弱弱的请教一下导磁体的工作原理

寒亦

感应淬火中使用的导磁体，其工作原理到底是什么？
希望您的解答详细一点。从感应器到导磁体、再到工件。
{:soso_e181:}

龟山淬火

降低磁阻，增加磁通量。

孤鸿踏雪

龟山淬火 发表于 2013-10-16 06:37
降低磁阻，增加磁通量。

       导磁体的作用主要是驱流作用，即把电流集中“驱赶”到导磁体的开口方向，形成某一位置的高密度电流，使该位置的感应加热得到人为的加强。

       加装了导磁体的感应器称之为强力感应器

寒亦

孤鸿踏雪 发表于 2013-10-16 07:44 导磁体的作用主要是驱流作用，级把电流集中“驱赶”到导磁体的开口方向，形成某一位置的高密度电 ...

杨工，您好，您提到了"驱流"，那么我想知道线圈本身是如何影响导磁体的，之后导磁体又如何去影响感应线圈的？

寒亦

龟山淬火 发表于 2013-10-16 06:37 降低磁阻，增加磁通量。

您回答太概括。磁场是靠线圈释放的，导磁体由于有槽口，因此通过导磁体的磁通量应该是不平衡的而且朝槽口方向降低的。而且您所提到的降低磁阻更是难以理解，一定的材料其磁阻应该是一定的。以上是个人理解。
但是我依然不解导磁体如何去影响感应线圈的磁场的。

孤鸿踏雪

寒亦 发表于 2013-10-16 12:34
杨工，您好，您提到了"驱流"，那么我想知道线圈本身是如何影响导磁体的，之后导磁体又如何去影响感应线圈 ...

      感应加热是利用电磁感应原理在产品被加热表面产生焦耳热效应和磁滞热效应来加热产品的，但由于环状效应（电流走捷径）的原因，使不同感应器截面上的电流分布密度产生较大的差异，对于某些产品，由于其结构特点（如凹角、内表面、平面等），从而使其加热效率很低，这样就用特制的导磁体，将分布于感应器某一截面处的电流“驱赶”到被加热工件的近表面位置，从而改善和提高这些所谓的“死角”、“加热盲区”的加热效率。

寒亦

孤鸿踏雪 发表于 2013-10-16 13:42 感应加热是利用电磁感应原理在产品被加热表面产生焦耳热效应和磁致热效应来加热产品的，但由于环 ...

杨工，您好，感应加热原理容易理解，但是我依然想知道导磁体是如何完成所谓的驱流任务的，我想知道具体的原理性过程，线圈是如何作用于导磁体的，导磁体又是如何作用于线圈的。

孤鸿踏雪

寒亦 发表于 2013-10-16 16:26
杨工，您好，感应加热原理容易理解，但是我依然想知道导磁体是如何完成所谓的驱流任务的，我想知道具体的 ...

         惭愧，你刨得太深了，老孤已江郎才尽回答不了你了

随风飘飘

感应加热的原理是把钢制工件放在用紫铜管制成的感应器内通入交变电流，产生交变磁场。由于电磁感应，在工件内将产生和感应器内的电流频率相同，方向相反的感应电流~~~~涡流。由于肌肤效应，涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面的电流密度越大，中心的电流密度越小。交变电流的频率越高，趋肤效应越显著，感应加热的深度越浅，由于工件本身有电阻，根据焦耳~~~楞次定律，集中于工件表层的涡流产生的电阻热，使工件表层迅速被加热到淬火温度，而心部温度基本不变。在随即进行喷水（合金钢浸油）冷却后，工件表层被淬硬，实现了感应加热表面淬火。

龟山淬火

有导磁体的那段电压升高，被感应的金属相当于变压器的次级线圈，电压也高，所产生的涡流也大，发热量也大。

寒亦

随风飘飘 发表于 2013-10-16 17:08 感应加热的原理是把钢制工件放在用紫铜管制成的感应器内通入交变电流，产生交变磁场。由于电磁感应，在工件 ...

抱歉，我依然只关心导磁体是如何影响感应器的磁场的，其原理如何。

寒亦

龟山淬火 发表于 2013-10-16 17:13 有导磁体的那段电压升高，被感应的金属相当于变压器的次级线圈，电压也高，所产生的涡流也大，发热量也大。 ...

