感应加热设备按电源频率可分为工频、中频、超音频、高频，其各自的频率范围和加热的功率密度见表1。
▼表1感应加热频段的频率范围和加热功率密度
一、感应加热原理
感应加热原理图
感应加热的主要依据是：电磁感应、“集肤效应”和热传导三项基本原理。
当交变电流在导体中通过时，在所形成的交变磁场作用下，导体内会产生感应电动势。由于越接近心部，感应电动势越大，导体的电流便趋向于表层，电流
强度从表面向心部呈指数规律递减，如图1所示。这种现象即所谓交变电流的集肤效应。
▲图1交变电流在导体中的分布情况
图2所示，为两根矩形截面的导体同向电流和反向电流时的磁场分布情况。由于电源电动势和自感应电动势的作用，同向电流系统中最大的磁场强度产生在导体表面的外侧，反向电流系统最大磁场强度产生在导体表面内侧，这就是邻近效应。
利用邻近效应，可以选择适当形状的感应器对被处理零件表面的指定部位进行集中加热，使电流集中在与感应器宽度大致相等的区段内。
导体间的距离越小临近效应表现的越强烈。
▲图2存在邻近效应时，磁场和电流分布示意图
a）同向电流磁场在外侧
b）反向电流磁场在内侧
通过感应圈的电流集中在内测表面的现象称为环状效应，见图3。环状效应是由于感应圈交流电流磁场的作用使外表面自感应电动势增大的结果。
▲图3交流电流的环状效应
加热外表面，环状效应是有利的，而加热平面与内孔时，它会使感应器的电效率显著降低。为了提高平面和内孔感应器的效率，常常设置导磁体，以改变磁场强度的分布，迫使电流趋近于零件所需加热的表面，见图4。由图可见，导磁体有把电流驱向其对侧的作用。
▲图4加导磁体后电流在感应圈中的分布
a）内孔加热b）平面加热
表面效应、邻近效应、环状效应均随交变电流频率的增加而加剧。此外，邻近效应和环状效应还随导体截面的增大、两导体间距的减小和圆环半径的减小而加剧。
由磁场强度分布方程可得出
式中：
若将上式画成曲线图，其结果如图5a）所示。
▲图5涡流强度由工件表面向纵深的变化
I0-表面涡流强度I2-距表面x处的涡流强度
从式中得知，K=；但由磁场强度分布的基本方程式得知，K2=8πμf/ρ，故
K==
式中ρ——材料的电阻率（Ω·cm）
μ——材料的磁导率
f——电流的频率
磁场强度分布的基本方程表明，涡流强度随表面距离的变化呈指数规律。涡流高度集中在表层中，它随距离的增大而急剧下降。在工程应用中，规定Ix降
至表面的1/e(e=2.718)处为电流透入深度，并用δ表示。如果ρ的单位为Ω·cm，则可用下式求δ（mm）
由于涡流产生的热量与涡流的平方成正比（Q=0.24I02Rt），所以从表面向心部的热量的下降比涡流下降更快（见图5b））。计算证明，86.5%的热量是发生在δ的薄层中，而在δ薄层以外的部分没有涡流。上述规定在实际应用中已具有足够的精确度。
钢铁材料的电阻率ρ在加热过程中随温度的升高不断增加（在800-900℃范围内，各种钢的电阻率基本相同，约为10E-4(Ω·cm)；磁导率μ在失磁点以下基本不变（其数值与强度有关），但在达到失磁点时，突然下降为真空的磁导率μ=1。见图6。因此，当温度到达失磁点时，涡流的透入深度将显著增大。超过失磁点的涡流透入深度称为“热态透入深度”。低于失磁点时称为“冷态涡流透入深度”。
▲图645钢相对导磁率和电阻率随温度的变化ρ-电阻率ρ0-0℃时的电阻率μ-磁导率
热态涡流透入深度比冷态透入深度大许多倍，见图7。
▲图7钢件感应加热时冷态和热态的涡流分布曲线
在感应器接通高频电流，工件温度开始升高前的瞬间，涡流强度自工件表面向纵深的变化是按冷态特性分布的，见图8中曲线1。当表面出现超过失磁点的薄层时，在和薄层相邻的内部交界处的涡流强度就发生突然变化，工件加热层被
分成两层，见图8中曲线2、3。外层的涡流强度显著下降，最大涡流强度处于这两层的交界处。因而高温表层加热速度迅速降低，交界处升温加速，并迅速向内推移。
▲图8钢件加热过程中，由表面向深处涡流强度的变化
表2和表3列出了在各种频率下的电流在纯铜与45钢冷态与热态中的涡流透入深度。
▼表2不同频率电流下45钢与Cu的电流透入深度（mm）
▼表3不同频率电流在45钢中的透入深度
这种靠涡流不断向内部“步进”的电加热方法是感应加热所独有的，在快速加热条件下，即使向零件施加较大功率时，表面也不会过热。
当失磁的高温层厚度超过热态的涡流透入深度以后，加热层深度的增加主要靠热传导的方式进行，其加热过程及沿截面的温度分布特性同用外热源加热的基本一样，此时加热效率要低得多。
进行一定深度的表面加热时，应该力求用涡流“透入式加热”。为了做到这一点应该正确选择电流频率，同时所选择的加热速度应能够在尽可能短时间内达到规定的加热深度。
在选择电流频率时，必须遵守下列条件：
（1）对于一定尺寸的工件和感应器来说，所选择的电流频率不应低于某一数值f1，否则工件只能加热到失磁点左右的温度，见图9。
（2）所选择的电流频率最好高于图9中的f2。当频率为f2时，感应器效率最佳。当采用f1与f2之间的频率时，感应器效率较低。
（3）在所有情况下，应尽可能采用涡流“透入式加热”而不采用热传导加热。
为了满足上述条件，f1、f2与工件尺寸应有如下关系：
▲图9感应器效率与电流频率之间的关系
η-感应器效率f-电流频率
表4是根据上述关系所要求的电流频率与所对应的被加热工件最小直径和合理的淬火深度范围。
▼表4工件直径、合理的淬火层深度与电流频率的关系
二、钢件感应加热的相变特点
感应加热属于快速加热。加热速度对相变温度、相变动力学和形成的组织都有很大影响。
