Wie berechnet man die Energieübertragung bei der induktiven Erwärmung?

Ich entwarf eine Induktionsheizung. Seine Induktivität wird wie folgt mit 50 uH berechnet:

ind

Und ich ziehe 9,4 A Wechselstrom bei 33 kHz davon.

Wechselstrom fft

Aber ich möchte wissen, wie man die übertragene Energie auf das Werkstück berechnet. Berücksichtigen Sie dieses Schema:

schematisch

Sein Leistungsdiagramm wie folgt:

Leistungsdiagramm

Wie Sie sehen, ist ein Teil der Leistung Reaktanz, aber es gibt immer einen magnetischen Fluss, selbst wenn die Leistung an der Induktivität negativ ist. Muss ich den absoluten Wert der Leistung wie unten nehmen?

Absolutes Tal der Macht

Oder wäre es falsch und es gibt eine andere Berechnung für das Energieübertragungsverhältnis?

Sie können die Energie in einer Induktivität mit der Formel 1/2*L*i^2 berechnen
Die Leistungsaufnahme durch die Induktivität ist nur der Widerstandsteil. Du kannst die Spannung nicht direkt mit dem Strom multiplizieren. Das Ergebnis ist die Scheinleistung in VA. Wenn Sie die tatsächliche Leistung erhalten möchten, müssen Sie den Leistungsfaktor kennen
Die Energie wird auf das Werkstück übertragen, indem ein Strom im Werkstück induziert wird. Eine induktive Heizung ist eine Art Transformator mit kurzgeschlossener Sekundärseite (und schwacher Kopplung zwischen Primär- und Sekundärseite). Um festzustellen, wie viel Leistung übertragen wird, müssen Sie wahrscheinlich die Impedanz mit und ohne Werkstück messen. Jede Erhöhung der Widerstandskomponente der Impedanz repräsentiert den effektiven Widerstand der Last. Das ist, was ich denke. Kein Experte sein. Sie können die Kraftübertragung nicht berechnen, ohne die Wirkung des Werkstücks zu berücksichtigen.

Antworten (1)

Die Energieübertragung in einer Induktionsheizung erfolgt nur aufgrund der Kopplung der Primärinduktivität mit der Sekundärlast, die als schwach gekoppelte induktive Last mit einem nahezu toten Kurzschluss über der Spule erscheint.

Einen Versuch zum Reverse-Engineering eines handelsüblichen Induktionsherds sehen Sie hier , der eine SPICE-Simulation beinhaltet.

Das induktive Heizelement ist wie folgt modelliert:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Beachten Sie, dass K1 hier (die Kopplung zwischen L1, der Primärspule und L2, dem Lastmodell) 0,99 beträgt – also sehr stark gekoppelt ist. Ich bin mir nicht sicher, warum dieses Modell ausgewählt wurde - es gibt keine Hinweise darauf, dass es gemessen wurde. Um dann die übertragene Leistung zu ermitteln, können Sie einfach die RMS-Leistung in der Heizlast messen.

Als Nebenbemerkung: Um die Wirkleistung zu berechnen, die in der Induktivität in Ihrem Stromkreis verbraucht wird, müssen Sie den Durchschnitt der momentanen Verlustleistung über eine ganze Anzahl von Zyklen berechnen (wie es scheint, haben Sie es fast im grünen Leistungsdiagramm getan - Stellen Sie sicher, dass Sie über eine ganzzahlige Anzahl von Peak-to-Peak- oder Tal-zu-Tal-Zyklen mitteln, nicht die 11,5 Zyklen, die Sie in diesem Diagramm haben). Sie werden feststellen, dass es sich um eine niedrige Zahl handelt (Ihre gesamte tatsächliche Leistung wird in diesem scharfen Peak verbraucht) - und dies ist sinnvoll, da Ihr Schaltplan keine Last enthält.

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