感应加热简介
电磁感应加热，或简称感应加热，是加热导体材料比如金属材料的一种方法。它主要用于金属热加工、热处理、焊接和熔化。
顾名思义，感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。感应加热系统的基本组成包括感应线圈，交流电源和工件。根据加热对象不同，可以把线圈制作成不同的形状。线圈和电源相连，电源为线圈提供交变电流，流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场，该磁场使工件产生涡流来加热。
感应加热原理
感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，在工件表面层产生密度很高的感应电流，迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法，当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。金属工件放入感应圈内，在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种现象称为表面效应或集肤效应。感应加热就是利用集肤效应，依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。感应圈用紫铜管制做，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到一定温度时，立即喷水冷却，使表面层获得马氏体组织。
感应电动势的瞬时值为：
式中：e——瞬时电势，V；Φ——零件上感应电流回路所包围面积的总磁通，Wb，其数值随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大，并与零件和感应器之问的间隙有关。
为磁通变化率，其绝对值等于感应电势。电流频率越高，磁通变化率越大，使感应电势P相应也就越大。式中的负号表示感应电势的方向与的变化方向相反。
零件中感应出来的涡流的方向，在每一瞬时和感应器中的电流方向相反，涡流强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗，可表示为：
式中，I——涡流电流强度，A；Z——自感电抗，Ω；R——零件电阻，Ω；X——阻抗，Ω。
由于Z值很小，所以I值很大。
零件加热的热量为：
式中Q——热能，J；t——加热时间，s。
对铁磁材料（如钢铁），涡流加热产生的热效应可使零件温度迅速提高。钢铁零件是硬磁材料，它具有很大的剩磁，在交变磁场中，零件的磁极方向随感应器磁场方向的改变而改变。在交变磁场的作用下，磁分子因磁场方向的迅速改变将发生激烈的摩擦发热，因而也对零件加热起一定作用，这就是磁滞热效应。这部分热量比涡流加热的热效应小得多。钢铁零件磁滞热效应只有在磁性转变点A2（768℃）以下存在，在A2以上，钢铁零件失去磁性，因此，对钢铁零件而言，在A2点以下，加热速度比在A2点以上时快。
感应加热具体应用
感应加热设备
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。
感应加热表面淬火
将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。
与普通加热淬火比较感应加热表面淬火具有以下优点：
1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。
2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。
3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。
4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。
感应加热（高频电炉）制作教程
成本估算：
紫铜管紫铜带：210元
EE85加厚磁芯2个：60元
高频谐振电容3个：135元
胶木板：60元
水泵及PU管：52元
PLL板：30元
GDT板：20元
电源板：50元
MOSFET：20元
2KW调压器：280元
散热板：80元
共计：997元
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。
先预览一下效果，如下图：
加热金封管3DD15
加热304不锈钢管
加热小金属球
