那么，感应加热实际上是如何工作的呢？感应加热是通过在一个导体中产生电流来工作的。它是这样的：
首先，一个铜线圈（通常是螺线管，但不完全），在它内部有一个大的，时变的电流，这个电流通过加在线圈上的时变电压产生（通常是通过施加正弦波的形式）。
然后此电流会创建一个随时间变化的磁场（对于螺线圈来说，l
NI H =），这
将产生一个时变的磁通（H B μ=）。
如果一个导体放在磁场中，那么它周围就会产生电压。（BA dt
d E ==
φφ,）。
如果导体是个闭环，感应电压会在导体的外部产生循环的电流。
jX
R V I jX R I V +=
+=)....(
由于这是一个交流系统，肯定会有阻抗的补偿：如果是直流系统，磁通变化率（
dt
d φ）将会是0，所以就不会有感应电流产生。
最后，这个产生的电流会在工件中产生R I 2的损失，可以有效地使这种加热途径成为一种电阻加热方法，albeit with the current flowing at right angles to that of
direct resistance heating （也就是围绕着钢坯而不是顺沿着钢坯）。
通过考虑在管状金属薄片中的电流流量，已经知道了感应加热工作的基本原理，我们将要观察的是当感应加热一个固体工件时的感应电流。
这个问题的答案是一个相当复杂的数学问题，并且深入的研究它会很浪费时间。因此，我将提供一个简单的描述，来告诉你磁场以及电流是怎么样在要加热的材料上工作的，之后便是解析答案。这种方法就避免了矢量积分，贝塞尔函数等复杂问题。
为了避免讨论磁通的返回路径和最终影响，我们把一个半无限大的平板作为加热对象，只是通过在它上面的无限大的电流2-diamentional sheet 来加热它。这个图表示的是无限部分中有限的一部分。代表工作头的电流层左右（x 方向）、前后（z 方向）无限延伸。在y 方向上没有占用所有的空间。
代表工件的半无限大的平板在z 方向和x 方向上也是无限延伸的，但在y 方向上是从0到负无穷。
为了观察电流的去向，我们可以把这个同性质的平板分割成一系列的薄片。
先考虑顶层。它有一个随时间变化的磁场，作用在它上面的是)cos(?0
t H ω。
这也会产生一个大小为)cos(0θω+t J 的电流密度。这个相位移动（滞后）是由于顶层产生的电磁场和流过它的电流引起的自感产生的。
在平板中的电流密度会产生一个相反的磁场，记为1H 。平板的阻抗和自感应会减弱电流的作用，并且加强磁场，所以1H 小于0H 。
现在考虑下面的部分。这个部分可以看做是1H +0H 的矢量和，是一个弱磁场。在它内部会产生一个减弱了的电流密度)cos(11θω+t J 。这个衰减的电流密度产生一个磁场2H 。
下面的第三层是一个由0H 、1H 和2H 适量合成的磁场，也就是一个进一步衰减的磁场，它会产生一个更小的电流密度，而且随着y 轴的延伸磁场会越来越弱。
这种效应，也就是表面效应，意味着磁场或是加热的影响集中在工件的表面。 由此可见，让每层薄片的厚度趋于0，并通过解差分方程，可列在x 方向的磁场，z 方向的电流和x 方向的磁通表达式如下：
)cos()0()()0()()0()(δ
ωφφδy
t e y J y J H y H y x x z z x x -??
???
===-
也就是他们都是这种形式的：
)cos(δ
ωδ
y
t y
e -
-
这是一个相位可变的周期震荡函数和一个指数衰减函数的乘积。
→-
)cos(δ
ωy
t 周期震荡函数（注意是可变相位）。
这里假设流经铜线圈的地电流时正弦的。一般来讲，这是一种小小失真的情况。当讨论到如何将铜线圈连接到励磁电路时，我们会更清楚产生这种情况的原
因。
这些条件只适用于半无限板，所以他们不能直接应用。然而，他们很简单，而且大多数电磁加热理论是基于他们的。
方程的最重要部分是条件δ。这是表面的纵深，或是穿透的深度，是电流值下降到表面值1/e 的深度。
ωμ
ρ
δ2=
通过对穿透深度方程的观察，可以看出，加热深度是电阻率、渗透率和频率的函数。由于工件的电阻率和渗透率是由工件自己决定的，所以控制电流渗透到工件深度的唯一方法就是改变频率。这就是为什么感应加热系统分为三个不同的频段：
主频——用于加热大的金属工件（气缸等）
中频——用于加热小一点的钢坯和钢带—15mm 以下 射频——用于表面加热或是非常小的工件。
尽管在射频磁场下电流可以产生到材料的表面，但是射频感应加热器也能用于加热，它可以通过热传导来加热材料。这就限制了材料加热的速率，而且过高的能量会使表面融化但里面才刚刚温和。
另一个在方程要注意的是在震荡期间的相移。由于y 方向位置的下降，电流、H 场和磁通会变得更加迟缓。
在平板中的总电流（每单位长度）可以通过对电流密度从表面到负无穷的积分得到，考虑到半无限轴，y 。
电流密度已被定义为：
)cos()0()(δ
ωδ
y
t e
J y J y
z z -
=-
)0(z J 是表面的电流密度。随着深度变化的电流相移会对积分有影响，其计
算结果为：
)4
cos(2
)0(π
ω-
=
t J I z
这个总电流，我可以认为是流经1个表面厚度δ的电流。因此，随着半无限平板的延伸，我们可以把y 方向变成一个载有总电流的、厚度为δ的电流层。
这只是一个定义，但是它相当的有用。
最重要的一点是它允许定义表面的能量密度，而且从它可以得到一个等效电路。
到目前为止，我们已经得到了工件中的总电流?
∠45
2
)0(z J ，并且阐述了这个
总电流可以一律地集中在材料的外表面。
ωμ
ρ
δ2=
如果这是正确的，那么表面的能量密度就能得到，通过公式ρA
l R =。
所以，对于一个表面积是1m ?1m 的区域来说，
m l m A 1,1=?=δ
所以，用R I P 2=，
)(112)0(2
电阻系数ρδ??==??
??
??