在分析示波器记录的钢在感应加热时的温度-时间曲线（图10）时得知，钢铁材料在失磁后，加热速度下降数倍，这是感应加热的特性。
分析感应加热中加热速度对有关相变过程的影响时，应采用失磁后的加热速度，它能客观地反映相变温度区间的加热条件，可称为相变区间的加热速度。相变区间的加热速度可以由实验确定。
▲图10铁磁材料的感应加热曲线
a）在某一定条件下记录的加热曲线
b）简化后的加热曲线
2.1快速加热对相变温度及相变动力学的影响
2.1.1加速度对Ac1、Ac3、Accm的影响
图11所示，是纯铁、亚共析钢中自由铁素体和各种不同原始组织的共析钢（T8）等材料的临界点与加热速度υH的实验结果。
加热速度（℃/s）
▲图11纯铁、亚共析钢和T8钢的临界点与加热速度的关系
1、2、3-T8钢，原始组织分别为淬火、正火、退火
4-纯铁5-亚共析钢的自由铁素体
由图可见，对所有试验材料，其临界点均随加热速度的增大而提高。铁素体-碳化物组织越粗大，临界点上升也越快。在快速加热时，珠光体向奥氏体转变是在图12所示的平台以上几十度的温度范围内完成的。该图表明，加热速度越快，相变进行最激烈的温度和完成相变的温度越高，但亚共析钢中的自由铁素体向奥氏体转变的温度上限不会超过910℃，因为此时α-Fe可以在无碳的条件下转变为γ相。
▲图12w（C）0.85%的钢在各种加热速度下的温度-时间曲线
2.1.2加热速度对相变动力学的影响
在一般等温条件下，珠光体向奥氏体转变的速度随等温温度的提高而加快，见表5、图13。
▼表5珠光体在不同温度下转变为奥氏体的时间（w（C）0.86%）
▲图13珠光体转变为奥氏体的等温温度与时间的关系（GCr15）
1-转变开始2-转变完成
在连续加热的条件下，珠光体向奥氏体转变动力学也可用图3来说明。由A1点出发的不同仰角的射线表示相变区的各种不同的加热速度。他们分别与曲线1和曲线2相交于a1、b1......和a2、b2......显然，加热速度越大（v2＞v1），进行相变的温度就越高，而所需要的的时间就越短。
以不同速度加热所得到的奥氏体，冷却时的等温转变动力学曲线如图14所示。
▲图1440Cr和40CrNi钢过冷奥氏体等温转变曲线
与加热速度的关系（奥氏体化温度为950℃）
a）40Cr b）40CrNi
×-感应加热，v=225℃/s
○-感应加热，v=120℃/s
△-炉中加热，v≈0.2℃/s
由图可见，在加热温度相同的的条件下加热速度越高，奥氏体的稳定性就越差。这是由于加热速度越高，加热时间越短，形成的奥氏体晶粒越小，且成分不均匀。提高加热温度，奥氏体的稳定性将会增加。
2.2快速加热对相变后的组织与性能的影响
2.2.1加热速度对奥氏体晶粒大小的影响
实践证明，对具有均匀分布的铁素体和渗碳体组织的钢进行快速加热时，当加热速度由0.02℃/s增高到100~1000℃/s时，初始奥氏体晶粒度由8~9级细化到13~15级。加热速度为10℃/s时初始奥氏体晶粒度为11~12级。要得到14~15级的超细化晶粒必须采用100~1000℃/s加热速度，见表6。
▼表6几种钢在不同加热速度连续
加热条件下，转变终了温度与
初始奥氏体晶粒面积的关系
在生产中采用大于3~10℃/s的加热速度可得到11~12级的奥氏体晶粒。如果要得到14~15级的超细晶粒，必须先进行淬火或调质处理以消除自由铁素体，并采用高达100~1000℃/s的加热速度。
2.2.2加热速度对淬火钢组织的影响
在快速加热的条件下，珠光体中的铁素体全部转变为奥氏体后，仍会残留部分碳化物。即使这些碳化物全部溶解，奥氏体也不一定会全部均匀化。淬火后将得到含碳量不等的马氏体。提高加热温度可以减轻或消除这些现象，但温度过高又将导致奥氏体晶粒粗大。
对于碳钢，即使加热到910℃以上，在快速加热条件下，仍难于完成奥氏体的均匀化，有时甚至会在淬火钢中出现铁素体。
当材料原始组织一定时，加热温度应根据加热速度选择。
2.2.3加热速度对表面淬火件硬度的影响
感应加热表面淬火时，在一定的加热速度下，可在某一相应的温度下获得最高硬度，见图15。提高加热速度，这一温度向更高的方向推移，见图16。
▲图15表面硬度与加热温度的关系
（加热速度为380~400℃/s）
▲图16在不同加热速度下的表面硬度与淬火温度的关系对相同材料，经过感应加热表面淬火（喷射冷却）后，其硬度比普通加热淬火的高2~6HRC（见图17）。这种现象称为“超硬度”。
▲图17碳钢表面淬火时出现的“超硬度”现象
1-感应淬火2-炉中加热淬火
2.2.4表面淬火的耐磨性
零件工作时的磨损量在很大程度上取决于硬度。对同样的材料，高频淬火零件的耐磨性比普通淬火零件高得多（见图18）。
▲图18淬火过的45钢的平均磨损
2.2.5抗疲劳性能
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
高频淬火含义与原理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、含义 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。 二、原理 利用电流的集肤效应，在零件表面形成电流进而加热工件，实现心部和表面不同的热处理状态； 其中根据电流频率的不同分为工频、中频和高频。分别针对不同的淬硬深度和工件大小。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热
