誘導加熱 高周波誘導加熱装置 基本構成 | 誘導加熱装置 アイメックス

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基本構成

高周波誘導加熱装置の基本的な構成ユニットを示します

basic configuration 高周波誘導加熱装置の基本構成

[電源部] ~ [整合部] ~ [加熱コイル]

・ 電源部で高周波電力を作り出し、整合部で電力増幅と最適整合をとり、
   効率よく加熱コイルに高周波電力を供給
・ 加熱部の材料温度を測定し、電源部にフィードバックすることで、
   定置型やプログラム型の温度制御が可能 →左図 青色線
・ 電源部~整合部(器)の電力供給は表面積の大きなフレキシブルケーブルを
   使用することで分離化が可能 →左図 赤色線
・ 整合部~加熱コイルは大きな電力に増幅されており、
   損失(発熱)抑制に銅板構造の給電線で接続 →左図 赤色線
・ 整合部と加熱コイルを離れて配置する場合は、一般的には特殊な水冷ケーブル
 が使用されるが、当社では、整合器の小型化により、可能な限り整合器と
 加熱コイルを一体配置するようにしている →左図 水色線 

誘導加熱に必要な高周波電源を選ぶ場合、下記の各要素を考慮して下さい。(より詳細は技術資料参照)

1.必要な電源出力を選ぶ:必要電力を計算し、損失分と効率を考慮
  検討要素:被加熱物(加熱対象部)の材質、質量、加熱対象部、目標加熱温度、目標昇温時間など
  必要電力P1 の計算:P(kW) = 4.18×M(kg)×C(比熱)×⊿T(昇温幅)/t(sec) *1 cal ≒ 4.18 Jule
  P2(kW) =放射損、伝導損、電源の変換効率、etc)⇒損失電力量
  必要出力P3(kW) = (P1 + P2) /μ(効率:10~70%)
2.適切な周波数を選ぶ:高周波電流の浸透深さ(表皮効果)を考慮
  検討要素:加熱処理の目的、被加熱物(加熱対象部)の材質、容積・厚みなど
  浸透深さ:被加熱物の表面電流密度を1とし、これが約37%まで減衰する距離=電力の87%が損失発熱する距離
  高周波焼入時の焼入深さ、小径材料の加熱、薄板加熱などの処理時に考慮を要す

  選ぶなら : 25~ 50kHz   ⇒  IMC-ASH 型 
         25~100kHz  ⇒  IMC-AFH 型
         25~400kHz  ⇒  IMC-ADH 型 
         1.5MHz     ⇒  IMC-AMH 型
  • うず電流密度分布

  • 計算式

    σ = 浸透深さ(cm)
    f = 電流の周波数(Hz)
    μ = 被加熱体の絶対透磁率(比透磁率)
    ρ = 被加熱体の固有抵抗(μΩ・cm)

3.加熱処理の目的から選ぶ
  検討要素:多様な対象物(材質、形状など)、限定された対象物(大量生産品など)

  選ぶなら: 多様な対象物   ⇒  IMC-ADH
         限定的対象物  ⇒  IMC-ASH/AFH
         極小/薄肉物   ⇒  IMC-AMH
4.高周波誘導加熱装置を構成する
  検討要素:供給電源・冷却水給排水設備との連結、温度・プログラム制御の要否、
  加熱雰囲気構成の有無、自動化装置との併設など

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