加热铁质垫圈
在开始制作之前，有必要明确一些基础性原理及概念，这样才不致于一头雾水。
1、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。
2、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。
实验中确实有加热效果，但是远远没有达到电源的输出功率应有的效果。这是为什么呢，我们来分析一下，显然，对于固定的工件，加热效果与逆变器实际输出功率成正比。对于感应线圈，基本呈现纯感性，也就是其间的电流变化永远落后于两端电压的变化，也就是说电压达到峰值的时候，电流还未达到峰值，功率因数很低。我们知道，功率等于电压波形与电流波形的重叠面积，而在电感中，电流与电压波形是错开一个角度的，这时的重叠面积很小，即便其中通过了巨大的电流，也是做无用功。这是如果单纯的计算P=UI，得到的只是无功功率。
而对于电容，正好相反，其间的电流永远超前于电压变化。如果将电容与电感构成串联
或并联谐振，一个超前，一个滞后，谐振时正好抵消掉。因此电容在这里也叫功率补偿电容。这时从激励源来看，相当于向一个纯阻性负载供电，电流波形与电压波形完全重合，输出最大的有功功率。这就是为什么要采取串（并）补偿电容构成谐振的主要原因。
2.2第二个问题，LC谐振有串联谐振和并联谐振，该采用什么结构呢。
说得直白一点，并联谐振回路，谐振电压等于激励源电压，而槽路（TANK）中的电流等于激励电流的Q倍。串联谐振回路的槽路电流等于激励源电流，而L，C两端的电压等于激励源电压的Q倍，各有千秋。
从电路结构来看：
对于恒压源激励（半桥，全桥），应该采用串联谐振回路，因为供电电压恒定，电流越大，输出功率也就越大，对于串联谐振电路，在谐振点时整个回路阻抗最小，谐振电流也达到最大值，输出最大功率。串联谐振时，空载的回路Q值最高，L，C两端电压较高，槽路电流白白浪费在回路电阻上，发热巨大。
对于恒流源激励（如单管电路），应采用并联谐振，自由谐振时LC端电压很高，因此能获得很大功率。并联谐振有个很重要的优点，就是空载时回路电流最小，发热功率也很小。值得一提的是，从实验效果来看，同样的谐振电容和加热线圈，同样的驱动功率，并联谐振适合加热体积较大的工件，串联谐振适合加热体积小的工件。
3、制作过程
明白了以上原理后，可以着手打造我们的感应加热设备了。我们制作的这个设备主要由调压整流电源、锁相环、死区时间发生器、GDT电路、MOS桥、阻抗变换变压器、LC槽路以及散热系统几大部分组成，见下图。
我们再来对构成系统的原理图进行一些分析，如下：
槽路部分：
从上图可以看出，C1、C2、C3、L1以及T1的次级（左侧）共同构成了一个串联谐振回路，因为变压器次级存在漏感，回路的走线也存在分布电感，所以实际谐振频率要比单纯用C1-C3容量与L1电感量计算的谐振频率略低。图中L1实际上为1uH，我将漏感分布电感等加在里面所以为1.3uH，如图参数谐振频率为56.5KHz。
从逆变桥输出的高频方波激励信号从J2-1输入，通过隔直电容C4及单刀双掷开关S1后进入T1的初级，然后流经1:100电流互感器后从J2-2回流进逆变桥。在这里，C4单纯作为隔直电容，不参与谐振，因此应选择容量足够大的无感无极性电容，这里选用CDE无感吸收电容1.7uF 400V五只并联以降低发热。
S1的作用为阻抗变换比切换，当开关打到上面触点时，变压器的匝比为35:0.75，折合阻抗变比为2178:1；当开关打到下面触点时，变压器匝比为24:0.75，折合阻抗变比为1024:1。为何要设置这个阻抗变比切换，主要基于以下原因。（1）铁磁性工件的尺寸决定了整个串联谐振回路的等效电阻，尺寸越大，等效电阻越大。（2）回路空载和带载时等效电阻差别巨大，如果空载时变比过低，将造成逆变桥瞬间烧毁。
T2是T1初级工作电流的取样互感器，因为匝比为1:100，且负载电阻为100Ω，所以当电阻上电压为1V时对应T1初级电流为1A。该互感器应有足够小的漏感且易于制作，宜采用铁氧体磁罐制作，如无磁罐也可用磁环代替。在调试电路时，可通过示波器检测J3两端电压的波形形状和幅度而了解电路的工作状态，频率，电流等参数，亦可作为过流保护的取样点。
J1端子输出谐振电容两端的电压信号，当电路谐振时，电容电压与T1次级电压存在90°相位差，将这个信号送入后续的PLL锁相环，就可以自动调节时激励频率始终等于谐振频率。且相位恒定。（后文详述）