零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。 产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.
直流高频电阻焊基本原理介绍高频焊接起源于上世纪五十年代，它是利用高频电流所；接推动了直缝焊管产业的巨大发展，它是直缝焊管（E；质量的好坏，直接影响到焊管产品的整体强度，质量等；所谓高频，是相对于50Hz的交流电流频率而言的，；电流；集肤效应是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时；分布于导体的所有截面的，它会主要向导体的表面集中；方根成正比，与频率和磁导率的平方根成反比；钢板的表面； 高频焊接起源于上世纪五十年代，它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应，将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟，直接推动了直缝焊管产业的巨大发展，它是直缝焊管（ERW）生产的关键工序。高频焊接质量的好坏，直接影响到焊管产品的整体强度，质量等级和生产速度。 1高频焊接的基本原理 所谓高频，是相对于50Hz的交流电流频率而言的，一般是指50KHz~400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时，会产生两种奇特的效应：集肤效应和邻近效应，高频焊接就是利用这两种效应来进行钢管的焊接的。那么，这两个效应是怎么回事呢？集肤效应是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时，电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的，它会主要向导体的表面集中，即电流在导体表面的密度大，在导体内部的密度小，所以我们形象地称之为：“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量，穿透深度值越小，
集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比，与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说，频率越高，电流就越集中在钢板的表面；频率越低，表面电流就越分散。必须注意：钢铁虽然是导体，但它的磁导率会随着温度升高而下降，就是说，当钢板温度升高的时候，磁导率会下降，集肤效应会减小。邻近效应是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时，电流会向两个导体相近的边缘集中流动，即使两个导体另外有一条较短的边，电流也并不沿着较短的路线流动，我们把这种效应称为：“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用，感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高，如果在邻近导体周围再加上一个磁心，那么高频电流将更集中于工件的表层。这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面；而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的，它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热，熔融，并通过挤压实现对接。 2 高频焊接设备的结构和工作原理 了解了高频焊接原理，还得要有必要的技术手段来实现它。高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统，高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成，它的作用是产生高频电流并控制它；成型机由挤压辊架组成，它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压，
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
1、图1所示为一超外差式七管收音机电路，试简述其工作原理。（15分） 图1 解：如图所示，由B1及C1-A 组成的天线调谐回路感应出广播电台的调幅信号，选出我们所需的电台信号f1进入V1基极。本振信号调谐在高出f1一个中频(465k Hz )的f2进入V1发射极，由V1三极管进行变频(或称混频)，在V1集电极回路通过B3选取出f2与f1的差频(465kHz 中频)信号。中频信号经V2和V3二级中频放大，进入V4检波管，检出音频信号经V5低频放大和由V6、V7组成变压器耦合功率放大器进行功率放大，推动扬声器发声。图中D1、D2组成1．3V±0．1V 稳压，提供变频、一中放、二中放、低放的基极电压，稳定各级工作电流，保证整机灵敏度。V4发射一基极结用作检波。R1、R4、R6、R 10分别为V1、V2、V3、V5的工作点调整电阻，R11为V6、V7功放级的工作点调整电阻，R8为中放的AGC 电阻，B3、B4、B5为中周(内置谐振电容)，既是放大器的交流负载又是中频选频器，该机的灵敏度、选择性等指标靠中频放大器保证。B6、B7为音频变压器，起交流负载及阻抗匹配的作用。(“X”为各级IC 工作电流测试点). 15’ 2、 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。 答： 上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频
