التبريد بالحث هو عملية تبريد تستخدم التأثير الحراري المتولد عن تيار الحث الذي يمر عبر المطروق لتسخين السطح والجزء المحلي من المطروق إلى درجة حرارة التبريد، يليها التبريد السريع. أثناء التبريد، يتم وضع الحدادة في مستشعر موضع النحاس وتوصيله بتيار متردد بتردد ثابت لتوليد الحث الكهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى ظهور تيار مستحث على سطح الحدادة يكون معاكسًا للتيار في ملف الحث. تسمى الحلقة المغلقة التي يتكونها هذا التيار المستحث على طول سطح الحدادة بالتيار الدوامي. تحت تأثير التيار الدوامي ومقاومة الحدادة نفسها، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية على سطح الحدادة، مما يتسبب في تسخين السطح بسرعة إلى تجاوز التبريد، وبعد ذلك يتم الحدادة على الفور وبسرعة تبريد لتحقيق الغرض من التبريد السطحي.
يتم تحديد سبب قدرة التيارات الدوامة على تحقيق تسخين السطح من خلال خصائص توزيع التيار المتردد في الموصل. وتشمل هذه الخصائص:
- تأثير الجلد:
عندما يمر تيار مباشر (DC) عبر موصل، تكون كثافة التيار موحدة عبر المقطع العرضي للموصل. ومع ذلك، عند مرور التيار المتردد (AC)، يكون توزيع التيار عبر المقطع العرضي للموصل غير متساوٍ. تكون كثافة التيار أعلى على سطح الموصل وأقل عند المركز، مع انخفاض كثافة التيار بشكل كبير من السطح إلى المركز. تُعرف هذه الظاهرة باسم التأثير الجلدي للتيار المتردد. كلما زاد تردد التيار المتردد، كلما كان تأثير الجلد أكثر وضوحًا. يستخدم التبريد بالتسخين الحثي هذه الخاصية لتحقيق التأثير المطلوب.
- تأثير القرب:
عندما يمر موصلان متجاوران عبر التيار، إذا كان اتجاه التيار هو نفسه، فإن الجهد الخلفي المستحث على الجانب المجاور للموصلين هو الأكبر بسبب تفاعل المجالات المغناطيسية المتناوبة المتولدة عنهما، ويتم دفع التيار إلى الجانب الخارجي للموصل. على العكس من ذلك، عندما يكون اتجاه التيار معاكسًا، يتم دفع التيار إلى الجانب المجاور للموصلين، أي التدفق الداخلي، وتسمى هذه الظاهرة بتأثير القرب.
أثناء التسخين التعريفي، يكون التيار المستحث الموجود على المطرقة دائمًا في الاتجاه المعاكس للتيار الموجود في حلقة الحث، وبالتالي يتركز التيار الموجود على حلقة الحث على التدفق الداخلي، والتيار الموجود على المطرقة الساخنة الموجود في حلقة الحث يتركز على السطح، وهو نتيجة لتأثير القرب وتأثير الجلد المتراكب.
تحت تأثير تأثير القرب، يكون توزيع التيار المستحث على سطح الحدادة موحدًا فقط عندما تكون الفجوة بين الملف التعريفي والتزوير متساوية. لذلك، يجب تدوير الحدادة بشكل مستمر أثناء عملية التسخين التعريفي لإزالة أو تقليل تفاوت التسخين الناتج عن الفجوة غير المتساوية، وذلك للحصول على طبقة تسخين موحدة.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لتأثير القرب، فإن شكل المنطقة الساخنة على الحدادة يكون دائمًا مشابهًا لشكل الملف التعريفي. لذلك، عند صنع الملف التعريفي، من الضروري جعل شكله مشابهًا لشكل منطقة التسخين للتزوير، وذلك لتحقيق تأثير تسخين أفضل.
- تأثير الدورة الدموية:
عندما يمر تيار متردد عبر موصل على شكل حلقة أو حلزوني، بسبب عمل المجال المغناطيسي المتناوب، تنخفض كثافة التيار على السطح الخارجي للموصل بسبب زيادة القوة الدافعة الكهربائية الخلفية ذاتية الحث، في حين أن السطح الداخلي للموصل تصل الحلقة إلى أعلى كثافة تيار. تُعرف هذه الظاهرة بتأثير الدورة الدموية.
يمكن أن يؤدي تأثير التدوير إلى تحسين كفاءة التسخين وسرعته عند تسخين السطح الخارجي للقطعة المطروقة. ومع ذلك، فمن غير المناسب تسخين الثقوب الداخلية، حيث أن تأثير التدوير يتسبب في تحرك التيار الموجود في المحث بعيدًا عن سطح القطعة المطروقة، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في كفاءة التسخين وبطء سرعة التسخين. لذلك، من الضروري تركيب مواد مغناطيسية ذات نفاذية عالية على المحث لتحسين كفاءة التسخين.
كلما زادت نسبة الارتفاع المحوري للمحرِّض إلى قطر الحلقة، كان تأثير الدورة الدموية أكثر وضوحًا. لذلك، من الأفضل أن يكون المقطع العرضي للمغوي مستطيلاً؛ الشكل المستطيل أفضل من المربع، والشكل الدائري هو الأسوأ ويجب تجنبه قدر الإمكان
- تأثير الزاوية الحادة:
عندما يتم تسخين الأجزاء البارزة ذات الزوايا الحادة وحواف الحواف ونصف قطر الانحناء الصغير في المستشعر، حتى لو كانت الفجوة بين المستشعر والتزوير متساوية، تكون كثافة خط المجال المغناطيسي عبر الزوايا الحادة والأجزاء البارزة من الحدادة أكبر ، كثافة التيار المستحث أكبر، وسرعة التسخين سريعة، والحرارة مركزة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة هذه الأجزاء وحتى حرقها. وتسمى هذه الظاهرة تأثير الزاوية الحادة.
من أجل تجنب تأثير الزاوية الحادة، عند تصميم المستشعر، يجب زيادة الفجوة بين المستشعر والزاوية الحادة أو الجزء المحدب من الحدادة بشكل مناسب لتقليل تركيز خط القوة المغناطيسية هناك، بحيث تكون سرعة التسخين و تكون درجة حرارة الحدادة في كل مكان موحدة قدر الإمكان. يمكن أيضًا تغيير الزوايا الحادة والأجزاء البارزة من الحدادة إلى زوايا القدم أو الشطب، بحيث يمكن الحصول على نفس التأثير.
للحصول على أي معلومات إضافية، وأنا أشجعكم على زيارة موقعنا على الانترنت
إذا كان هذا يبدو مثيرًا للاهتمام أو كنت ترغب في معرفة المزيد، فيرجى إبلاغي بمدى توفرك حتى نتمكن من ترتيب وقت مناسب لنا للاتصال ومشاركة المزيد من المعلومات؟ لا تتردد في إرسال البريد الإلكتروني علىdella@welongchina.com.
شكرا لكم مقدما.
وقت النشر: 24 يوليو 2024