?=m A m l J P z 现在，我们已经知道工件的功率是工件表面电流的函数，但这还没有和感应
加热真正的联系到一起：能量石通过磁场提供的，而不是直接相连的。
为了把能量和铜线圈联系起来，还要考虑一个长的螺线管。 铜线圈中总电流密度等于线圈电流乘以匝数再除以线圈长度。
1
0-=
Am
l
N I J c
我们可以用上式替换功率中的0J ，得到
2
2
2
2)
(
)
2
/(
-==Wm
l
N I l
N I P c c δ
ρ
δ
ρ
由此，我们可知功率和长螺线管中铜线圈的电流有关。如果我们考虑螺线管中磁场
1
0-=
Am
l NI H
这是和表面电流密度相等的。因此将0H 替换到功率的公式中，得
δ
ρ
22RMS
H
P =
符号RMS 代表磁场的均方根值2
H ∧
=
。
为了表明工件性质对表面功率的影响，现在列出三个例子，每个都通有相同的磁场（1100-kAm ）和频率（50Hz ），但是渗透率和电阻系数不同。
第一个例子是在室温下的软钢（低碳钢）。这种钢材低于居里点（~720摄氏度），在这一点铁磁性质会失效，因此磁铁不会吸附在它上面。这意味着低碳钢的相对渗透率比较高。电气工程师会注意到这种钢材的渗透率比你期望的要低的多，通常r μ要超过1000。
这种差异可以解释为把给定的r μ看做是一个大信号量，把期望的r μ看做是一个小信号量。如果期望的r μ（1000）被代入到公式H B μ=中，就可以得到
T
B 12410
10010
410003
7
=?????=-π
在钢材的表面，磁场只有2T 就能使钢材饱和。饱和的影响会减少增加的渗透率。
考虑到这种饱和作用，有效的相对渗透率将会降低——也就是说大信号的增加的渗透率被挪用了。20到50之间的有效值经常被应用到钢材的低频感应加热领域。
不论如何，为了得到表面功率，我们首先需要找到电流的渗透深度
mm m 5.40045.025010
45010200227
9
==??????=
=
--π
πμωρ
δ
替换表面深度到表面功率公式中
2
9
322220045
.0210
200)10100(2--=????=
=kWm
H
P rms
δ
ρ
要注意在到热钢比冷钢有更深的电流渗透度，这是由电阻系数的增加和在居
里点渗透率的快速减少引起的。
尽管热钢的电阻系数是冷钢的5倍多，但在钢中的损失却低很多，因为其中有超过16倍的电流流过。记住材料中的总电流只是H 场的函数，所以电流时相同的。阻抗等于电阻系数乘以长度除以面积，所以如果渗透深度更小了，那么阻抗和损失就会更高。
由此可以看出，在固定的磁场强度下，钢材在居里点以下比在居里点以上会被加热的更快。
这是一个普遍的结论，在制作一个感应加热系统时是应该考虑的。
现在我们来看铜的负载，它的穿透深度是冷钢的两倍多。尽管导体的面积是相同的，但是铜材每单位面积上的有效阻抗比冷钢小的多。由此可见在相同的磁场强度下，铜材的损失相对要小一些。当感应加热铜时，这可能会导致问题的出现。
从另一方面说，如果这个H 场源（也就是工作头）也被看做是一个半无限平板，始于工件半无限板结束的地方，那么对它的分析和对工件的分析一样是有效的。
由于在负载板表面的H 场和场源板的表面的H 场是等效的，所以前面的计算均有效。
工件）工作头）(0(0H H =
Almost invariably, the work-head is made out of copper, although above 10MHz, the copper is silver plaited to increase the surface conductivity.
在同一磁场强度下，在居里点以上或以下加热钢材的相对效率都可以计算出来。
效率=加热到负载的热量/总热量
总热量-加热到负载的热量+加热到工作头的热量 理论上的效率值为：
冷钢%
96%10016
.9222222=?+=
E
热钢=89% 冷铜=50%
这些值是在假设工件的长和宽与工作头的长宽相等的条件下计算出来的。事实上，一个实际的工件的宽可能和实际工作头的宽相等，但工作头的长度必须要长一些，因为它是围绕在工件周围的。因此效率要比计算出来的要低。
把表面深的的公式代入表面功率的公式中，把之后得到的式子代入到效率的计算公式中，把工作头和工件均考虑进去，最后可得出最接近的效率公式：
rw
w c Eff μρρ+
=
11
很容易得到如下结论：如果要有效地加热，你需要高导的铜线圈，和高电阻的工件，如果工件具有较高的渗透性，那么效率还能得到提高。
当然，这里运用了很多假设，至少这个半无限平板模型是：这一结果表明，你可以感应加热空气（电阻无限大）效率达100%。这显然并非如此。
此外，此分析假设工作头是同一性质的电流层，而不是有绝缘层分开的一系
列不相关的回转。这就意味着流经工作头的电流会减少，局部的电流密度会更高，损耗也会增加。这是由于实际工作头电流路径的长度比实际工件电流路径的长度更长而造成的。
为了建立一个工作头和工件更好的模型（其中这个模型包括阻抗的损耗），我们可以通过考虑磁通量来建立一个等效的电路。
我们首先要通过工件中的磁通量得到工件中的电磁场。 如果我们从磁通密度开始的话，那么，一般形式为：
)cos(0δ
ωδ
y
t e
B B y
-
=-
在这里，你可以改变材料的幅度和相位。 如果假设材料是线性的，那么
H
B μ=
然后就可以用0H μ代替0B ，并能够把磁通密度和所应用的H 场联系起来。 磁通密度是空间磁通的变化率，由此可得到工件中的磁通，所以磁通就是空间磁通密度的积分。
所以，工件中的总磁通可以通过对半无限平板厚度的磁通密度的积分得到。
)4
cos(2
00
π
ωμδμ-
=Φt H r
x
（注意和总电流的相似度） 有基本的电磁场定义可知，在铜线圈中的电磁场等于匝数乘以铜线圈中磁通随时间的变化率。
dt
d N
E Φ=
当然，工件中的N=1，但是我们能通过把匝数代入到N 中得到电压值。 所以，为了区别随时间变化的总磁通，再乘以铜线圈的匝数，可以得到关于工件中磁通的感应电压为
1
)4
sin(2
-+
-=Vm
t H N E π
ωδμω
或者是用余弦的形式
1
)4
cos(2
-+
=Vm
t H N E π
ωδμω
也就是说电压会与H 场有45度的相移。如果我们假设一个长螺线管中
1
0-=
Am
l NI H ，把H 带进去得到：
1
2
0)4
cos(2-+
=
Vm
t l
N I E πωω
δμ
也就是说电压导致电流增加了45度，更通俗地讲，电流滞后电压45度。
如果我们用这种形式
)cos(φVI P =
)cos(φ是功率因数，可以看出这个工件的功率因数是)
45cos(?，或是2
1
。
如果E 和I 是复杂的交流信号而不是目前所用的信号，我们可以得到电磁感应
电压如下：
1
2
)2
12
1(
2-+=Vm
j
l
N I
E ω
δμ
如果我们用欧姆定律的形式考虑此式，通过铜线圈的终端，可以得到工件的阻抗为
1
2
)2
12
1(
2-Ω+=
m
j
l
N Z ω
δμ
可以得到相同的电阻和电抗：1
2
2-Ω=
m
l
N R ωδμ，1
2
2-Ω=
m
l
N X ωδμ
更进一步，如果我们考虑电感的电抗
L X L ω=
这个电抗可以表达为一个等效的电感
1
2
2-=
Hm
l
N L δμ
这个等效电路可以用来分析被螺线管紧紧围绕的大的圆柱体（d>20δ）。
Ω=
D l
N R load πωδμ22
D π是围绕在工件周围通电路径的长度。
同样地，Ω=
D l
N X load πωδμ22