器、功率放大器和发射天线组成。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。 低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过上变频，达到所需的发射频率，经小信号放大、高频功率放大后，由天线发射出去。 由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一固定中频已调波，经放大与滤波的检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。 3、对于收音机的中频放大器，其中心频率f0=465 kHz ．B0.707=8kHz ，回路电容C=200 PF ，试计算回路电感和 QL 值。若电感线圈的 QO=100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。 答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66k Ω的电阻。 4、 图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C 的变化范围为 12～260 pF ，Ct 为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz ，求回路电感L 和Ct 的值，并要求C 的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 解： 022 612 0622 11244651020010100.5864465200f L f C mH πππ-===????=≈??2由（）03 03 4651058.125810 L L 0.707f Q f Q B =?===?0.707由B 得： 9 003120000 0000010010171.222465102001024652158.125 1171.22237.6610058.125 L L L L L L L Q R k C C C Q Q R g g g R Q Q R R R k Q Q Q ΩωππωωΩ∑ -===≈??????=== ++=-==?≈--因为：所以：（ ）,t C C C ∑ =+??=?????== 33根据已知条件，可以得出：回路总电容为因此可以得到以下方程组16051053510
高频感应加热原理与应用 您能想象的到，一根铁棒一二秒钟就可以被加热红起来吗？任何金属都可以被很快地加热到其熔化吗？这就是一种人类目前能够做到和掌握的最快捷的直接加热方法——高中频感应加热。 通常人们对物体的加热，一是利用煤、油、气等能源的燃烧产生热量；二是利用电炉等用电器将电能转换成热量。这些热量只有通过热传递的方式（热传导、热对流、热辐射），才能传递到需要加热的物体上，也才能达到加热物体的目的。由于这些加热方式，被加热的物体是通过吸收外部热量实现升温的。因此，它们都属于间接加热方式。 我们知道，热量的自然传递规律是：热量只能从高温区向低温区，高温体向低温体，高温部分向低温部分自然的传递。因此，只有当外部的热量、温度明显多于、高于被加热物体时，才能将其有效地加热。这就需要用很多的能量来建立一个比被加热物体所需要的热量多的多、温度高的多的高温区。如炉，烘箱等。 这样，不但这些热量中只有少部分能够传递到被加热体上，造成很大的能源浪费。而且加热时间长，在燃烧、加热的过程中，还会产生大量的有害性物质和气体。它们既会对被加热体造成腐蚀性的损害，又会对大气造成污染。即便是使用电炉等电能加热方式，虽然无污染，但仍然存在着效率低、成本高、加热速度慢等缺点。 科学的进步与发展，使我们今天无论是对金属物体加热还是对非金属物体加热，都可以采用高效、快速,且十分节能和环保的方式加热.这就是直接加热方式。 对于非金属物体，可采用工作频率约240MHZ及以上，能使其内部分子、原子每秒振动、磨擦上亿次之多的微波加热。 也可以采用低频感应加热，如工频50HZ等。 中频、高频感应加热，是将工频（50HZ）交流电转换成频率一般为1KHZ至上百KHZ，甚至频率更高的交流电，利用电磁感应原理，通过电感线圈转换成相同频率的磁场后，作用于处在该磁场中的金属体上。利用涡流效应，在金属物体中生成与磁场强度成正比的感生旋转电流（即涡流）。由旋转电流借助金属物体内的电阻，将其转换成热能。同时还有磁滞效应、趋肤效应、边缘效应等，也能生成少量热量，它们共同使金属物体的温度急速升高，实现快速加热的目的。 高频电流的趋肤效应，可以使金属物体中的涡流随频率的升高，而集中在金属表层环流。这样就可以通过控制工作电流的频率，实现对金属物体加热深度的控制。既能提高加工工艺，又使能量被充分地利用。当用于红冲、热煅及工件整体退火等透热时，它们需要的加热深度大，这时可以将工作频率降低；当用于表面淬火等热处理时，它们需要的加热深度小，这时则可以将工作频率升高。另一方面，对于体积较小的工件或管材、板材，选用高频加热方式，对于体积较大的工件，选用中频加热方式。 