磁通集流器的材料和应用

       当磁性材料置于磁场中时，它可以把磁场中的磁力线集中起来。磁性材料具有较高的导磁率。与此相反，非磁性材料（例如铜、铝等）放置在磁场中则没有这种收集磁力线的特征。非磁性材料的是导磁率与空气的导磁率相等。在感应加热的应用设计中，相对导磁率（或相对于空气的导磁率）是一个重要的参数。空气的相对导磁率为1，磁性材料的相对导磁率大至在100-1000之间，但是假若在居里温度以上，磁性材料将失去铁磁特性，其相对导磁率下降为1.
        磁通集流器为磁性材料，在感应加热中，用作聚扰磁通的分布，改善加热状态，磁通集流器通常是一个磁芯，工作线圈内放置磁芯可以引起工作线圈周围磁场发生变化。导磁体为磁力线提供通路，因而磁力线集中地通过导磁体，以增加这一部分的磁场强度用来改善感应加热状态。由于感应器中工件上产生感生电压正比于，即正比于通过工件的磁通量变化量与时间变化量之比。由此可见，磁力线数量越多，工件上的感生电压越高，工作的涡流越大。
制作磁通集流器可以采用两种基本类型的材料：
（1）工作频率在10KHZ以下的集流器可采用硅钢片冲压叠片。
（2）工作频率在高频及射频范围时，采用铁淦氧磁铁或粉末铁化合物。
       中低频集流器所用的硅钢片要求纹向相同，也就是说硅钢粒子的非列方向相同，这样可以提高变压器及变频电源的效率。应当注意，实际使用中，集流器的磁心都是片状叠加而成的，这是因为硅钢片磁心在磁场中会明显发热，只有采用叠层结构，涡流的路径才可能最短，损耗最小。单片硅钢片的厚度应尽可能小。一般来说，3KHZ以下硅钢片的厚度应小于0.38mm，10KHz时，厚度应为0.20mm。硅钢片表面必须有高度氧化层或高度磷酸化层以使片与片之间高度的绝缘。
        在射频频率下，一般采用粉末治金材料和陶瓷作集流器。因为在高频率下，要求磁性材料的粒子非常小，因此，集流器通常用铁淦氧体或类似成分组成的磁性粉末烧结在一起而组成。通过这样的设计制作，集流器就具有很窄的磁滞损耗，很低的内聚力以及在低场强下的高磁通密度。这些材料已于最近设计处理，不过，一些既柔软又可进行机加工的新型材料已于最近设计制造出来。
所有磁通集流器的材料都要通过高密度的磁力线并且在其内部产生热损耗。一般来说，线圈间的硅钢片，实际上通过紧贴在一起的线圈来冷却。在高能密度情况下，工作线圈冷却系统的设计以及集流器的散热设计都是十分部重要的。
       在音频下应用的铁淦氧化体则有所不同。这种铁淦氧体是由磁性颗粒经陶瓷粘接剂粘连而成。磁性粒子在射频下发热升温，结果，虽然集流器表面能充分冷却，但其内部粒子依然发热升温。这样一来，在高磁通密度和重负载回路下应用时，集流器材料内部的温度有可能超过其允许的极限温度，从而使其失去作用。因而在工艺设计时，应考虑使之易于更换。
      无论是硅钢片是铁淦氧体磁通集流器，都直接装在线圈内或线圈上。例如：放置在扁平线圈的中央，利用它把分散的磁力线集中起来，致使线圈表面产生一个高密度的磁场。同样，把集流器插入螺旋线圈中，能把线圈外部的磁力线集中起来，致使线圈表面附近产生一个高密度的磁场。
        集流器的大小形状及位置能有效地控制加热模式，不同宽度的硅钢集流器对加热区长度有不同的影响。应用于音频加热系统中的铁淦氧体磁通集流器也有类似的控制作用。而且铁淦氧体材料有时还能用来作输出阻抗匹配变压器的铁芯以提高输出效率。然而，在如此高密度的磁场中工作，变压器铁芯的冷却相当困难，除非负载很小，否则，铁淦氧体的使用寿命要严格限定。