由于铜线圈可以近似为一个半无限平板，导体的厚度是电流表面深度的10倍，所以可以用同样的方式来定义等效电路的元器件。
D l
N k R c
coil πωδμ22
=，D l
N k X c
coil πωδμ22
=
观察等式可以看出，铜线圈的因数c k 被包括在内了。这表明铜线圈是由相互分离的线匝组成而不是一个性质同一的整体。
c k 的范围通常是1.1到2，这取决于铜线圈的形状和空间位置。c
k 的最小值也
是最有效的值适用于线圈之间绝缘的矩形导体。
如果是用圆柱形的绝缘管，效率会因导电区域的减少而有所损耗，因为只有管子的底部通有表面电流，所以正对工件的很大一部分没有电流。
此外，该分析是假设铜线圈与工件是相接触的，并且线圈的直径要比穿透深度大得多。
如果线圈和工件不相接触，那么在线圈与工件的气隙中会有漏磁通。这个漏磁通会产生削弱线圈磁通量的电磁场，就像工件中的磁通和线圈中的磁通一样。
我们可以把磁场0H 看成是在不断的穿过空隙。
ωμ
ρ
δ2=
在没有电离的情况下，空气的电阻系数是无穷大的。因此空气中磁场的穿透深度是无限大的，也就意味着H 场在空气中的变化率为0。这就意味着密度
)
(0)(0workpiece
coil H H =
有一个气隙的时候仍然成立。而且，w w c c X R X R ,,,的等式也成立。但是，我们现在不得不考虑气隙中的磁通量，它将对铜线圈的最终感应电压有影响。
气隙中的磁通量能够根据H B μ=得到
g gap
A H 00μ=Φ
g
A 是气隙的面积，等于铜线圈减去工件面积之和闭合区域的面积。
)(4
2
2
workpiece coil g d d A -=
π
通过气隙中磁通随时间的变化率可以得到线圈中气隙的电压值
))cos((
0g gap
g A t l
NI dt
d N
dt
d N
V μω=Φ=
g g A t l
I N V 02
)sin(ωμω=
以正交的复合的交流形式
l
A I N j
V g
g 02
ωμ=
也就是说气隙中产生的电压完全是无功部分，即空气根本不会变热。阻抗可以有分离电流产生的电压来得到。
l
A N X
g
g
02
ωμ=
尽管气隙产生的电压完全是无功部分，但它确实直接增加了线圈中的损耗，因为它增加了工作头中电路路径的长度。因此，大气隙的感应加热系统比小气隙的感应加热系统效率低得多。
由于线圈中的总磁通量是由线圈中的电磁场产生的，因此可以把等效的元器件串联起来。因此我们得到一个线圈加热大负载的等效电路。
电磁感应加热的是感应加热电源产生的交变电流通过感应器（即线圈）产生交变磁场，导磁性物体置于其中切割交变磁力线，从而在物体内部产生交变的电流（即涡流），涡流使物体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。即是通过把电能转化为磁能，使被加热钢体感应到磁能而发热的一种加热方式。这种方式它从根本上解决了电热片，电热圈等电阻式通过热传导方式加热的效率低下问题。 简单说，电磁感应加热的原理就是利用电、磁、热能间的转换达到使被加热物体自身发热的效果。电磁感应加热设备其本质就是利用电磁感应在柱体内产生涡流来给加热工件的电加热，它是把电能转换为电磁能，再由电磁能转换为电能，电能在金属内部转变为热能，达到加热金属的目的，从而杜绝了明火在加热过程中的危害和干扰，是一种环保，国家提倡的加热方案。 感应加热设备专业名词解释： 1、感应线圈又称为感应器 采用紫铜管线材绕成的线圈制作而成。 2、内孔感应器
加热空心内表面用的感应器。 3、感应线圈导磁体 按技术要求需要平面或其他异形工件感应加热的位置，用于改变磁场分布以满足加热要求或减轻感应器邻近物体发热。 4、可调匝比淬火变压器 为了能适应各种淬火工件和感应器的电感而制作的高频变压器。 5、感应淬火机床 用于卡装工件并能根据工艺要求使淬火工件位置能上下移动或旋转的机械装置。 感应加热设备的应用领域： 1、焊接：刃具、钻具、刀具、木工刀具、车刀、钎头、钎焊、铰刀、铣刀、钻头、锯片锯齿、眼镜行业的镜架、钢管、铜管的焊接、截齿焊接、同种异种金属的焊接、压缩机、压力表、继电器接触点、不锈钢锅底不同材料的复合焊接、变压器绕组铜线的焊接、贮藏(气灌嘴的焊接、不锈钢餐、厨具的焊接)。 2、热处理：齿轮、机床导轨、五金工具、气动工具、电动工具、液压件、球墨铸铁、汽摩配、内配等机械金属零件(表面、内孔、局部、整体)的淬火、退
高频感应加热设备应用中的高效节能措施 摘要：我国的高频感应加热设备是五十年代初期引进了前苏联的设备技术，六 十年代我国才有了自己制造的高频感应加热设备，到七十年代有了改进型的新结 构产品。高频感应加热设备耗能高，输出功率低。采用新型高效节能措施对阳极 供电主电路、栅极电路、震荡管及振荡槽路等进行改造，改造后设备运行稳定可靠，故障率大大降低，输出功率提高，产品质量提高，原辅材料利用率提高，维 修费用降低，企业的综合经济效益得了到明显提高。 关键词：高频感应加热设备：振荡管：槽路电容器：高压硅整流：节能措施。 一、现代高效节能型感应加热设备具备的特征 （一）要有适应多种工艺需求的机型，即要有多种功率档次和各种频率档次，要有多种线路形式供用户选用。 （二）要使用高效节能的工业用电子管。 （三）阳极供电主电路要用高压硅整流器和调压装置。 （四）槽路及隔直流电容器要用新型板式、筒式和高压云母电容器其耐压要 高于二十千伏。 有了上述条件设备就调试容易，操作方便，故障率低，耗能低等性能，现代 高效节能型加热设备的效率可达到百分之六十以上，比原来设备高出很多，从经 济效益上讲可提高一倍以上，但与发达国家先比仍存在一些差距，要赶上世界先 进水平还需广大应用界和理论界的同仁一起努力。 二、应用中的高效节能措施 高效节能是国家战略方针，是企业降低成本提高效益有效途径。高频感应加 热的应用，与其他加工手段相比用电容量大，其利用率只有25—45%，当前国家 对节能减排非常重视，电力部门把高频加热节能问题放到首要位置，提高效率对 高效节能是一个综合指标，是由许多方面因素构成的，按照各主要因素性质分别 对待，能达到这一综合指标是有意的。 三、设备的选用 高频感应加热设备对感应加热工作的成败，效率高低，能耗的大小，产品质 量的好坏起着重要作用。高频设备自身的技术指标有功率、频率、线路结构及外 围设施等区别，我们就要根据感应加热工作所需的功率、容量、频率档次、工艺 加工对线路结构的要求进行选择，有几种技术指标的选择进行探讨。 四、关于功率的选择 感应加热设备所需要的功率，要看其被加工件的大小，单个加工时间的长短 而定，也就是要按照工件所耗用高频电能的多少和加工速度来选择设备的功率档次。当前用于淬火、焊接、熔炼等设备从10KW—400KW等，设备标定功率是指 振荡功率，不是工件上吸收的功率，而工件上能够得到的功率只有标定功率的40—70%，选用设备时要加以考虑。对于工件所需功率可以用下式计算，即在一 秒钟的时间内使M公斤的材料温度升高T（℃）所需的功率：P′=4.186MCT （KW），式中的C是材料比热，金属的比热是随着温度的上升变化的特别铁磁 材料更为显著。 五、旧设备的节能改造 旧设备是指八十年代以前生产的部分设备，属于旧式设备的范畴，其共同特 点是：（1）阳极供电采用闸流管整流调压。（2）所使用的电子管为广播发射电 子管。（3）槽路和隔直电容器为罐式的，随着科学技术的发展，为了提高工作
DIY 2.5KW ZVS MOSFET 1.1 1.2 1 N 1.3 10-4m LC 2.1