L1，T1线圈均采用紫铜管制作，数据见上图，工作中，线圈发热严重，必须加入水冷措施以保证长时间安全工作。为保证良好的传输特性以及防止磁饱和，T1采用两个EE85磁芯叠合使用，在绕制线圈时需先用木板做一个比磁芯舌截面稍微大点的模子，在上面绕制好后脱模。如下图：
PLL锁相环部分：
上图为PLL部分，是整个电路的核心。关于CD4046芯片的结构及工作原理等，我不在这里详述，请自行查阅书籍或网络。
以U1五端单片开关电源芯片LM2576-adj为核心的斩波稳压开关电路为整个PLL板提供稳定的，功率强劲的电源。图中参数可以提供15V2A的稳定电压。因为采用15V的VDD电源，芯片只能采用CD40xx系列的CMOS器件，74系列的不能在此电压下工作。
CD4046锁相环芯片的内部VCO振荡信号从4脚输出，一方面送到U2为核心的死区时间发生器，用以驱动后级电路。另一方面回馈到CD4046的鉴相器输入B端口3脚。片内VCO 的频率范围由R16、R16、W1、C13的值共同决定，如图参数时，随着VCO控制电压0-15V 变化，振荡频率在20KHz-80KHz之间变化。
从谐振槽路Vcap接口J1送进来的电压信号从J4接口输入PLL板，经过R14，D2，D3构成的钳位电路后，送入CD4046的鉴相器输入A端口14脚。这里要注意的是，Vcap电压的相位要倒相输入，才能形成负反馈。D2，D3宜采用低结电容的检波管或开关管如1N4148、1N60之类。
C7、C12为CD4046的电源退耦，旁路掉电源中的高频分量，使其稳定工作。
现在说说工作流程，我们选用的是CD4046内的鉴相器1（XOR异或门）。对于鉴相器1，当两个输人端信号Ui、Uo的电平状态相异时（即一个高电平，一个为低电平），输出端信号UΨ为高电平；反之，Ui、Uo电平状态相同时（即两个均为高，或均为低电平），UΨ输出为低电平。当Ui、Uo的相位差Δφ在0°-180°范围内变化时，UΨ的脉冲宽度m亦随之改变，即占空比亦在改变。从比较器Ⅰ的输入和输出信号的波形（如图4所示）可知，其输出信号的频率等于输入信号频率的两倍，并且与两个输入信号之间的中心频率保持90°相移。从图中还可知，fout不一定是对称波形。对相位比较器Ⅰ，它要求Ui、Uo的占空比均为50％（即方波），这样才能使锁定范围为最大。如下图。
由上图可看出，当14脚与3脚之间的相位差发生变化时，2脚输出的脉宽也跟着变化，2脚的PWM信号经过U4为核心的有源低通滤波器后得到一个较为平滑的直流电平，将这个直流电平做为VCO的控制电压，就能形成负反馈，将VCO的输出信号与14脚的输入信号锁定为相同频率，固定相位差。
关于死区发生器，本电路中，以U2 CD4001四2输入端与非门和外围R8，R8，C10，C11共同组成，利用了RC充放电的延迟时间，将实时信号与延迟后的信号做与运算，得到一个合适的死区。死区时间大小由R8，R8，C10，C11共同决定。如图参数，为1.6uS左右。在实际设计安装的时候，C10或C11应使用68pF的瓷片电容与5-45pF的可调电容并联，以方便调整两组驱动波形的死区对称性。
下图清晰地展示了死区的效果。
关于图腾输出，从死区时间发生器输出的电平信号，仅有微弱的驱动能力，我们必须将其输出功率放大到一定程度才能有效地推动后续的GDT（门极驱动变压器）部分，Q1-Q8构成了双极性射极跟随器，俗称图腾柱，将较高的输入阻抗变换为极低的输出阻抗，适合驱动功率负载。R10.R11为上拉电阻，增强CD4001输出的“1”电平的强度。有人会问设计两级图腾是否多余，我开始也这么认为，试验时单用一级TIP41，TIP42为图腾输出，测试后发现高电平平顶斜降带载后比较严重，分析为此型号晶体管的hFE过低引起，增加前级8050/8550推动后，平顶斜降消失。
GDT门极驱动电路：
上图为MOSFET的门极驱动电路，采用GDT驱动的好处就是即便驱动级出问题，也不可能出现共态导通激励电平。
留适当的死区时间，这个电路死区大到1.6uS。而且MOSFET开关迅速，没有IGBT的拖尾，很难炸管。而且MOS的米勒效应小很多。
电路处于ZVS状态，管子2KW下工作基本不发热，热击穿不复存在。
从PLL板图腾柱输出的两路倒相驱动信号，从GDT板的J1，J4接口输入，经过C1-C4隔直后送入脉冲隔离变压器T1-T4。R5，R6的存在，降低了隔直电容与变压器初级的振荡Q 值，起到减少过冲和振铃的作用。从脉冲变压器输出的±15V的浮地脉冲，通过R1-R4限流缓冲（延长对Cgs的充电时间，减缓开通斜率）后，齐纳二极管ZD1-ZD8对脉冲进行双向钳位，最后经由J2，J3，J5，J6端子输出到四个MOS管的GS极。这里因为关断期间为-15V 电压，即便有少量的电平抖动也不会使MOS管异常开通，造成共态导通。注意，J2，J3用以驱动一个对角的MOS管，J5，J6用于驱动另一个对角的mos管。