由于感应加热时间短、速度快，并且还是非接触式（加热物体不需要与感应圈接触）的加热。所以，比其它的加热方式氧化轻微，必要时易于进行气体保护。 电子技术的飞速发展,使电子元器件无论是质量方面、效能方面, 还是可靠性方面,都有了很大的进步.在体积方面也更为小型化、微型化。这为感应加热技术提供了更好的发展条件与空间。在小信号生成与处理，控制与保护，调节与显示等方面，都更多地运用了可靠性更高、稳定性更好、抗干扰能力更强的数字电路。在功率元件上，更是从耗能大、效率低、工作电压高、辐射量较大的电子管，一代代地经晶闸管、场效应管（MOSFET），发展到了IGBT（绝缘栅双极晶体管）。整机的电源利用率已经提高到百分之九十五以上（电子管电源利用率只有约百分之六十），冷却水比电子管产品节约了约百分之六十。并且可以实现24小时不间断的连续工作。这样不但可以在白天正常使用，还可以在用电低峰电费折扣期的夜间工作。 由于感应式加热，具有耗能少，用电省，加热速度快，无污染、无噪声、无需预热、不易氧化、便于气体保护、可自动控制、具备多项智能保护、安全可靠、易于操作，可不间断地连续工作等优点。
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。
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。
感应加热原理及应用 1.电磁感应原理 1831年，英国物理学家faraday发现了电磁感应现象，并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。 利用高频电压或电流来加热通常有两种方法： （1）电介质加热：利用高频电压（比如微波炉加热） （2）感应加热：利用高频电流（比如密封包装） 2．电介质加热（dielectric heating） 电介质加热通常用来加热不导电材料，比如木材。同时微波炉也是利用这个原理。原理如图1： 图1 电介质加热示意图 当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中，介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动，从而产生热量，达到加热效果。 3．感应加热（induction heating） 感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图2： 图2 感应加热示意图 皕赫国际贸易(上海)有限公司 TEL: +86 (0)21 60896520
皕赫国际贸易(上海)有限公司 TEL: +86 (0)21 60896520 基本电磁定律： 法拉第定律：d e N dt φ= 安培定律：Hdl NI ?= 其中：BdS φ=?，0r B u u H = 如果采用MKS 制，e 的单位为V ，?的单位为Wb ，H 的单位为A/m ，B 的单位为T 。 以上定律基本阐述了电磁感应的基本性质， 集肤效应： 当交流的电流流过导体的时候，会在导体中产生感应电流（如图3），从而导致电流向导体表面扩散。也就是导体表面的电流密度会大于中心的电流密度。这也就无形中减少了导体的导电截面，从而增加了导体交流电阻，损耗增大。工程上规定从导体表面到电流密度为导体表面的1/e ＝0.368的距离δ为集肤深度。 在常温下可用以下公式来计算铜的集肤深度： δ= 式（1） 图3 涡流产生示意图 从以上可以看到，如果增大电流和提高频率都可以增加发热效果，是加热对象快速升温。所以感应电源通常需要输出高频大电流。 参考文献：fundalmentals of power electronics, R.W.Erickson （讲义） TPIH2500 Textbook Tetra Pak Technical Training Centre 三 感应加热电源常见框图结构和控制方法 1．感应加热电源常见框图
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
高频电路原理与分析期末复习资料 陈皓编 10级通信工程 2012年12月
1.单调谐放大电路中，以LC 并联谐振回路为负载，若谐振频率f 0 =10.7MH Z ， C Σ= 50pF ，BW 0.7=150kH Z ，求回路的电感L 和Q e 。如将通频带展宽为300kH Z ，应在回路两端并接一个多大的电阻？ 解：（1）求L 和Q e （H ）= 4.43μH （2）电阻并联前回路的总电导为 47.1（μS） 电阻并联后的总电导为 94.2（μS） 因 故并接的电阻为 2.图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C 的变化范围为 12～260 pF ，Ct 为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz ，求回路电感L 和C t 的值，并要求C 的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 题2图 12min 12max ,22(1210) 22(26010)3 3根据已知条件，可以得出： 回路总电容为因此可以得到以下方程组16051053510t t t C C C LC L C LC L C ππππ∑ --=+? ?== ??+?? ??== ??+?