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C1 C2 C3 L1 T1 C1-C3 L1 L1 1uH 1.3uH 56.5KHz J2-1 C4 S1 T1 1:100 J2-2 C4 CDE 1.7uF 400V S1 35:0.75 2178:1 24:0.75 1024:1 1 2 T2 T1 1:100 100 1V T1 1A J3 J1 T1 90 PLL L1 T1 T1 EE85
PLL PLL CD4046 U1 LM2576-adj PLL 15V2A 15V VDD CD40xx CMOS 74 CD4046 VCO 4 U2 CD4046 B 3 VCO R16 R16 W1 C13 VCO 0-15V 20KHz- 80KHz Vcap J1 J4 PLL R14 D2 D3 CD4046 A 14 Vcap D2 D3 1N4148 1N60 C7 C12 CD4046 CD4046 1 XOR 1, Ui Uo U Ui Uo U Ui Uo 0°-180 U m 4 90 fout Ui Uo 50
14 3 2 2 PWM U4 VCO VCO 14 U2 CD4001 2 R8 R8 C10 C11 RC R8 R8 C10 C11 1.6uS C10 C11 68pF 5-45pF GDT Q1-Q8 R10.R11 CD4001 “1 TIP41 TIP42 hFE 8050/8550 GDT MOSFET GDT 1.6uS MOSFET IGBT MOS ZVS 2KW PLL GDT J1 J4 C1-C4 T1-T4 R5 R6 Q ±15V R1-R4
摘要 本文以感应加热为研究对象，简要介绍了感应加热的基本原理和特点，阐述了感应加热技术的现状及其发展趋势。本文主要研究了感应加热器的设计方法。感应加热器是利用工件中的涡流的焦耳效应将工件加热，这种加热方式具有效率高、控制精确、污染少等特点，在工业生产中得到了广泛的应用。如何设置感应线圈的参数使之满足被加热工件中性能要求普遍关注的问题。 传统的设计方法是利用线圈在整个电路中的等效电阻地位，利用一系列电磁学公式计算出线圈的性能参数。然而这种基于实验的系统设计方法却耗时费力，并且测量成本高。因此，近似模拟方法对于感应加热器的设计和研究具有重要意义。 本文的主要工作是建立感应加热器的近似设计方法。从感应加热理论的一系列经过实验数据修正过的理论曲线为依据，根据工艺要求得出相关物理参数，并通过计算得到感应器的设计参数。 关键词： 第一章绪论 1.1 国内外感应加热的发展与现状 随着现代科学技术的发展，对机械零件的性能和可靠性要求越来越高，金属零件的性能和质量除材料成分特新外，更与其加热技术密不可分。例如，加热速度的快慢不仅影响生产效率而且影响产品的氧化程度，局部温度过冷或过热可能导致产品变形甚至损坏等。由于感应加热具有热效率高，便于控制等优点，目前在金属材料加工，处理等方面得到广泛应用。 在工业发达国家，感应加热研究起步较早，应用也更为广泛。1890年瑞士技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽式有芯炉，感应加热技术开始进入实用化阶段。1966年，瑞士和西德开始利用可控硅半导体器件研制感应加热装置。从此感应加热技术开始飞速发展，并且被广泛用于生产活动中。 在我国，感应加热技术起步比较晚，与世界发达国家相比存在较大的差距。直到80年代
GB5959.3 2008电热装置的安全第3部分：对感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的特殊要求 GB5959.3—2008/IEC 60519-3:2005 电热装置的安全 第3部分：对感应和导电加热装置 以及感应熔炼装置的特殊要求 1 范围 GB 5959的本部分适用于： ——在工频、中频和高频下对固态炉料进行感应和导电加热的装援（对导电加热，也包括使用直流的情况）； ——在工频、中频和高频下进行感应熔炼、保温和升温的装置； ——该电热装置中受加热部分影响的传送装置或装卸装置的部件。 应用举例： ——为后续热成形和热处理而对摄材、扁锭、棒材、带材、线材、管材、铆钉等进行感应和导电加热的装置； ——具有坩埚式感应炉或沟槽式感应炉的装置。 本部分包括感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的通用要求（1～14章），以及对感应和导电加热装置的特殊要求（附录A）和对感应熔炼装置的特殊要求（附录B） 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB 5959的本部分的引用而成为本部分的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 GB/T 2900.23--2008 电工术语工业电热装置(IEC 60050-841：2004，IDT) GB/T3984.1--2004 感应加热装置用电力电容器第1部分：总则(IEC 60110-1:1998，IDT) GB 5959.1--2005 电热装置的安全第1部分：通用要求(IEC 60519-1:2003，IDT) GB/T 6115.1--2008 电力系统用串联电容器第1部分{总则(ⅡEC 60143-1：2004，MOD) IEC 60364-4-41:2005低压电器装置第4-41部分:安全防护电击防护1) 3 术语和定义 GB/T 2900.23--2008和GB 5959.1—2005确立的以及下列术语和定义适用于本部分。 3.1 感应加热induction heating 利用感应电流产生的焦耳效应的电加热。 [GB／T 2900.23—2008,841-27-04] 3.2 导融加热conduction heating 电流通过被加热材料的电阻加热。 ————————————
中频感应加热设备优势__中频感应加热设备性能 中频感应加热设备有哪些优点呢？中频感应加热设备具有效率高、对工件具有升温快，易于控制，氧化脱碳少，工艺质量可靠等优点。中频感应加热设备，全部采用进口集成电路模块及绝缘栅双极型功率管。具有加热快、透热均匀、耗电少、安全可靠、节能环保、操作简单等特点，是老式高频设备及可控硅中频加热设备较为理想的更新换代产品。主要用于透热、退火等。下面，我们一起来看文章了解中频感应加热设备的优势及性能吧。 【中频感应加热设备优势】 采用MOSFET、IGBT功率器件和变频控制技术，、节能、输出功率更大； 具备恒定电流和恒定功率控制功能，极大的优化金属的加热过程，实现快速加热，产品优越性得到极大的发挥； 在同等条件下具有比传统电子管高频加热设备省电一倍的效果；
具有100负载设计，可连续24小时不间断工作，可配红外测温实现温度的自动控制，提高加热质量，简化人工操作； 具有加热-保温-冷却三段时间功能设定，可获得所需的加热保温过程，适应批量化、重复性的加热场所； 具有过流、过压、欠水、缺相、负载不适等多种状态显示，提供更高的可靠性和耐用性； 根据功率和频率选择电源，频率越高加热深度越浅，频率越低透热性越好； 【中频感应加热设备说明】 感应加热是根据电磁感应原理，中频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈（通常是用紫铜管制作）。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物质放置在线圈内，磁束就会 贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热电流相反的方向产生很大的涡电流，由于被加热物质内的电阻产生焦耳热，使物质自身的温度迅速上升利用工件中涡流产生的热量进行加热的。它加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热。 中频大功率感应加热装置，多年来一直采用可控硅做为开关器件。由于不能自行关断、效率低，负载