为了有效利用之前PLL板图腾输出的功率以及减小驱动板高度，这里采用4只脉冲变压器分别对4支管子进行驱动。脉冲变压器T1-T4均采用EE19磁芯，不开气隙，初级次级均用0.33mm漆包线绕制30T，为提高绕组间耐压起见，并未采用双线并绕。而是先绕初级，用耐高温胶带3层绝缘后再绕次级，采用密绕方式，注意图中+，-号表示的同名端。C1-C4均采用CBB无极性电容。其余按电路参数。
电源部分：
上图为母线电源部分，市电电压经过自耦调压器后从J2输入，经过B1全波整流后送入C1-C4进行滤波。为了在MOS桥开关期间，保持母线电压恒定（恒压源），故没有加入滤波电感。C1，C2为ＭＫＰ电容，主要作用为全桥钳位过程期间的逆向突波吸收。整流滤波后的脉动直流从J1输出。
全桥部分：
上图为MOSFET桥电路，结构比较简单，不再赘述。强调一下，各个MOS管的GS极到GDT板之间的引线，尽可能一样长，但应小于10cm。必须采用双绞线。MOS管的选取应遵循以下要求：开关时间小于100nS、耐压高于500V、内部自带阻尼二极管、电流大于20A、耗散功率大于150W。
4、散热系统
槽路部分的阻抗变换变压器次级以及感应线圈部分，在满功率输出时，流经的电流达到500A之巨，如果没有强有力的冷却措施，将在短时间内过热烧毁。
该系统宜采用水冷措施，利用铜管本身作为水流通路。泵采用隔膜泵，一是能自吸，二是压力高。电路采用的是国产普兰迪隔膜泵，输出压力达到0.6MPa，轻松在3mm内径的铜管中实现大流量水冷。
5、组装
按下图组装，注意GDT部分，输出端口的1脚接G，2脚接S，双绞线长度小于10cm。
6、调试
该电路的调试比较简单，主要分以下几个步骤进行。
1. PLL板整体功能检测。电路组装好后，先断开高压电源，将PLL板JP1跳线的2，3脚短路，使VCO输出固定频率的方波。然后用示波器分别检测四个MOS管的GS电压，看是否满足相位和幅度要求。对角的波形同相，同一臂的波形反相。幅度为±15V。如果此步骤无问题，进行下一步。如果波形相位异常，检测双绞线连接是否有误。
2. 死区时间对称性调整。用示波器监测同一臂的两个MOS的GS电压，调节PLL板C10或C11并联的可调电容，使两个MOS的GS电压的高电平宽度基本一致即可。死区时间差异过大的话，容易造成在振荡的前几个周期内，就造成磁芯的累计偏磁而发生饱和炸管，隔直电容能减轻这一情况。
3. VCO中心频率调整。PLL环路中，VCO的中心频率在谐振频率附近时，能获得最大的跟踪捕捉范围，因此有必要进行一个调整。槽路部分S1切换到上方触点，PLL板JP1跳线的2，3脚短路，使VCO控制电压处于0.5VCC，W2置于中点。通过自耦调压器将高压输入调节在30VAC。用万用表交流电流档监测高压输入电流，同时用示波器监测槽路部分J3接口电压，缓慢调节PLL板的W1，使J3电压为标准正弦波。此时，电流表的示数也为最大值。这时谐振频率与VCO中心频率基本相等。
谐振时的波形如下图，电流波形标准正弦波，与驱动波形滞后200nS左右。
4. PLL锁定调整。将PLL板JP1跳线的1，2脚短路，使VCO的电压控制权转交给鉴相滤波网络。保持高压输入为30VAC，用示波器监测槽路部分J3接口电压波形形状和频率。此时用改锥在±一圈范围内调整W1，若示波器波形频率保持不变，形状仍然为良好的正弦波。则表示电路已近稳定入锁，如果无法锁定，交换槽路部分J1的接线再重复上述步骤。当看到电路锁定后，在加热线圈中放入螺丝刀杆，这时因为有较大的等效负载阻抗，波形幅度下降，但仍然保持良好的正弦波。如果此时失锁，可微调W1保持锁定。
5. 电流滞后角调整。电路锁定后，用示波器同时监测槽路部分J3接口电压以及PLL板GDT2或GDT1接口电压，缓慢调节W2，使电流波形（正弦波）稍微落后于驱动电压波形，此时全桥负载呈弱感性，并进入ZVS状态。
6. 工件加热测试，上述步骤均成功后，即可开始加热工件。先放入工件，用万用表电流档监测高压电流。缓慢提升自耦调压器输出电压，可以看到工件开始发热，应保证220VAC 高压下，电流小于15A。这时功率达到2500W。当加热体积较大的工件时，因为等效阻抗大，须将槽路部分S1切换至下方触点。
至此，整个感应加热电路调试完毕。开始感受高温体验吧。
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.