3.在三级相同的单调谐放大器中，中心频率为465kH Z ，每个回路的Q e =40，试 问总的通频带等于多少？如果要使总的通频带为10kH Z ，则允许最大的Q e 为多少？ 解：（1）总的通频带为 4650.51 5.928()40 e z e Q kH =≈?= （2）每个回路允许最大的Q e 为 4650.5123.710 e e Q =≈?= 4.图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f 0 =1MHz ，C 1 =400 pf ，C 2= 100 pF 121212121232 260109 121082601091210260108 10198 1 253510260190.3175-12 6 1605 535 （）（）10103149423435 t t t t C C C C pF L mH π-----?+==?+=?-??-= ?==??+?=≈
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。
高频感应加热电源工作原理【大比特导读】高频感应加热电源在工作原理方面，也与普通的加热电源有 着很大不同，本文将会通过对其工作原理的叙述，为大家解读高频感应加热电源加热快、效率高的秘密所在。 感应加热电源的研发在最近几年呈现出专业化和快速的趋势，高频感应加热电源凭借着加热速度快、加热均匀等优势，被广泛的应用在工业及生活领域。高频感应加热电源在工作原理方面，也与普通的加热电源有着很大不同，本文将会通过对其工作原理的叙述，为大家解读高频感应加热电源加热快、效率高的秘密所在。 高频感应加热电源与普通的感应加热模块一样，也是采用了导体磁束加热的模式。用交流电流流向被卷曲成环状的导体，这种导体通常情况下会采用铜管这种材料，由此产生磁束。将金属放置其中，磁束就会贯通金属体，在与磁束自缴的方向产生涡电流，也就是大家所熟悉的旋转电流，于是感应电流在涡电流的影响下产生发热，用这样的加热方式就是感应加热。由此，对金属等被加热物体在无需直接接触的状态下就能获得加热效果。 此时，窝电流将会在线圈接近的物体上集中，感应加热表现出在物体的表面上较强里边较弱的特点，用这样的原理来对被加热体的必要的地方集中加热，达到瞬间加热的效果，从而提高生产效率和工作量等。 当然了，使用高频感应加热电源进行加热的成功与否，直接取决于感应线圈设置是否合理，以及加热体的大小、形状、间距等等。感应线圈是要做到均匀加热、加热效果好，并且要有强度和准确度。感应线圈是一般用一圈或数圈的铜管来做，一般采用水冷的方式对线圈进行冷却。 结语： 高频感应加热电源的感应线圈是高效加热的关键所在，而无需直接触碰就可以快速加热 的优势，也让这个感应加热电源的家族新成员迅速获得了生产商的认可。
电磁加热器结构及工作原理 目录： 一、电磁加热器结构 二、电磁加热器工作原理 三、电磁加热器操作与调试 一、电磁加热器结构 井口加热器主体为棒式往复式管状结构，由铁磁性热载棒体和钢套管与高强度法兰组合焊接加工制成。经先进的焊接工艺处理，加热器的主体具有高强耐压、坚固密封、热应变能力强和抗腐蚀等特点，能承受足够的机械压力和强度。 电磁加热器外观：
电磁加热器安装示意图 115 1213 进油口法兰 出油口法兰 传感器安装孔 温控器防爆接线盒 温控器电缆引线咀引线） 6.加热器控制柜 控制柜开关门锁 加热器铭牌 加热器防爆接线盒 过热保护电缆引线咀（KT1引线） 加热器电源电缆引线咀 加热器棒体 加热器安装支架 出油口截门 旁通截门 16.进油口截门 连接短节（便于维修或更换） 14 15 16 1 23 4 7 6 10 9817 电磁加热器结构图
与井口加热器配套使用的电热控制柜，为柜式防护结构，由优质厚钢板弯制焊接而成。壳体采用静电喷涂防腐工艺处理。柜内由漏电式空气开关，交流接触器、温控仪表、无功补偿元件、过热保护继电器等器件组成。控制电路装置有主令开关，可以人工投入和切除控制回路电源。 井口加热器根据使用场所，配套使用的电热控制柜分为：一般防护型和防爆型两种规格；加热方式又分为工频电热型和恒温变频电热型两种，可适用于不同的加热工艺和使用场所。 防爆控制柜
温控仪表 接线箱 防爆配电控制柜示意图 控制开关 电源开关 仪表观察窗 防爆接线箱
一般防护型控制柜示意图 井口加热器结构与安装示意图
