลับ. กระแสวน ที่สร้างขึ้นภายในวัสดุทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติม. ความต้านทานไฟฟ้าที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะช่วยลดการสูญเสียจากกระแสไหลวนเหล่านี้. นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ซิลิคอนถูกเติมลงในเหล็กไฟฟ้า, และเหตุใดเฟอร์ไรต์และวัสดุคอมโพสิตที่มีอนุภาคหุ้มฉนวนจึงมีประโยชน์ในการใช้งานที่มีความถี่สูง.

วัสดุของ พฤติกรรมความอิ่มตัว ควรพิจารณาด้วย. เมื่อความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูงเกินไป, วัสดุแม่เหล็กเข้าใกล้สถานะอิ่มตัวและความสามารถในการรวมสนามต่อไปลดลง. สิ่งนี้มีความสำคัญโดยเฉพาะในรอบตัวเหนี่ยวนำที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงและพื้นที่ที่สนามแม่เหล็กเข้มข้นมาก.

อุณหภูมิคิวรี เป็นขีดจำกัดปฏิบัติการอีกอย่างหนึ่ง. ตัวรวมฟลักซ์รับความร้อนจากสองทิศทาง: ความสูญเสียแม่เหล็กสร้างความร้อนภายในวัสดุ, ในขณะที่ชิ้นงานร้อนแผ่รังสีความร้อนเข้าหามัน. ถ้าอุณหภูมิของวัสดุเกินจุดคิวรี, คุณสมบัติแม่เหล็กของมันจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว.

ดี ความนำความร้อน ช่วยควบคุมปัญหานี้. ตัวรวมมักถูกติดตั้งโดยตรงกับท่อทองแดงหรือฮีทซิงก์ทองแดง. ความร้อนสามารถถ่ายเทเข้าสู่ โครงสร้างทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำ. วัสดุที่ถ่ายเทความร้อนได้น้อยอาจสะสมความร้อนต่อไปแม้ว่าขดลวดเหนี่ยวนำเองจะเย็นเพียงพอแล้ว.

คุณสมบัติทางกล มักถูกมองข้าม. ตัวรวมที่ติดตั้งบนขดลวดเหนี่ยวนำอุตสาหกรรมอาจเจอกับการสั่นสะเทือน, แรงกระแทกจากความร้อน, ของเหลวดับความร้อน, คราบแร่, ความชื้นและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ. ความต้านทานต่อการแตกร้าว, การกัดกร่อนและแรงกระแทกจากความร้อนจึงสำคัญเท่ากับประสิทธิภาพทางแม่เหล็กเมื่อจำเป็นต้องใช้ระยะเวลาการใช้งานยาวนาน.

สุดท้าย, วัสดุต้องเหมาะสมกับความต้องการ รูปทรงเรขาคณิต. ขดลวดเหนี่ยวนำมักใช้ตัวรวมสนามแม่เหล็กที่มีร่อง, พื้นผิวโค้ง, รูปทรงตัว U หรือ Π-ส่วนรูปทรงอื่นๆ และโปรไฟล์เฉพาะอื่นๆ. วัสดุที่มีสมรรถนะทางแม่เหล็กดี แต่ไม่สามารถผลิตตามรูปทรงที่ต้องการได้ อาจไม่เหมาะกับตัวเหนี่ยวนำไฟฟ้านั้น.

3. เฟอร์ไรท์, เหล็กซิลิกอนหรือวัสดุแม่เหล็กที่สามารถกลึงได้?

ไม่มีวัสดุแม่เหล็กเพียงชนิดเดียวที่ดีที่สุดสำหรับขดลวดเหนี่ยวนำทุกชนิด.

ในทางปฏิบัติ, โดยปกติแล้วการเลือกวัสดุเกี่ยวข้องกับการประนีประนอมระหว่างประสิทธิภาพของแม่เหล็ก, ความถี่ในการทำงาน, อุณหภูมิ, ความแข็งแรงทางกล, การทำความเย็น, เรขาคณิตและต้นทุน. เพียงเปลี่ยนหัวพิมพ์ประเภทหนึ่งด้วยหัวอีกประเภทหนึ่งโดยไม่ต้องคำนึงถึง ตัวเหนี่ยวนำที่สมบูรณ์ อาจจะเปลี่ยน รูปแบบการทำความร้อน แทนที่จะปรับปรุงมัน.