感应加热DIY教程 总体架构： 串联谐振2.5KW 锁相环追频ZVS，MOSFET全桥逆变； 磁芯变压器两档阻抗变换，水冷散热，市电自耦调压调功，母线过流保护。 在开始制作之前，有必要明确一些基础性原理及概念，这样才不至于一头雾水。 一．加热机制（扫盲用，高手跳过） 1.1涡流，只要是金属物体处于交变磁场中，都会产生涡流，强大的高密度涡流能迅速使工件升温。这个机制在所有电阻率不为无穷大的导体中均存在。 1.2感应环流，工件相当于一个短路的1匝线圈，与感应线圈构成一个空心变压器，由于电流比等于匝比的反比，工件上的电流是感应线圈中电流的N（匝数）倍，强大的感应短路电流使工件迅速升温。这个机制在任何导体中均存在，恒定磁通密度情况下，工件与磁场矢量正交的面积越大，工件上感生的电流越大，效率越高。由此可看出，大磁通切割面积的工件比小面积的工件更容易获得高温。 1.3磁畴摩擦（在铁磁体内存在着无数个线度约为10-4m的原本已经磁化了的小区域，这些小区域叫磁畴），铁磁性物质的磁畴，在交变磁场的磁化与逆磁环作用下，剧烈摩擦，产生高温。这个机制在铁磁性物质中占主导。 由此可看出，不同材料的工件，因为加热的机制不同，造成的加热效果也不一样。其中铁磁物质三中机制都占，加热效果最好。铁磁质加热到居里点以上时，转为顺磁性，磁畴机制减退甚至消失。这时只能靠剩余两个机制继续加热。 当工件越过居里点后，磁感应现象减弱，线圈等效阻抗大幅下降，致使谐振回路电流增大。越过居里点后，线圈电感量也跟着下降。LC回路的固有谐振频率会发生变化。致使固定激励方式的加热器失谐而造成设备损坏或效率大减。 二．为什么要采用谐振？应采用何种谐振？ 2.1先回答第一个问题。我曾经以为只要往感应线圈中通入足够强的电流，就成一台感应加热设备了。也对此做了一个实验，见下图。
EFD集团 The EFD group was formed in January 1996 by merger of FDF and ELVA. In 1998, CFEI joined this group and then EFD group became the biggest multinational induction heating equiPHent manufactory in European. EFD集团成立于1996年1月，由当时世界上感应加热领域内的两大著名感应设备制造商：挪威ELVA公司和德国FDF公司合并而成。1998年，法国著名感应设备制造企业CFEI公司也加盟该集团，由此，EFD集团成了世界上最大的供应感应加热设备的跨国性股份制集团企业之一。 Induktion serw?rmung Fritz Düsseldorf GmbH (FDF), founded in 1950, a high quality machine builder was a European market leader in induction hardening equiPHent and technology. 德国EFD Induction GmbH（原名FDF）公司，成立于1950年，是欧洲中高频感应表面淬火设备的最著名的供应商，其在感应淬火设备的研制和制造方面始终走在世界的前列。 ELVA Induksjon a.s. (ELVA), founded in 1981, formerly was the Technical University in T rondheim (SINTEF/NTNU) in the mid ‘70s. ELVA pioneered the develo PHent of transistorized induction heating systems and is the world market leader in transistorized power sources for induction heating. 挪威EFD Induction a.s.（原名ELVA）公司，成立于1981年，前身是70年代中期挪威特隆赫姆市技术大学，是晶体管感应加热电源的先锋，在高频固态感应电源的研制与发展方面始终处于世界的领导者地位。 EFD Induction S.A.(CFEI),founded in 1944, is the biggest supplier of induction heating machine in auto and nucleus industry in France. 法国EFD Induction S.A.（原名CFEI）公司，成立于1944年，是法国汽车及核工业感应热处理设备最大的供货商。 So far, EFD group has included 7 manufactures and a world wide sales and service network. EFD is a professional induction heating equiPHents supplier including design, manufacturing and process. 到目前为止，EFD集团已经在全世界拥有了7个生产基地以及遍布全球的销售和服务网络。EFD是一个涵盖了设计、制造和工艺的专业的感应加热设备供应商。
电磁感应加热系统电路设计 * 宋国梅,王永涛 (潍坊学院,山东 潍坊 261061)摘 要:电磁感应加热技术在家电等行业具有广泛的应用。分析了电磁感应加热技术的工作原理,对系统整体功能构成框图进行了研究,设计了主电路结构图和EM I 滤波器电路;系统设计完成了电磁感应加热系统的基本功能,实现了系统的性能设定指标。 关键词:单片机;电磁感应;EM I 滤波 中图分类号:T P212 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2010)04-0034-03 电磁感应加热技术是一种新型的加热技术,它利用高频电加热原理,将交流电转化为高频电流,产生高频磁场,当磁场内磁力线通过绝缘板作用在铁质容器外壳时,磁力线被切割,产生大量小涡流,使铁质容器的自身迅速发热,从而达到加热的目的。它较目前家电中常用的电热丝加热技术、远红外加热技术、微波加热技术等具有无可比拟的优越性。 电磁感应加热技术在热效率、功能、高效节能、电磁辐射等方面是当今家电设计领域中新型的技术。它弥补了电热丝加热技术和微波加热技术不能用在烹饪等领域的不足,也弥补了微波加热技术辐射强的缺点。 1 电磁感应加热的基本原理 图1是最简单的一种变压器电路模型,其初级线圈和次级线圈间功率、电压和电流关系分别满足公式 (1)、公式(2)和公式(3),其中符号P 表示系统的总功率,U 1、I 1、N 1分别表示初级线圈的电压、电流和匝数,U 2、I 2、N 2分别表示次级线圈的电压、电流和匝数。这里,忽略漏磁电流的影响,初级线圈与次级线圈的损耗均由绕组的电阻引起,当次级绕组为短路时,由于负载电流(次级绕组的电流)增大而产生热损耗,如图2所示。由能量守恒定律可知,电源提供的能量与初级线圈和次级线圈的总损耗相等。 图1 一般形式的变压器 图2 次级短路的变压器 P 1=U 1*I 1=U 2*I 2 (1)U 1U 2=N 1N 2 (2)I 1I 2=-N 2N 1(3) 由于电磁感应加热的基本目的是使次级线圈产生的热量最大,因此,感应加热线圈与负载之间的缝隙要设计的足够小,次级线圈要由低阻抗且高渗透性特性的材料制成。非铁金属或不含铁的金属由于其高阻抗和低渗透性会破坏能量的功效,通常不被采用。因此,对于电磁感应加热系统,铸铁、不锈钢等材料能满足上述要求,而陶瓷、玻璃、铝、铜等材料则不能满足要求。 34 第10卷第4期 潍坊学院学报 V ol.10N o.42010年8月 Jo ur nal of W eifang U niv ersity A ug.2010 *收稿日期:2009-12-16 作者简介:宋国梅(1963-),女,山东潍坊人,潍坊学院研究实习员。