进油口法兰 出油口法兰 传感器安装孔 温控器防爆接线盒 温控器电缆引线咀 6.加热器控制柜 控制柜开关门锁 加热器铭牌 加热器防爆接线盒 过热保护电缆引线咀 加热器电源电缆引线咀 加热器棒体 加热器安装支架 出油口截门 旁通截门 16.进油口截门 结构：主体为棒式往复式管状结构，配套使用防爆控制柜，井口来液低进高出通 过腔体进行加热。 二、电磁加热器工作原理 1.电磁加热器热载体由高温热缆缠绕在铁磁性钢管棒芯上，并结构套入护套 钢管内形成磁场闭合回路。由于铁磁性钢管的自身特性，电流通过高温电缆回路 作用于电磁热载棒体上，使铁磁性钢管迅速产生强烈的磁滞涡流及磁阻热效应， 而热载体释放的杂散磁场经外套钢管屏蔽吸收并产生圆环内集肤效应热，用来直 接加热石油。而电磁加热器消耗的无功电力通过无功功率就地补偿后，其功率因 数则达到0.95以上，其所消耗的无功电能而直接转换为热能，一并用来加热石 油介质，因此，其热效率高达98%以上。与阻性加热器相比，在同等加热工艺条 件下其平均节电率达10-21%。
高频感应加热的原理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 高频感应加热机的主要用途为：金属热处理、金属淬火、金属退火、金属回火、金属透热、金属的钎焊、银焊、铜焊、金属热型、金属熔炼、金属埋植塑料等。 高频感应加热机是目前对金属、非金属材料加热效率*、速度*快，低耗节能环保型的感应加 热设备。高频机全称“高频感应加热机”，又名高频加热机、高频感应加热设备、高频感应 加热装置、高频加热电源、高频电源、高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器 (焊接器)等，另外还有中频感应加热设备、超高频感应加热设备等。应用范围十分广泛。 高频感应加热机的原理 感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗)以及导体内磁场的作用 (磁滞损耗)引起导体自身发热而进行加热的。 当金属导体处在一个高频交变电场中，根据法拉第电磁感应定律，将在金属导体内产生感应 电动势，由于导体的电阻很小，从而产生强大的感应电流。由焦耳—楞次定律可知，交变 磁场将使导体中电流趋向导体表面流通，引起集肤效应，舜间电流的密度与频率成正比，频 率越高，感应电流密度集中于导体的表面，即集肤效应就越严重，有效的导电面积减少，电 阻增大，从而使导体迅速升温。 导体有电流通过时，在其周围就同时产生磁场，高频电流流向被绕制成环状或其它形状的电 感线圈(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，将被加热的金属 物质放置在感应线圈内，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流，由于被加热金属物质的电阻产生焦耳热，使金属物质自身的温度迅
管道电磁感应加热改造线圈绕线详解 管道加热是工业上比较通用的加热负载，常用应用于塑料、橡胶、石油管道、供暖设备、热水炉、模具等设备中，传统的管道加热是采用电阻带或电热管进行加热，电阻式加热虽然造价比较低，但热效率低下，仅60%以下，而且比较容易坏，经常修理、更换，影响整体设备的产能,给用户带来极大不方便。随着变频电力电子的发展，可以很好地利用电磁感应涡流加热的方法来解决这个问题，电磁加热原理由于是非接触式加热，而且热效率高达95%以上，因此受很多用户的青睐。但是，电磁加热的整配备制作，涉及的知识比较广，不仅懂电工，还要懂电子，线圈的制作加热绕制方法给不少用户带来不少困难，在这里，给大家介绍一下江信电磁30kW电磁加热器及其管道电磁线圈的绕制方法，让高深的电磁加热技术不再难，让人人都懂电磁感应加热应用技术，江信电磁技术支持。 一、材料的准备： 1、江信电磁30kW电磁加热器1台 2、30mm玻璃丝毯保温材料，长2米，宽约1米 3、16mm2 国标云母玻璃纤维高温线，50米 4、玻璃纤维布，宽100mm，1卷 5、数字电桥1台 6、100A线耳若干个 二、改装方法详解： 1、选取被加热管道外面包一层30mm玻璃丝毯保温材料，包圈即可，不要多层！刚好一圈，长度约1米左右。 2、用玻璃纤维布把保温材料包住，轻轻包住，也不能压太紧！保证保温棉厚度约20-25mm 之间即可，尽可能包外观漂亮。 3、把准备好的50米16mm2 国标云母玻璃纤维高温线绕上去，保证两边的引线约1.5~2米左右，线圈每圈之间可相隔3-5mm左右，最高不能高于10mm，每圈之间不能过于太密，因为线圈在工作时，也是发热的，保证一定的间隔来散热。 4、用数字电桥量电感量，调到L测量电感量的2mH档测量，约200-250uH左右的电感量就可以完成线圈的制作。 5、最后把线圈的两端用扎带扎紧，防止线圈松动脱落，线圈外面不需要增加任何保护措施，因为线圈外面本来就是云母绕包住，是绝缘材料，不会对人体构成触电危险。特别注意的是，线外面200mm以内不能有金属材料，否则也会发热！若的确需要屏蔽磁场的话，可以在距离线回头100mm左右用铝板进行隔包一圈，但不能完全包住，要留出10mm以上用环氧板固定，绝对不能构成回路，否则在工时时会起火花，严重时，可能会出安全事故。 6、最后，把江信电磁加热控制器上的A B C端子接三相380V电源，L1和L2端子接上线圈两端，把R/S端子短接或按住红色键不放就可以启动。工作时，显示的是电流值，一般43-45A之间就合格。再按一下绿色键，看工作频率10-18kHz之间即合格。若是频率过低了，就减少线圈的圈数，反之就增加线圈的圈数。使控制器工作在理想的工作参数范围之内，完成后，保留足够的引线后，多余的线可以剪掉。江信电磁加热器应放在通风透气的地方，若是放在机箱内，要做好排风系统，必须保证良好的空气对流。