有导磁体的那段电压并不会升高。因为初级线圈和次级线圈之间的感应电流及电压是呈比例关系的，与导磁体无关。

寒亦

孤鸿踏雪 发表于 2013-10-16 17:07 惭愧，你刨得太深了，老孤已江郎才尽回答不了你了

有人说驱磁，有人说驱流，不管如何，导磁体是改变了线圈的磁场，但是又是如何改变的呢？
感应线圈由于通过了交变电流，故产生方向不断变化的磁场。导磁体磁阻非常小，由于导磁体有槽口或者厚度不一，因此通过的磁通量是不均匀的，磁通量不均匀应该会产生电势，即往槽口方向的电势低。有人说会产生电流，但问题是导磁体不是闭合线圈，是不会产生电流的。那么其又是怎么影响感应线圈的磁场呢？
查了许多资料并没有详细解释，因此我对其原理很感兴趣。

龟山淬火

寒亦 发表于 2013-10-16 20:57
有导磁体的那段电压并不会升高。因为初级线圈和次级线圈之间的感应电流及电压是呈比例关系的，与导磁体无 ...

感应器线路中各处的电流是相等的，那变大的只有电压。

寒亦

龟山淬火 发表于 2013-10-16 21:12 感应器线路中各处的电流是相等的，那变大的只有电压。

感应器中的电压和电流是由变压器提供的，变压器匝比给定，输出一定的情况下，哪来电压变大之说？再说感应器中的电压电流变化与否与本贴讨论的导磁体如何影响感应器的磁场无关。

我爱大自然

这个叫槽口效应或者驱流效应，一种解释是说增加了包含导磁体一侧的感抗，因而感应器线圈包裹着导磁体一侧实际电流会降低，看上去就像把电流挤过去了（槽口位置），
另一种解释是，线圈除了原始通入的电流外，还会产生自感，自感电流是反抗原始电流的，这是楞次定律（感应电流总是阻碍磁通量的变化）的结论，由于导磁体相当于在空气中架设了一个磁力线的桥梁，磁力线都被吸过去了，包裹着导磁体一侧的自感更显著，自感反向电流更大最终两个电流的叠加，会使得包裹着导磁体一侧的电流较小。

导磁体的作用是增加热效率，由于电流被挤过去了，降低了耦合间距，从而增加了热效率。

注意是吧感应器线圈（施感导体）的电流挤过去，而不是把工件表面的电流挤过去。

推荐大家去看刘志儒老师的感应热处理手册。我自己也不太明白，以前看了一阵子，没搞太透彻，说错了的请指正。

孤鸿踏雪

寒亦 发表于 2013-10-16 21:09
有人说驱磁，有人说驱流，不管如何，导磁体是改变了线圈的磁场，但是又是如何改变的呢？
感应线圈由于通 ...

         我不得不佩服阁下的求知精神：

随风飘飘

    感应淬火中使用的导磁体，其工作原理：
    感应器有效圈，加装导磁体后，其电流通过导体时，由于心部磁通密度大，自感电势也大，电流被驱向感抗小的开口侧，也就是导磁体朝工件的开口的一侧，使电流驱向工件，而完成工件表面加热的。

吉祥如意

寒亦 发表于 2013-10-16 23:11
感应器中的电压和电流是由变压器提供的，变压器匝比给定，输出一定的情况下，哪来电压变大之说？再说感应 ...

抽空说几句闲话：
1. 首先导磁体自身是个绝缘体，当线圈与工件相对时，由于绝缘体的阻隔，它们之间是不会产生感应电流的，因此，也没有磁场的存在，换句话说，电流并不作功；
2. 电流与水流一样有自身的特点，当导磁体开口面与工件表面产生感应电流作功时，其电流密度会加倍施放，提高作功效率。

寒亦

感谢各位参与{:soso_e181:}
获益匪浅

寒亦

吉祥如意 发表于 2013-10-17 13:32
抽空说几句闲话：
1. 首先导磁体自身是个绝缘体，当线圈与工件相对时，由于绝缘体的阻隔，它们之间是不会 ...

感谢参与
1、首先导磁体并不是绝缘体，比如硅钢片。其次除了超导体外，并不存在磁的绝缘体，所以线圈与工件相对时，即便有绝缘体阻隔，依然会产生感应电流。
2、首先第二条并没有解释导磁体开口面如何改变线圈磁场或者“电流密度会加倍释放”。

寒亦

随风飘飘 发表于 2013-10-17 09:25
感应淬火中使用的导磁体，其工作原理：
    感应器有效圈，加装导磁体后，其电流通过导体时，由于心部 ...

“其电流通过导体时”中的“导体”具体指什么？
“心部磁通密度大”中的“心部”具体指谁的心部？
望按照您的思路以加热内孔进行解释。

吉祥如意

寒亦 发表于 2013-10-17 18:51
感谢参与
1、首先导磁体并不是绝缘体，比如硅钢片。其次除了超导体外，并不存在磁的绝缘体，所以线圈与工 ...