感应加热电源原理及其负载变压器结构制作 1感应加热的原理 1.1电磁感应和感应加热 感应加热是电热应用的一种较好形式，它是利用电磁感应的原理将电能转变为热能。当交变电流Ii流入感应圈时，感应圈内便产生交变磁通φ，使置于感应圈中的工件（图1中为钢管）受到电磁感应而产生感应电势e。 如果磁通φ是呈正弦变化的，即φ=φMsinωt,则 e的有效值E=4.44fφM(伏) 感应电势E在工件中产生电流i2，i2使工件内部（确切地说，是工件近表面的电流透入深度△层）开始加热，其焦耳热为： 式中： I2 感应电流的有效值（安）； R工作电阻（欧）； t 时间（秒）。 为了使金属能加热到一定温度，在金属内必须有足够大的电流I2，为此在金属内必须感应出足够大的电势E。由于感应电势E与磁通φM、频率f成正比，为了获得必须的感应电势，可以提高电源频率。同样的发热效果，频率越高，所需的磁通φM 及感应圈中的电流I1就可以减小，所以近代的感应加热广泛采用中频和高频电源。另外，金属截面越大，那么在同样磁通密度的情况下，通过金属的φ也就越大，于是感应电势E以及金属内感应得到的功率也越大。 1.2电磁感应的三个效应 （1）集肤效应：直流电流流经导体时，电流在导体截面上是均匀分布的，但交流电流流经导体时，电流沿导体截面的分布是不均匀的，最大电流密度出现在导体的表面层。这种电流集聚于表面的现像叫做集肤效应。 电流频率越高，集肤效应也越显著。以上是导体本身通过交变电流时，电流在导体
中产生的集肤现象。另一种情况是导体在交变的电磁场中，也就是置于感应圈中的工件。由于感应圈的中间产生交变的电磁场，使工件中产生的涡流也是交变电流，它沿截面的分布也是集聚在表面一层。 由电磁场理论知道，电流密度是由表面向中心近似地按一指数函数迅速下降。其电流透入深度 其中： ρ 导体或工件的电阻率（欧·厘米） μr 相对磁导率 f 频率（Hz） 在△层中所产生的热量为导体中总功率的0.865。 在交变磁场中的导体，由电磁感应产生的涡流密度的分布随着频率的降低也有向导体内部扩张的趋势。但无论在怎样低的频率下，也得不到均匀分布的电流，其中心线上的电流密度始终为零。电流透入深度的概念，只有在频率足够高时才有其物理意义。 （2）邻近效应：相邻两导体通以交流电流时，在相互影响下导体中的电流要重新分布，当两电流方向相反时，电流聚于导体内侧；方向相同时，电流被排于导体外侧（如图2所示）。 邻近效应可简单解释如下： 假如在任何瞬间两平行导体中的电流方向相反时（图2a），在导体之间由两电流所建立的磁场方向相同，总磁场增大，而两导体外侧的磁场却减弱。两导体之间的磁通不仅通过空气，而且也通过导体内部。显然导体外侧比内侧交链较多的磁通，因而导体外侧的电感和阻抗较内侧为大。因此导体外侧电流密度较内侧为小。 当两平行导体中的电流方向相同时，用同样的方法可得出导体外侧电流密度较内侧为大。
电磁感应加热 感应加热的性能与特点 与传统的加热方式(如火焰式加热)相比，感应加热具有如下的一些性能特点：具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质；工件材料烧损小，氧化皮生成少。 原理 感应加热方式是通过感应线圈把电能传递给被加热的金属工件，然后电能再在金属工件内部转化为热能，感应线圈与金属工件并非直接接触，能量是通过电磁感应传递的，因而，我们把这种加热方式称为感应加热。 感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。增加工件中感应电流的另一个有效途径是提高感应线圈中电流的频率，由于工件中的频率越高，磁通的变化就越快，感应电势就越大，工件中的感应电流也就越大。对同样的加热效果，频率越高，感应线圈中的电流就可以小一些，这样可以减少线圈中的功率损耗，提高设备的电效率。 在感应加热过程中金属工件内部各点的温度是在不断发生变化的，感应加热的功率越大，加热时间越短，金属工件表面温度就越高，工件中心部位的温度就越低。如果感应加热时间长，金属工件表面和中心的温度通过热传导而趋于均匀。 感应加热设备的选用是根据被加热工件的工艺要求和尺寸大小来决定的。根据被加热工件的材质、大小以及加热区域、加热深度、加热温度、加热时间等工艺要求，进行综合计算与分析，来确定感应加热设备的功率、频率和感应线圈等技术参数。 柔性陶瓷电加热 柔性陶瓷电加热设备是由柔性陶瓷电加热及其温度测量和控制设备组成，其是利用电能激发辐射能并进行加热的装置。当柔性陶瓷电加热器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的远红外辐射性能、可充分发挥辐射加热的特点时称为远红外电加热器。 柔性陶瓷片电阻加热，它的原理是利用远红外辐射方式加热。用这种方法进行厚壁管的热处理时，热源先从加热元件向管子外壁辐射传热再从外壁表面向内壁传导热量，由于管道长度方向的热传递散热，使得内外壁产生较大的温差。管子径向远离加热源中心的部位(焊缝根部)的温度与管子表面温度相差较大。 如在对规格为420×70mm，长度为680mm的P22管子进行的内外壁温差的热处理过程中，以柔性陶瓷加热器进行加热，加热温度770℃，保温4h，加热宽度500mm。结果发现，平焊位置内外壁温差为50℃，仰焊位置温差内外壁为30℃，这么大的内外壁温差很难保证
Induction Heater Tutorial 感应加热器教程 3kw An induction heater is an interesting device, allowing one to rapidly迅速的 heat a metal object. With enough power, one can even甚至 melt熔化 metal. The induction heater works without the need for fossil化石 fuels, and can anneal退火 and heat objects of various各种各样 shapes形状. I set out to make an induction heater that could melt steel and aluminum. So far迄今为止 I have been able to feed an input power of over 3 kilowatts! Now that I have done this I would like to share how it works, and how you can build one. At the end of the tutorial I will discuss论述 and show you how to build a levitation coil that will allow you to boil煮沸 metals while suspended in mid air! 