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
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。
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
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-----?+==?+=?-??-= ?==??+?=≈
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！
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。
CW-XJH-3.2KW,CW-XJH-4.5KW,CW-XJH-6.0KW 单头超高频感应加热焊接机 使用说明书 1、输入电源电压：220V AC单相 2、冷却水水质要求：水质清洁，水温<30℃，水压>0.3MPa。 一、前言 CW-XJH-3.2KW,CW-XJH-4.5KW,CW-XJH-6.0KW型超高频加热焊接机,是我公司独家开发研制生产的一种高新技术产品,体积小,功率高,在首饰,小五金,电子,模具,玩具,机床刀具,灯饰,锯片等制造行业中,是电子管高频焊接机升级换代的最新产品,该机广泛应用于焊接高档眼镜框架,金银首饰及各种小配件,钓具.薄板和纤细线材，锯片等焊接处理,也适用于金属材料表面热处理加工. 二、技术条件 1.CW-XJH-6.0KW 2.输入电源：220V AC 静态输入功率<90W 满载输入功率=6.0KW 3.高频输出功率：6.0KW 频率: 1100-2000KHZ 功率连续可变0-99% 4.工作环境：温度0-40℃ 湿度＜98%(无凝水) 5.体积：主机320×210×330MM 高频头240×130×115MM 6.重量：19kg 7.水压要求：>0.3Mpa 8.工作方式:断续 要求清洁,进水温25℃以上，40℃以下,否则会导致机器损坏. （用冷水机来冷却循环水的用户特别注意水温不能低于25℃，以免机内结露造成元件短路损坏机器，影响生产。）
四、系统结构 （1）前面板 (2)后面板 （3）分机后板 0.工作1.频率捕捉2.水压报警3.水温报警4.功率显示 5.功率设置6.脚踏开关插头7.船形开关8.电源线9.空气开关 10.高频输出11.主机进水12高频输出13.主机出水14分机进水15分机进水
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。
高频感应加热设备的安全操作 高频感应加热设备主要为电子(真空)管，产生高频电磁振荡，电功率为10~200kW，机内最高电压约为15kV。因此，要求设备内绝缘性能必须良好，机壳等有关部分必须可靠接地。操作工位应放置绝缘橡胶垫。设备旁应设有防护木栏杆，涂红白相间的油漆。挂高压电危险标志。高频间应光线明亮、通风良好，室内温度应控制在15~35℃。安装排风装置，以排除工件加热时所散发的油烟废气。由于高频设备的频率为30~500 KHz，会产生射频幅射。当人体吸收一定辐射量后，会发生生物学变化，生物学变化随波长减短(频率增高)而增加表现为神经衰弱症候群和植物神经系统功能紊乱。因此对设备的辐射场源(如高频变压器、馈电线、工作电容、耦合电容及感应器等)，应采取屏蔽措施。为防止电磁波外漏而影响附近(约100m内)的电子设备和无线电通讯，还应将全室屏蔽，要保证工作环境的辐射强度在规定范围以内(电场强度E≤20V/m;磁场强度H≤5A/m。操作时应注意： (1) 必须有两人以上方可操作高频设备，并指定操作负责人。穿戴好绝缘鞋、绝缘手套和其它规定的防护用品。 (2) 操作者必须熟悉高频设备的操作规程，开机前应检查设备冷却系统是否正常，正常后方可送电，并严格按操作规程进行操作。 (3) 工作前应关好全部机门，机门应装电气联锁装置，保证机门未关前不能送电。高压合上后，不得随意到机后活动，严禁打开机门。(4) 工件应去除毛刺、铁屑和油污，否则在加热时容易与感应器产生打
弧现象。打弧现产生的电弧光既会损伤视力，也容易打坏感应器和损坏设备。 (5) 高频设备应保持清洁、干燥和无尘土，工作中发现异常现象，首先应切断高压电，再检查排除故障。 必须有专人检修高频设备，打开机门后，首先用电棒对阳极、栅极、电容器等放电，然后再开始检修，严禁带电抢修。 (6) 使用淬火机床，应遵守有关电气、机械和液压传动的安全规程。在移动淬火机床时，应防止倾倒。
高频焊接机原理 2010-01-23 16:48 高频焊接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。 一.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。 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。 二.固态高频焊机的典型拓扑结构及其工作原理 固态高频焊机采用如图1所示的“交－直－交” 变频拓扑结构。 图1 固态焊机的拓扑结构 1. 整流器： ① 三相晶闸管相控整流器（并联谐振型焊机）