导磁体是绝缘体，你可以验证。导磁体不是与硅钢片不同。

寒亦

孤鸿踏雪 发表于 2013-10-17 07:47
我不得不佩服阁下的求知精神：

我也一直应用导磁体。
这些文字主要是介绍导磁体的应用及作用。
但是并没有从磁场、磁通、磁阻、电势等基本原理方面去阐述。

寒亦

吉祥如意 发表于 2013-10-17 18:59
导磁体是绝缘体，你可以验证。导磁体不是与硅钢片不同。

首先硅钢片我只是举例，既然硅钢片可以做导磁体，硅钢片导电，那么“导磁体是绝缘体”显然不成立。
其次，如果导磁体真是绝缘体，你把它做成闭合线圈试试。

寒亦

我爱大自然 发表于 2013-10-16 23:55
这个叫槽口效应或者驱流效应，一种解释是说增加了包含导磁体一侧的感抗，因而感应器线圈包裹着导磁体一侧实 ...

关于您提到的“另一种解释”做一点疑问。
这条解释是说由于线圈本身自感的存在，在包裹着导磁体一侧由于电流矢量和，使得电流减小。
那么如果假设工件内孔加热，用线圈的初始电流与自感电流的矢量叠加考虑，线圈内侧电流是由于叠加抵消减少了，但是线圈外侧呢？其电流密度本来就低，怎么去加热工件内孔？

我爱大自然

寒亦 发表于 2013-10-17 19:23
关于您提到的“另一种解释”做一点疑问。
这条解释是说由于线圈本身自感的存在，在包裹着导磁体一侧由于 ...

电流是挤过去了，不只是把外侧的给抵消了，能量是守恒的嘛，增加的是热效率，降低的是耦合间隙。至于电流嘛，就不要纠结了，没法子简单的定量分析，你只要确认两点，一是热效率提高了因为耦合间隙降低了，二是能量是守恒的。至于实际的电流的密度，在径向的界面上分布我猜是这样的：
蓝色的是带有导磁体的电流密度，而粉色的是原始的电流密度，紫色的与自感电流叠加后的电流密度。

真的好菜

这个超出了一般的工程应用了
推荐看麦克斯韦的《电磁通论》

寒亦

我爱大自然 发表于 2013-10-17 20:50
电流是挤过去了，不只是把外侧的给抵消了，能量是守恒的嘛，增加的是热效率，降低的是耦合间隙。至于电流 ...

很关键的一条电流是如何被“挤”过去了您并没有讲，电流做定量分析是没有必要，但是其原理并不会复杂。至于您提到的“能量守恒”如果是用来解释电流的分布或密度貌似有点牵强。
根据您的示意图来看，电流的分布不应该是线性关系，另外根据电流走捷径的原理，初始电流密度和抵消的电流密度也不会是水平线。（当然这些并不重要）

寒亦

真的好菜 发表于 2013-10-17 21:05
这个超出了一般的工程应用了
推荐看麦克斯韦的《电磁通论》

这个只是电磁原理而已，对于搞感应热处理的工程师来说，不但没有超过一般的工程应用，而且应该是一条很基本的知识点。

孤鸿踏雪

寒亦 发表于 2013-10-17 19:04
我也一直应用导磁体。
这些文字主要是介绍导磁体的应用及作用。
但是并没有从磁场、磁通、磁阻、电势等基 ...

         感应加热淬火有很多无法解释的现象，比如，高频感应加热的槽路电压代表什么？它对加热起什么作用？它是一个自动生成的衍生参数吗？你能否从理论上给予解释一下？
         还有这个帖子http://www.rclhome.net/forum.php ... &tid=7082&fromuid=8提出的问题，你能从理论上解释一下吗？

山不过来

虽然看的稀里糊涂的，但还是感觉受益匪浅啊，多谢各位前辈，刚刚加入感应热处理这个大家庭

山不过来

孤鸿踏雪 发表于 2013-10-17 07:47
我不得不佩服阁下的求知精神：

你好，你这写关于导磁体介绍的图片是在哪里看到的，求告知出处

孤鸿踏雪

山不过来 发表于 2014-11-4 22:10
你好，你这写关于导磁体介绍的图片是在哪里看到的，求告知出处

这些图片出自于感应热处理资深专家沈庆通主编的《现代感应热处理技术》（北京：机械工业出版社，2008.1）