4. ข้อควรระวังในการกลึงวัสดุแม่เหล็กที่สามารถกลึงได้

ตัวรวมแม่เหล็กที่สามารถกลึงได้โดยทั่วไปจะผลิตโดยการผสมผงเหล็กแม่เหล็กกับสารยึดเกาะ, ตามด้วยการอัดและอบให้แข็งตัว. วัสดุบางชนิดที่มีความหนาแน่นสูงอาจแสดงคุณสมบัติทางทิศทาง, ดังนั้นควรพิจารณาการวางทิศทางเมื่อผลิตรูปร่างเช่น Π-ตัวรวมชนิดต่าง ๆ.

ปัญหาที่คล้ายกันก็เกิดขึ้นเมื่อ Π-วงจรแม่เหล็กรูปร่างทำจากชิ้นแผ่นโลหะซิลิกอนที่มีทิศทางเฉพาะ. ทิศทางของวัสดุแม่เหล็กต่อเส้นทางของฟลักซ์สามารถส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้าย.

แผ่นซิลิกอนสตีลยังต้องได้รับความใส่ใจหลังจากการปั๊ม. เศษคมที่เหลืออยู่ตามขอบควรถูกลบออก. หากแผ่นซ้อนกันติดกันทางไฟฟ้าผ่านเศษคม, ฉนวนระหว่างแผ่นอาจถูกทำลายและการสูญเสียกระแสฟุ้งซ่านอาจเพิ่มขึ้น.

วัสดุแม่เหล็กรวมที่สามารถกลึงได้ปกติสามารถผ่านกระบวนการโดยใช้การทำงานแบบปกติ เช่น การกลึง, การเจาะ, การกัด และการเจียร.

เครื่องมือตัดควรมีคม. การป้อนวัสดุที่ค่อนข้างช้าและความเร็วในการตัดที่เหมาะสมช่วยลดการบิ่นและความเครียดทางกลที่มากเกินไปต่อวัสดุ.

การกลึงมักทำโดยไม่ใช้น้ำยาหล่อเย็นแบบปกติ เว้นแต่ว่าซัพพลายเออร์วัสดุจะระบุเป็นอย่างอื่น. วัตถุประสงค์คือเพื่อหลีกเลี่ยงการใส่ของเหลวหรือสิ่งปนเปื้อนที่อาจส่งผลต่อโครงสร้างพรุนหรือโครงสร้างแบบยึดเกาะของวัสดุ.

คำถามที่พบบ่อย

คลิกคำถามเพื่อขยายคำตอบ.

สามารถใช้วัสดุตัวเข้มข้นเดียวกันในทุกช่วงความถี่ได้หรือไม่?

ไม่ใช่. แต่ละวัสดุแม่เหล็กมีช่วงความถี่ที่ใช้งานได้. เหนือกว่าช่วงนั้น, การสูญเสียแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นและหัวสามารถเริ่มร้อนได้เอง — เฟอร์ไรต์สูญเสียคุณสมบัติจนเลยจุดกูรีไปแล้ว, เหล็กซิลิกอนออกซิไดซ์, และสารยึดประสานอาจแตกได้. ตรวจสอบข้อมูลของผู้ผลิตสำหรับเกรดเฉพาะเสมอ.

เหตุใด EDM หรือ Wire EDM จึงไม่เหมาะกับวัสดุผสมแม่เหล็กที่สามารถแปรรูปได้?

คอมโพสิตเหล่านี้ทำจากอนุภาคแม่เหล็กที่มีฉนวนแยกกันซึ่งยึดติดกันด้วยสารยึดเกาะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ไม่ดี, ดังนั้นพฤติกรรมทางไฟฟ้าจึงแตกต่างจากโลหะแข็ง. เนื่องจาก EDM ขึ้นอยู่กับการนำไฟฟ้า, จึงไม่เหมาะสำหรับเกรดหลายประเภท. ตรวจสอบวิธีการกลึงกับวัสดุเฉพาะก่อนดำเนินการ.

ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าตัวรวมฟลักซ์ร้อนเกินไป?

สังเกตการเปลี่ยนสี, รอยแตก, หรือประสิทธิภาพการให้ความร้อนลดลง. ความร้อนเกินสามารถเกิดจากความเข้มของสนามสูงเกินไป, การระบายความร้อนไม่เพียงพอ, หรือการวางตัวไม่เหมาะสมเมื่อเทียบกับชิ้นงาน — แม้ว่าวัสดุจะอยู่ในช่วงความถี่ที่กำหนด.