一台感应加热器是一台有趣的设备,可以迅速加热金属工件.功率够高时,可以融化金属.感 应加热器不需要石化燃料,可以对工件退火处理,还可以加热各种形状的工件.我制造了一 台可以融化钢和铝的感应加热器.现在功率已经达到了3千瓦!我来教你怎么造一台.在教程 的最后,我将教你造一个可以在半空中融化金属的磁悬浮加热线圈. My induction heater is an inverter. An inverter takes a DC power source and converts it into AC power. The AC power drives a transformer which is coupled耦合 to a series LC tank. The inverter frequency is set to the tank's resonant共振 frequency, allowing the generation of very (high currents高安培电流) within the tank's coil. The coil is coupled to the workpiece工件 and sets up (eddy currents涡电流). These currents, traveling through a conductive, but slightly微小 resistive电阻的 workpiece, heat the piece. Remember, Power = Heat = R*I^2. The workpiece is like a one-turn coil; the work coils has several数个 turns圈. Thus这样, we have a (step-down transformer降压 器), so even higher currents are generated in the workpiece.这样电流就流进工件里去 了. 我的感应加热器有一个逆变器.逆变器可以把直流电转换为交流电.交流电被变压器耦合到 感应线圈和电容组一起组成的振荡器上.逆变器的工作频率决定振荡器的振荡频率.振荡器的感应线圈会感应出非常大的电流.感应线圈又将这些电流产生的磁场耦合到工件上产生涡流电.工件中的电阻,阻碍涡流电的流动,导致工件发热.(详细原理参照变压器中的涡流电).记住,功率=热=R乘以I的平方.工件可以看成一个只有一圈的线圈,而感应线圈有多个线圈,这样一来就可以把感应线圈和工件看成一个变压器回路,工件的电压低,电流就从感应线圈流向工件去了. I would like to acknowledge鸣谢 the invaluable无法估计的 help from John Dearmond and Tim Williams for helping me understand this topic话题. Now, before we talk more, let's see some pictures of what it can do. 谢谢 John Dearmond 和 Tim William大量的帮助,帮我弄明白这个话题.先来看几张图.
中频感应加热设备介绍及应用 设备简介 中频感应加热设备采用的串联谐振，即电压型谐振频率跟踪。因此效率较高、功率因数较高。所以有明显的中频感应加热电炉节电效果，加热每吨棒料用电341度。中频感应加热设备前级不可控全桥整流，不会在整流段引起波形的变形，没有关断角的削波现象，并且用大电容滤波，因此谐波数小对电网的干扰小。 工作原理 中频感应加热设备的工作原理是把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈本身温度已很低，可是圆柱体表面被加热到发红，甚至熔化，而且这种发红和熔化的速度只要调节频率大小和电流的强弱就能实现。 中频优势 随着我国工业化进程的飞速发展,感应加热领域也再快速发展.由于环保要求以及煤炭涨价,用焦煤加热不仅不符合环保要求,而且在价格和经济上也非常的不合算.另一方面,目前工业加热还大量使用着KGBS以可控硅为主器件的中频加热设备.功率因数低耗费着大量的电能.随着金融危机的曼延,节能降耗,缩减成本已经成为中小企业非常迫切的问题.于是我们利用近20年的感应加热经验,成功研制出JZ(IGBT)系列节能型中频。 设备特点 1.生产操作简单、进出料灵活、自动化程度高，可实现在线式生产； 2.工件加热速度快、氧化脱碳少，效率高，锻件质量好； 3.工件加热长度、速度、温度等可精确控制； 4.工件加热均匀、芯表温差小，控制精度高； 5.感应器可按客户要求精心制作； 6.全方位节能优化设计，能耗低、效率高，比烧煤生产成本低； 7.符合环保要求，污染小，同时还减少了工人的劳动强度。 设备优势 节约特点 加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克，其材料利用率可达95%。由于该加热方式加热均匀，芯表温差极小，所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命，锻件表面的粗糙度也小于50um。 环保特点 工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能感应加热炉与煤炉相比，，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。 精准特点 加热均匀，芯表温差极小，温控精度高感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀，芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。
感应加热设备技术协议 甲乙双方通过友好协商，甲方向乙方购买感应加热设备6台，双方达成如下的技术协议： 1、设备名称、数量及规格型号： 2、交货日期：合同生效后 2 个月 3、交货地点： 4、供货方式：交钥匙方式 5、买方工况 5.1 电气、电子 50HZ（±1）、380V（±10%）三相五线制交流电或50HZ（±1）、220V（±10%）单相交流电。 5.2压缩空气 压力：0.5-0.8MPa。 质量等级：GB/T13277-91 一般空用压缩空气质量等级三级。 5.3设备使用环境 温度室内设备0℃～45℃，室外设备-20℃～45℃ 相对湿度：≤95%。 防腐要求：满足黄骅港地区海洋气候要求。 海拔高度：≤1000m 6、轴承感应加热器热装设备的用途及详细说明（DN-20） 6.1、设备用途及工作过程 工频感应加热装置是用于机车抱轴箱、轮对轴承热装的铁路专用设备。通过输出工频电源到负载（线圈、轴承内套、前挡环、后挡环）产生电磁感应，将电能转换为热能，对轴承内套、前挡环、后挡环加热，产生热胀效应。 6.2、设备设计制造标准 Q/CAPM002-2001 感应加热工频电源企业标准 6.3、设备主要参数
