感应加热原理.ppt

感应加热原理我国感应加热在工业上的运用，起步于20世纪50年代，在机床制造、纺织机制造、汽车、拖拉机工业等有些运用最早，当时的感应加热技术，绝大有些来自前苏联，少有些来自捷克、比利时等国家。50年代末，我国已克己出电子管式高频电源与机械式中频发电机，感应熔炼、感应透热、淬火、介质加热等各种设备与技术相继在工业上得到运用。60年代后，各个有些、公司在自给自足精神鼓舞下，研制出晶闸管中频电源，改进了电子管式高频电源，并计划、制造了各种型式的淬火机床，其典型构造已汇编入原机械部第六计划院的淬火机床图集算计55种。对外开放以来，经过出国考察、进口设备、引入技术等多种途径，工业发达国家的现代感应加热技术逐步进入了我国工业的各个有些，使感应加热这一节能、高效、自动化、高重现性、环保的技术更有效地得到运用。现在，感应加热电源在中频频段首要选用晶闸管，超音频频段首要选用IGBT，而在高频频段，因为SIT存在高导通损耗等缺热电源一般飞功热风率较大对功率器材、无源器材、电缆、布线、接地和屏蔽等均有很多特殊要求。因而，完成感应加热电源高频当地加热电源的发展。从电路的视点来思考感应加热电源的大容量化，可将大容量化技能分为两大类:一类是器材的串、并联；另一类是多桥或多台电源的串、并联。在器材的串、并联方法中，有必要仔细处理串联器材的均压问题和并联器材的均流问题，因为器材制作技能和参数的离散性，约束了器材的串、并联数目，且串、并联数越多，设备的牢靠性越差。多台电源的串、并联技能是在器材串、并联技能基础上进一步再容量化的有用手段，借助于牢靠的电源串、并联技能，在单机容量恰当的情况下，可简单地经过串、并联运转方法得到大容量设备，每台单机仅仅设备的一个单元。感应加热电源逆变器主要有并联逆变器和串联逆变器，串联逆变器输出可等效为一低阻抗的电压源，当两电压源并联时，相互间的幅值、相位和频率不一样或动摇时将致使很大的环流，以至逆变器件的电流产生严峻不均，因此，串联逆变器存在并机扩容困难，而对并联逆变器，逆变器输入端的直流大电抗器可充任各并联逆变器之间的电流缓冲环节，使得输入端的AG/DG或DG/DG环节有满足的时刻来纠正直流电流的误差，到达多机并联扩容，晶体管化超音频、高频电流多选用并联逆变器构造，并联逆变器易于模块化、大容量化是其间的一个主要原因。
感应加热电源的负载对象各式各样，而电源逆变器与负载是一有机的整体，一般采用匹配变压器连接电源和负载感应器，同时,从电路拓扑上可以用三无源元件代替二无源元件，以取消变压器,实现高效、低成本匹配。关于铁磁性金属材料，感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热能够这么来解说，磁滞现象是由分子（或称磁性偶极子）之间的磨擦力致使的；当铁磁性金属被磁化时，磁性偶极子能够看成是小磁针，它随着磁场方向改变(即交流电的改变)而滚动，这种来回滚动所导致的发热，即是磁滞发热。交流电频率越高，磁场改变就越快，单位时间内发生出的热量也就越多。
焦耳热效应是由涡流损耗发生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流相同，涡流也必须有一个闭合回路。假定该电路中电压为V，电阻为R，电流为I，由欧姆定律V＝IR。电势下降时，电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是因为在重力效果下，物体由高处向低处落下时发生的。电势下降时发生热，其关系式能够由P=I2R给出。在这里，应留意：发生的是热功率，即单位时间内的热功。
由式(1-4)可以看出，感应电势和发热功率与频率高低和磁场强弱有关。感应线圈中流过的电流越大，其产生的磁通也就越大，因此提高感应线圈中的电流可以使工件中产生的涡流加大；同样提高工作频率也会使工件中的感应电流加大，从而增加发热效果，使工件升温更快[13]。另外，涡流的大小还与金属的截面大小、截面形状、导电率、导磁率以及透入深度有关。由此可以看出感应加热的加热过程是电磁感应过程和热传导过程的综合体现，电磁感应过程具有主导作用，它影响并在一定程度上决定着热传导过程。热传导过程中所需要的热能是由电磁感应过程中所产生的涡流功率提供的。
透入深度的规则是由电磁场的集肤效应而来的。电流密度在工件中散布是从外表向里边衰减，其衰减大致呈指数规则改变。工程上一般这么规则的，当导体电流密度由外表向里边衰减到数值等于外表电流密度的1/e（约0.368）倍时，该处到外表的间隔δ称为电流透入深度。
材料的电阻率p，相对磁导率μr断定今后，透入深度δ仅与频率的平方根成反比，因而它可以通过改动频率来操控。频率越高，作业的透热厚度就越薄，这种特性在金属热处理中得到了广泛的应用，如淬火、热处理等。
当交变电流I经过导体时，在它所形成的交交磁场效果下，导体内会产生感应电动势。因为越近基地的感应电动势越大，导体基地的