高频淬火原理及应用 线圈通以高频电流，产生高频磁场，在铁磁性材料中产生感生电流，由于趋肤效应，感生电流聚积于材料的表面产生热，达到相变温度。激冷达到淬火目的。 感应加热与其它加热炉传导、对流或辐射使工件到达加热温度相比，它具有完全不同的加热原理。其基本原理是：把加热材料（即工件）置于通有交流电流的线圈内，由于交变磁场的作用工件内部会产生感应电势，在感生电势的作用下工件内会产生涡流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。 通过热高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC，而心部温度升高很小
词语解释 感应加热频率的选择：根据热处理及加热深度的要求选择频率，频率越高加热的深度越浅。 一、高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。 二、中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 三、工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm，一般用于较大尺寸零件的透热，大直径零件（直径300mm以上，如轧辊等）的表面淬火。 感应加热淬火表层淬硬层的深度，取决于交流电的频率，一般是频率高加热深度浅，淬硬层深度也就浅。频率f与加热深度δ的关系，有如下经验公式：δ=20/√f(20°C)；δ=500/√f(800°C)。 式中：f为频率，单位为Hz；δ为加热深度，单位为毫米（mm）。 感应加热表面淬火具有表面质量好，脆性小，淬火表面不易氧化脱碳，变形小等优点，所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。 感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。
高频感应加热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。下面给大家详细的介绍一下这款设备： 工作原理 可以使金属物体瞬间被加热到所需的任何温度，包括其熔点；不需要象其它加热方式那样，先产生高温后再去加热被它加热的金属物体，可以在金属物中直接产生高温；不但可以使金属物体整体加热，也可以选择性地对每个部位进行局部加热；是一种加热方式的革命，同样是电能加热，它却可以比电炉、电烘箱等节电百分之四十。 特点 高频感应加热机采用IGBT功放，软开关谐振双调控及频率自动跟踪系统，MOSFET器件和独特的变频技术，高频运行稳定。高周波感应加热机具务恒定电流和功率控制功能，极大的优化了金属加热过程。 高频感应加热机，在同等条件下具有比传统的高周波电子管加热设备省电50%，无高周波辐射、无高周波干拢。减少了电力负荷和电力增容，具有100%的满负载设计，高频感应加热机可连续二十四小时不间断工作。 高周波感应加热机，具有自动加热、保温、冷却三段时间功能设定，有利于提高高频感应加热机的加热质量，简化人工操作。可根据功率和频率选择高频感
应加热机电源，高周波频率越高，加热深度越浅，高周波频率越低透热性越好。感应加热机1～20KHZ的高周波频率自动跟踪。 适应行业 高周波感应焊接、高周波感应热处理、高周波感应金属熔炼等。如：硬质合金锯片、金刚石刀具、钻具、车刀、刨刀、铣刀、铰刀等刃具的焊接；标准件、螺栓、电力工具、五金工具、手工工具的热处理； 钳子、扳手、旋具、锤子、斧头、汽车配件、曲轴、连杆、活塞销、曲柄销、链轮、凸轮轴、气门、各种摇臂、摇臂轴；变速箱内各种齿轮、花键轴、传支半轴、各种小轴、各种拨叉等高频淬火的处理。 高频感应加热机的主要用途为 金属热处理、金属淬火、金属退火、金属回火、金属透热、金属的钎焊、银焊、铜焊、金属热型、金属熔炼、金属埋植塑料等。 维护 在空气环境较差的场所使用时，应防止灰尘进入机器内部，绝不能有水溅入机内。要保持冷却水的清洁，定期更换。高温环境应保持空气流通。 以上就是为大家介绍的关于高频感应加热设备的工作原理、特点、适应行业及主要用途的相关内容，希望对大家有所帮助！