感应加热表面淬火基本原理 感应加热表面淬火的应用及基本原理分析。 一、应用 承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.40～0.50%钢材。 二、工艺方法 快速加热与立即淬火冷却相结合。 通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）组织。 三、主要方法 感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。 四、感应加热表面淬火 （一）基本原理： 将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。（如下图所示） （二）加热频率的选用 室温时感应电流流入工件表层的深度δ（mm）与电流频率f（HZ）的关系为 频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。 常用的电流频率有： 1、高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5～2. 5mm，适于中小型零件。 2、中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用2500～8000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度～10 mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。 3、工频加热：电流频率为50HZ。采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达10～20mm，适于大直径工件的表面淬火。
操作规程编号：YTO-FS-PD184 感应加热炉安全操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
感应加热炉安全操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1、进行高频、中频、工频感应加热操作时，应特别注意防止触电。工作前，操作人员应穿戴好绝缘的防护用品，操作间的地板应铺设胶皮垫，并注意防止冷却水洒漏在地板上和其他地方。 2、设备内部绝缘必须良好，接地可靠，设备周围应装设防护栅栏，待合上高压开关后，任何人不得在危险范围内活动。操作间要光线明亮，安装排风设备，保持通风良好，室内温度控制在18—35℃。 3、设备启动前必须通冷却水，水压为1．2～ 2atm(1atm＝0．1MPa)。感应器中装入工件，全部关闭机壳的门。 4、按操作程序进行操作，遵照规定的灯丝预热时间进行预热；加热时尽量保持栅流为屏流(阳流)值的15％一20％，以便使振荡器输出效率最高；回路电容器冷却水出水温度应低于35℃，其余冷却系统应低于55℃，停止工作后约10～15min才能停止供水。 5、高频设备会产生射频辐射作用，超过一定量之后，
附着式高频变频振动器及机柜 一、高频/变频桥梁振动器介绍 桥梁高频振动器和电源机柜配套使用，主要应用于大型混凝土构件的预制，如：公路、铁路、桥用大梁、涵洞混凝土构件，特别是T型简支梁和工字梁等。 该振动器使用寿命长，效率高，振幅大，激振力强，无失振现象，结构紧凑，使用方便，易损件少，便于维修。可广泛用于混凝土的捣实施工和其它需要振源的场合。
二、高频/变频振动器组成 高频振动器由定子、转子、线包、轴套、轴、端盖、外壳这几部分组成。 三、高频振动器工作原理： 高频振动电机是利用高速旋转电机带动两端偏心块产生离心距离、离心力，产生振动得到激振力和冲击力。这样固定在模板上就产生高频共振。高频振动电机的电源和高转速是由高频变频柜来提供，电源（380V）和高频率（0~150HZ），
转速（0~11000转）。高频变频柜是把工业电源输入经过机芯里面的交流模块，交流电阻、电容和许多电器原件来逆变成直流模块输出，改变成所需要的频率和电压 四、产品特点： 1．该高频振动器激振频率高（180HZ/S）、激振力大（12KN）、振幅小（1.3mm）、辐射范围大（1.5m），砼流动性、可塑性增加，构件密实度提高，成型快，质量可大幅度提高。每分钟可达到9800转的高速运转。 2．减少模板损耗。由于振频高，振幅小，在钢模板形变上消耗的能量少，延长模板的使用寿命。