1 输入 电源：单相AC380V±5% 50HZ 10KW 2 输出 工频额定电压：AC380V 工频额定电流：AC25A 频率：50HZ 3 效率≥92% 4 防护等级：IP20 5控制方式：微电脑控制下可温控或时控。 加热轴承：内径120-300mm，外径≥400mm，宽度≥150mm 时间范围0-999S 加热工件重量：≥250kg 工件加热温度：0～152℃ 6.4、设备的主要特点及结构及详细配置 1 特点 本工频感应加热成套设备具有: 1.1提高装配质量，加热均匀，精度高、能使工件表面硬度内在质量不变。 1.2高工作效率，加热迅速，既能降低工人劳动强度，又提高装配进度，达到文明生产 1.3该工频感应加热电源采用继电器互锁、联锁控制，大大简化了控制电路，可靠性更高；控制、操作方便，便于维护和维修；性能稳定，各种性能达到国内领先水平。 1.4该电源具有零压起动和自动退磁功能。 2 工作原理 2.1 主电路结构
高频变压器的制作高频变压器的线路图如图1所示。 图1 高频变压器的线路图 高频变压器的制作流程如图2所示。 图2 高频变压器的制作流程
高频变压器的制作大致包括以下十个过程，对每个过程的流程、工艺及注意事项作详细的分析。 1.绕线 （1）材料确认 1）变压器骨架（BOBBIN）规格的确认。 2）不用的引脚剪去时，应在未绕线前先剪掉，以防绕完线后再剪除时会刮伤线或剪错脚，而且可以避免绕线时缠错脚位。 3）确认骨架完整，不得有破损和裂缝。 4）将骨架正确插入治具，一般特殊标记为引脚1（PIN 1），如果图面无注明，则引脚1朝机器。 5）须包醋酸布的先依工程图要求包好，紧靠骨架的两侧，再在指定的引脚上先缠线（或先钩线）后开始绕线，原则上绕线应在指定的范围内绕线。 （2）绕线方式 1）绕线方式 根据变压器要求不同，绕线的方式大致可分为以下几种： ①一层密绕：布线只占一层，紧密的线与线间没有空隙，整齐的绕线如图3a所示。 ②均等绕：在绕线范围内以相等的间隔进行绕线；间隔误差在20%以内可以允收，如图3b所示。 图3 绕线方式 ③多层密绕：在一个绕组一层无法绕完，必须绕至第二层或二层以上，此绕法分为三种情况：
a）任意绕：在一定程度上整齐排列，达到最上层时，布线已零乱，呈凹凸不平状况，这是绕线中最粗略的绕线方法。 b）整列密绕：几乎所有的布线都整齐排列，但有若干的布线零乱（约占全体30%，圈数少的约占5%REF）。 c）完全整列密绕：绕线至最上层也不零乱，绕线很整齐的排列，这是绕线中最难的绕线方法。 ④定位绕线：布线指定在固定的位置，一般分五种情况，如图4所示。 图4 定位绕线 ⑤并绕：两根以上的线同时平行的绕同一组线，各自平行的绕，不可交叉，此绕法大致可分为四种情况，如图5所示。
感应加热设备不同频率的优点 感应加热设备的不同频率优点具有以下几点： 1、低频感应加热方式 频率最低，频率范围：工频（50HZ）至1KHZ左右，常用的频率多为工频。相对加热深度最深，加热厚度最大，约10-20mm;。主要用于对大工件的整体加热、退火、回火和表面淬火等。高频焊接设备 2、中频感应加热方式 频率范围：普通1KHZ至20KHZ左右，典型值是8KHZ左右。加热深度、厚度约3-10mm。多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件的加热、退火、回火、调质和表面淬火及较小直径的棒材红冲、煅压等。 3、超音频感应加热方式 频率范围：普通20KHZ至40KHZ左右（因为音频频率为20HZ至20KHZ，所以称它为超音频）。加热深度、厚度，约2-3mm。多用于中等直径的工件深层加热、退火、回火、调质，较大直径的薄壁管材加热、焊接、热装配，中等齿轮淬火等。 4、高频感应加热方式 频率范围：普通40KHZ至200KHZ左右，常用40KHZ至80KHZ。加热深度、厚度，约1-2mm。感应加热表面淬火设备多用于小型工件的深层加热、红冲、煅压、退火、回火、调质，表面淬火，中等直径的管材加热和焊接、热装配，小齿轮淬火等。 5、超高频感应加热方式 频率相对最高，频率范围：普通200KHZ以上，可高达几十MHZ。加热深度、厚度最小，约0.1-1mm。多用于局部的极小部位或极细的棒材淬火、焊接，小型工件的表面淬火等。 同时，这五种感应加热设备存在着一定的优点，都采用IGBT感应加热电源，是21世纪最省电最环保的感应加热设备。 ①主要特点：体积小、功率大、加热快、芯部透、用电省。 ②节电景况：和老式可控硅中频相比，可控硅中频加热每吨工件用电470度左右。我公司新款中频用电350度左右。每烧一吨省100多度电。只要烧500吨左右，所省电费即可收回设备投资。采用 ③电路特征：主器件采用IGBT模块，电路不控全桥整流，电容滤波，桥式逆变，串联谐振输出。和老式中频采用可控硅并联谐振有根本的不同。 ④节电原理：不可控整流，整流电路全导通。高功率因数，电压型串联谐振等，决定了本设备大幅度省电。 以上本文由河北恒远(https://www.doczj.com/doc/328200650.html,)提供。
电磁感应加热技术的发展 磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐渐进入实用化阶段。 20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大地促进了感应加热技术的发展。 1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展。 20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及SIT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。现在比较常用的是IGBT和MOSFET，IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。据报道，国外可以采用IGBT将感应加热装置做到功率超过1000kW ，频率超过50kHz。而MOSFET较适用高频场合，通常应用在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500kHz以上，甚至几兆赫兹。然而国外也有推出采用MOSFET的大功率的感应加热装置，比如美国研制的2000kW /400kHz的装置。
我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入，主要应用在汽车工业。随着20世纪电源设备的制造，感应淬火工艺装备也紧随其后得到发展。现在国内感应淬火工艺装备制造业也日益扩大，产品品种多，原来需要进口的装备，逐步被国产品所取代，在为国家节省外汇的同时，发展了国内的相关企业。目前感应加热制造业的服务对象主要是汽车制造业，今后现代冶金工业将对感应加热有较大需求。 一、感应加热特点 感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化和在线生产、生产效率高等特点，是内部热源，属非接触加热方式，能提供高的功率密度，在加热表面及深度上有高度灵活的选择性，能在各种载气中工作（空气、保护气、真空），损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。它与可控气氛热处理、真空热处理少无氧化技术已成为热处理技术的发展主流。 其主要应用有： （1）冶金有色金属的冶炼，金属材料的热处理，锻造、挤压、轧制等型材生产的透热，焊管生产的焊缝。 （2）机械制造各种机械零件的淬火，以及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热;压力加工前的透热。 （3）轻工罐头以及其他包装的封口，比如着名的利乐砖的封口包装。