Электрическое п магнитное сопротивления нагреваемого металла

Величина индуктированного тока зависит не только от частоты переменного тока, но и от электрического сопротивления материала проводника и его магнитной проницаемости, которые в свою очередь зависят от температуры и продолжительности нагрева. Поэтому в процессе нагрева детали индуктированными токами характер этого нагрева будет изменяться по мере изменения температуры. При нагреве стальной детали по мере повышения температуры растет электрическое сопротивление. Магнитная проницаемость мало изменяется и резко падает только вблизи температуры 1073 К (точка Кюри). Поэтому при нагреве стальной детали наблюдается резко выраженный поверхностный эффект вплоть до появления на ее поверхности слоя с критической температурой 1073 К- В появившемся слое детали с критической температурой поверхностный эффект значительно менее резко выражен из-за низкой электропроводности и очень низкой магнитной проницаемости. Вначале от слоя критической температуры тепло распространяется по детали. При достаточном расширении этого слоя относительное количество тепла переходит в более глубокие слои детали. Вследствие возросшего электрического сопротивления стали вся энергия поля в этом случае превращается в тепло. При нагреве парамагнитных металлов (меди, алюминия, латуни, бронзы и т. д.) возрастание электрического сопротивления приводит к более равномерному распределению индуктированного тока, а следовательно, и нагрева. Для индуктированного нагрева металлов могут быть использованы токи различной частоты от 50 до 2-10 Гц. Для массивных деталей иногда используют частоту тока 8000 Гц, получаемую от машинных генераторов. При такой частоте нагрев деталей происходит сравнительно медленно и достаточно равномерно вследствие теплопроводности и выравнивания температуры между поверхностным и внутренним слоями детали. [c.90]

Короткозамкнутую катушку обычно выполняют в виде тонкостенного цилиндра из металла с малым сопротивлением электрическому току. Однако при вращении такой катушки в магнитном поле воздушного зазора затрачивается значительная энергия, которая дополнительно нагревает подвижную катушку и снижает КПД установки. При вращении катушки в результате пересечения магнитных силовых линий в ней возникают короткозамкнутые токи, которые и вызывают нагрев катушки, а система в целом превращается в электромагнитный демпфер. Уменьшить нагрев подвижной катушки можно, выполнив ее в виде равномерно расположенных по высоте и изолированных одно от другого короткозамкнутых колец. Высота кольца должна быть значительно меньше высоты воздушного зазора магнитопровода возбудителя колебаний. При таком выполнении подвижной катушки значительно сокращается протяженность элементов, пересекающих магнитные силовые линии в поперечном направлении и. следовательно, значительно уменьшаются наводимые токи. Рабочие токи, наводимые в коротко-замкнутых кольцах неподвижной катушкой возбуждения, по которой протекает переменный ток, направлены в одну сторону, и, следовательно, переменная сила, создаваемая подвижной катушкой такого ЭДВ, равна сумме сил, создаваемых каждым коротко-замкнутым кольцом. [c.274]

Сила электромагнитного поля. Электрический ток, проходя по электроду, образует вокруг него магнитное силовое поле, которое оказывает на поверхность электрода сжимающее действие, стремящееся уменьшить поперечное сечение электрода. На твердый металл магнитное силовое поле не влияет. Магнитные силы, действующие нормально к поверхности расплавленной капли, имеющей сферическую форму, оказывают на нее значительное влияние. С увеличением количества расплавленного металла на конце электрода под действием сил поверхностного натяжения, а также сжимающих магнитных сил на участке между расплавленным и твердым электродным металлом образуется перешеек (рис. 22). По мере уменьшения сечения перешейка резко возрастает плотность тока и усиливается сжимающее действие магнитных сил, стремящихся оторвать каплю от электрода. Магнитные силы имеют минимальное сжимающее действие на шаровой поверхности капли, обращенной к расплавленной ванне. Это объясняется тем, что плотность тока в этой части дуги и на изделии небольшая, поэтому сжимающее действие магнитного силового поля также небольшое. Вследствие этого металл переносится всегда в направлении от электрода малого сечения (стержня) к электроду большого сечения (изделию). Следует отметить, что в образовавшемся перешейке вследствие увеличения сопротивления при прохождении тока выделяется большое количество тепла, ведущее к сильному нагреву и кипению перешейка. [c.46]

Из формулы (139) следует, что глубина проникновения б вихревых токов в металл растет с увеличением электрического сопротивления и уменьшается нри возрастании относительной магнитной проницаемости металла, а также частоты тока. Задаваясь различными значениями частоты тока, можно изменять глубину нроникновенпя тока в металл и тем самым добиваться нагрева заготовки в слое необходимой толщины. Подставив в формулу (139) значения д и 1г для нагретой и холодной углеродистой стали [c.355]

Рис. 22. Изменение свойств холоднодеформнрованных металлов при нагреве а — железо б — латунь 70—30 в — никель 1 — электрическое сопротивление 2 — твердость 3 — магнитная индукция 4 — ширина линии (220) для железа, (311) для никеля н (222) для латуни

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...