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中频感应加热的基础知识
- 2019-02-07 -

      中频感应加热是将50赫兹交流电频率转换为中频(300赫兹或以上至20千赫)的电源装置。经整流后将三相交流电源频率转换为直流电,再将直流电转换为可调中频电流。它提供流过电容器和感应线圈的中频交流电流,在感应线圈中产生高密度磁力线,并在感应线圈中切割和开花。金属材料在金属材料中产生大的涡流。这种涡流还具有中频电流的一些特性,即金属本身的自由电子在电阻金属体内流动以产生热量。中频炉采用电磁感应原理加热金属。当线圈绕向一个方向时,会产生电磁损耗。当两个方向相反的绕组串联时,磁场相互抵消,减少了电磁损耗,提高了加热效率。在相同的加热节奏下,达到相同的加热温度,功率明显降低,功耗也降低,从而达到节能的目的。

      中频感应加热是基于电磁感应原理,利用工件中涡流产生的热量对工件进行加热。感应加热由于其效率高、速度快、可控性好、易实现高温局部加热、易实现机械化和自动化等特点,已广泛应用于冶炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业。在国外,感应加热技术日趋成熟。在铸造方面,采用中频炉保温改性精密铸造球墨铸铁或合金钢的双熔炼工艺发展迅速;在锻造方面,采用感应加热实现快速渗热锻造,材料利用率可达85%,表面光洁度达到80%。F锻件可以小于50um,在焊接和淬火方面,国外正在致力于大功率、全固态和高频的发展。电源一方面致力于开发高度自动化的热处理系统。我国铸件数量多,但铸造行业仍以冲天炉冶炼为主,温度和成分波动较大,废品率高。目前,我国铸造行业较好的废品率也在6%-15%之间,而普通铸造行业的废品率高达30%。随着我国电力供应水平的提高和环保要求的提高,发展和扩大感应加热规模,促进大型企业双熔炼工艺的发展,改革符合我国煤炭资源丰富特点的铸造行业,是一条行之有效的途径。

      中频感应加热电源主要采用中频段晶闸管、超音频段IGBT、高频段IGBT,由于SIT中存在着高导损的缺陷,所以大多采用MOSFET电源。感应加热电源谐振逆变器中的功率器件有助于实现软开关。然而,感应加热电源的功率通常很大。对电源设备、无源设备、电缆、布线、接地和屏蔽有许多特殊的要求,特别是对高频电源的要求。从电路的角度考虑感应加热电源的大容量,大容量技术可分为两类:一类是设备的串并联连接,另一类是多电源串并联装置的均流。由于器件制造工艺和参数的离散性,限制了串并联器件的数量。串并联越多,装置的可靠性越差。多电源串并联技术是在设备串并联技术的基础上,进一步提高大容量的有效手段。利用可靠的电源串并联技术,当单机容量合适时,可简单地通过串并联方式获得大容量装置。每台机器只是设备的一个单元或模块。

中频感应加热