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アルミの高周波誘導加熱と低周波誘導加熱の効率比較
- 高周波のほうが表皮効果が高く、低周波と比較して製品表面からすばやく加熱できるので、高周波のほうが加熱時間に優位性がある。また、高周波加熱ではコイルに製品を接近させる必要があるため、径の種類が多い場合はコイルのセッティングが面倒になり生産効率が落ちる。一方、低周波加熱では最高到達温度が低下するが、目標温度がそれほど高くない場合や現状で十分対応できている場合は、低周波加熱で十分である。
- 具体的に言えば、高周波加熱では電流が製品表面を通ることにより表皮効果が高まり、製品表面からすばやく加熱できる。一方、低周波加熱では電流が製品全体を通るため、製品内部も加熱されるが、表皮効果は高くないため加熱時間がかかる。また、高周波加熱ではコイルに製品を近づける必要があるため、径の種類が多い場合はコイルのセッティングが煩雑になり、生産効率が低下する。
- しかしながら、高周波加熱には電源効率が低下するという欠点もある。また、高周波加熱ではコイルに製品を接近させる必要がある理由は、高周波電流の特性によるものであり、具体的な説明は難しい。一般的には高周波加熱では電磁界の変動により電流が製品内部に誘導され、製品を全体的に加熱する。しかし、製品の内部加熱には時間がかかるため、表面からの加熱が主となるためにコイルを製品に近づける必要があると考えられている。
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＞高周波の場合はなぜコイルと製品を接近させなければならないか説明できません アルミのように非磁性体のワークピースを誘導加熱する場合、磁性体による 磁束の集中がないので、周波数に拘わらず励起コイルとワークの距離が近い 方が加熱効率が上げることができるのは間違いないようです。 また、励起コイルを一定電流で駆動した場合、ワークピースに最もよくエネ ルギーを伝達できる周波数が存在し、その周波数は、ワークピースがつくる １ターンのコイルと、１ターンコイルの抵抗値によって決まるようです。 最もよくエネルギーを伝達できる周波数を正確に計算することは困難ですが、 ワークピースの形状・寸法が分かれば、加熱効率のよい周波数について、 およその値を試算することは可能と思います。 上記は、磁性体を使わないことを前提としましたが、アルミパイプの内側に 磁性体を入れた状態で磁界を印加すれば、効率のよい誘導加熱が可能になり ます。「電縫管」「溶接」「インピーダー」などをキーワードに検索して みて下さい。溶接するパイプの中に、水冷式の磁性体（インピーダー）を 入れて、効率よく加熱・溶接する方法について情報を得ることができると 思います。
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http://www.spc.co.jp/products/ih/information.html 高周波誘導加熱による金属の周波数と電流の浸透深さ 25℃常温においては 鉄＜アルミ それが800℃に赤熱すると逆に鉄が大きくなる。 アルミは ・比透磁率が１と小さく、磁束を引寄せないからコイルを近づける必要（鉄芯トランスとの違い） ・抵抗が低く電流を多く流す必要 を回避するため、表皮効果が大きくなるよう周波数を上げる。 本件、芯無のパイプを高周波化する効果？、加熱を急ぐ必要？ 電流を上げることでも出来るのでは [参考サイト] 加熱効率は非常に悪く、鉄並みの加熱時間を実現しようとすると、加熱出力ＵＰ及び用途に 応じた周波数とワークに応じた最適形状の加熱出力コイルが必要になります。 訂正 低周波誘導加熱とは、一般には50Hz/60Hzを指すようで、私は高周波誘導加熱の低いほうと誤解しました。 そうなら数KHz程度でも差が大きく、効果あると思います。 家庭用IHは20KHz、アルミ鍋が使えるとするのは60KHz程度で電源装置は高くなりますが 低周波誘導加熱とは対象がデカイイメージ。それなら時間を問題にすることもないのでは。消費電力、効率も。。。。 小物ならサイクルタイムを問題にする意義はあるでしょう。 冒頭に示した島田理化などに話を持ち掛けると具体的金額で答えが出るのでは。算合わなく逃げても何ら問題ありません。
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ご回答ありがとうございます。 少しずつですが理解できてきました。 低周波の場合は、そんなにコイルを近づける必要がないのです。 そのへんをもう少し調べてみます。
固有振動数 http://sumai.panasonic.jp/ihcook/faq/a_03.html うちのはアルミなべに対応してない
お礼
ありがとうございます。一度しらべてみます！
お礼
ご回答ありがとうございます。 エネルギーの伝達というところに重点をおいて調べてみます。