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感應(yīng)加熱熱模型研究 (2)
上一篇文章最後我們得到一個結(jié)論:
如果依照傳統(tǒng)諧振或是組抗概念來分析加熱,那將無法解釋下列疑問:
a. 為何PF4發(fā)熱大於PL3 ?
b. 如果諧振成立,流過網(wǎng)路電流為內(nèi)阻,那以線圈材質(zhì)來看其流過電流要比流過負(fù)載電流還大.因為線圈是用銅線其導(dǎo)電率勝於鐵負(fù)載.
因此我們可以確定一件事<<阻抗分析感應(yīng)加熱僅能驗證電路的諧振運行,但如果要禪述PF4發(fā)熱機(jī)制,那是不對的>>, 因此我們必須要在組建另一發(fā)熱模型來解釋整體運行.
這次我們已磁力線來繪製發(fā)熱模型,其模型如下 :
20.實體鐵系負(fù)載置入於線圈中,線圈通過電流產(chǎn)生磁力線,磁力線運行有下列基本特性.
a. 兩磁力線不會交越.
b. 磁力線會選擇最近路線行徑.
c. 左磁力線數(shù)等於右磁力線數(shù).
d. 左磁力線往返時間等於右磁力線往返時間.
21.因此上面模型我們經(jīng)過上述磁力線基本特性我們又重會下列合理的模型.
22.根據(jù)磁力線路逕原則我們重繪上述圖形,依下解釋:
a. 因為模型負(fù)載為上下均等形狀,因此 ULL=DLL ULR=DLR URL=DRL URR=DRR.
b. ULL+DLL線圈左邊左磁場,因為必須與ULR+DLR往返時間相等,但是由於ULR+DLR會經(jīng)過負(fù)載而造成一定延時,所以ULL+DLL磁力線路徑會比較長,而造成膨脹現(xiàn)象.
c. ULR+DLR經(jīng)過負(fù)載,依據(jù)磁力線走捷徑特性,磁力線穿越金屬與空氣相比,對磁力線較短捷徑是穿越金屬,所以在穿越負(fù)載時造成磁力線往負(fù)載邊緣(靠近線圈)緊靠.
d. 由於模型負(fù)載是上下左右均勻的,因此線圈右邊URL.URR.DRL.DRR與上述22b 22c 解釋相等.
23.接下來我們來描述加熱模型,為了要得到最大功率,諧振電容PC5+PC6會與PL3以諧振運行狀態(tài)來取得最大電流,而PL3線圈電感會被PF4(負(fù)載)所牽動,因此我們必須先釐清這關(guān)析以利探討加熱模型.
24.PL3與PF4等值電感其關(guān)析如下:
a. PL3線圈電感為主電感,PF4僅能影響PL3電感50%內(nèi),其原因是僅影響磁力線一邊(如上21圖).
b. PF4相對PF3圈數(shù)為 ULR+DLR+URR+DRR 既 PF3圈數(shù)/4 .
c. 總影響電感為 50% / (20/4) = 10% (假設(shè)PF3為20圈).
25.因為PF3諧振時為-j功,這是虛功會與諧振電容+j互抵,因此他不會發(fā)熱(暫設(shè)線圈與電容無損失).但是整體諧振引響是由PF4引起,因此線圈必須補(bǔ)足10%引響,換角度他將少還電容10% -j 功,這意味線圈將損失10%能量,這也將是線圈發(fā)熱主因.
26.如上分析我們已經(jīng)可以理解線圈損耗來源,接下來我們在分析線圈與負(fù)載距離引響.從21圖我們理解如果線圈與負(fù)載距離越遠(yuǎn),那意味 左/右 為了要平衡磁力線往返時間,那必須更加大線圈電流用以增大磁場.
27.假設(shè)負(fù)載要獲得10KW發(fā)熱,線圈磁力強(qiáng)度必須能供應(yīng)10KW+(10KW*10%)=11KW,為了達(dá)到一定負(fù)載能量,此時必需有一定磁力線磁壓,這就意味<<諧振電壓會與距離有關(guān)>>;也就解釋了線圈與負(fù)載距離問題,如果相隔距離遠(yuǎn) ;諧振電壓就會相對高.也就是在一定XL上諧振電流必定加大.
28.由24到27我們可以整理一個數(shù)據(jù),也就是感應(yīng)加熱諧振網(wǎng)上不論功率大小,線圈損耗至少是10%算起,剩下是傳輸線/諧振電容/線圈雜散電容/一些對整體而言比較小的損失.
29.如圖21線圈與負(fù)載磁力線分四區(qū)ULR+URL+DLR+DRL,這四區(qū)最理想是均等,因此最適宜線圈與負(fù)載距離為 (線圈長度/4) .每增加一個距離單位(線圈長度/4)磁場必須翻倍,這意味諧振電流將翻倍.諧振電壓則會因為線圈特性決定.
30.從1到29禪論中,我們依下在整理下列數(shù)據(jù) :
a.如21圖為產(chǎn)生對應(yīng)磁場, 上下半週各諧振電流至少是入電8倍.合計16倍.(假設(shè)5KW感應(yīng)機(jī)其入電為7.7A/380V 有就是諧振至少是 123A.
b.線圈損耗是10%則諧振電流至少為 123*(123*0.1)=134.3A.
c.IGBT損耗為 134.3*(IGBT Vce)=134.3*2=268.6W.
d.線圈損耗為5KW*10%=500W.
e.因此入電5KW感應(yīng)機(jī)損耗總計為 500+268.6=768.6W,實際上負(fù)載獲得功為5KW-768.6=4231.4 W.
f.依29四區(qū)磁力平衡下計算,如果距離加倍這意味諧振比為32倍.
g.請注意上述並沒核算其他損失.
待續(xù) ……… 劉永智 QQ:852221687
繼續(xù)等待 ....
21.你即便是不加負(fù)載,磁力線也是這個形狀。
磁力線是這個形狀,不是由負(fù)載造成的,是因為高頻電流的環(huán)形效應(yīng)。頻率越高,電流越往中間收。加熱線圈截面的電流不是均勻分布的。