3．使用方便。由于体积小，重量轻（仅23公斤/台），并且采用快速装卡结构，在模板上固定仅需紧固一个螺丝即可使用。装卸一台只需30秒种，比使用普通外部式振动器节省安装辅助时间75%，节省人力75%。 4．使用寿命是普通振动器的四倍以上。由于YG型振动器振动效率极高，每次振动时间只需30～40秒钟即可停机，故极大地提高了振动器的使用寿命，减少了维修费用，降低了施工成本。 5.由于激振力强，对于较高的桥柱施工也可以一次成型。 6.是国内最早的高频快装型振动器，经过近十年的不断技术改进，技术非常成熟。 7.产品质量可靠过硬，寿命长，并且采用快装结构，能显著的加快制梁速度。 8.使施工质量有非常显著的提高，得到了许多项目部、监理部的认可和赞扬。
高频感应加热炉操作规程 1主要技术参数 2操作规程 2.1使用前准备工作 2.1.1检查水箱内冷却水是否充足、水质是否干净。 2.1.2检查各接头是否牢固。 2.1.3感应圈固定是否牢固、脚踏开关工作是否灵敏。 2.1.4各电源线、仪表、旋钮等电器元件是否完好。 2.2操作规程 2.2.1合上总电源开关，电源指示灯亮绿灯。 2.2.2打开冷却循环水开关，循环水泵开始工作，等待出水口有水流出，按下电源按钮几秒后交流 接触器吸合。 2.2.3调整感应圈的位置，将被加热工件放入感应圈中。 2.2.4按下“启动”按钮，工作指示灯闪亮，设备开始工作，对工件进行加热。 2.2.5观察工件加热情况，并调节“加热设定调节旋钮”以改变加热速度。 2.2.6操作方式有“自动/手动”两种控制方式，“手动”用于试验生产，“自动”用于正常生产。 2.2.7选择自动模式：首先把“定时器开关”拨到“启用”位置，按下“定时启动”按钮，即设备 按照设定的时间开始对钢箍加热（设定时间为S代表秒、M代表分，H代表小时）；到达设定的时间，设备自动停止加热，即完成一次加热过程。再踏一下“脚踏开关”，设备重新按设定时间加热。 （如需及时停止时按下“定时停止”按钮即可；选择手动时把“定时器开关”拨到“停止”位置。） 2.2.8选择手动模式：首先按下“启动”按钮，设备开始工作，对钢箍进行加热；其次根据需要待 被钢箍加热到一定程度后按下“停止”按钮，设备停止工作；即完成一次加热过程。 2.3关机规程 待出水口水温变凉后，关闭外部380V电源，关闭循环水开关。 3维护规程 3.1机器内有高压，非专业维修人员严禁私自维修设备。 3.2检修设备时必须落闸上锁，非专业维修电工严禁检修线路。 3.3每班开机前检查设备周围地面是否干燥，特别是操作者作业位置地面。 3.4每班检查压紧螺母是否缺失或松动。 3.5每班循环水管接头处是否密封。 3.6每班检查水源清洁（应目测无杂质、清澈），以免阻塞冷却管道。 3.7每班检查冷却水箱内水位距出水口距离（≤10厘米）。 3.8每班检查2-4次出水温度（应不高于50℃），
高频感应加热的原理及设备 一、高频感应加热的原理 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】 【高频感应加热的原理：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速上升，从而完成对金属工件的加热】 二、感应加热系统的构成 感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器组成。其工作步骤是①由高频电源把普通电源（220v/50hz）变成高压高频低电流输出，（其频率的高低根据加热对象而定，就其包材而言，一般频率应在480kHZ左右。） ②通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。 ③感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。一般电流越大，磁场强度越高。 全晶体管高频感应加热设备
1、高频感应加热设备现状 高频感应加热设备在我省已得到广泛应用，设各频率范围在200-450 kHz,高频功率最大可达400 kW。我省的高频感应加热设备主要应用于金属热处理、’淬火、透热、熔炼、钎焊、直缝钢管焊接、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等。现 在我省使用的高频感应加热设备都是以大功率真空管（发射电子管）为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能量转换成高频交流电能量，它们的电子管板极转换效率一般在75环左右，设备的整机总效率一般在50绒以下，水和电能的消耗非常大。自70年代中期后，对高频设备也进行了一系列改进，如: (1)用节能型牡钨烟丝电子管代替老式纯钨灯丝系列电子管，如FV-911代替FV-433 } FV-431,FV-89F管等; (2)采用高压硅堆整流代替充汞闸流管整流; (3)采用大功率双向可控硅结合微机调压代替原闸流管调压; (4)根据各自工艺条件重新更改振荡回路，选择合理的振荡频率。这样，经过一系列改造后，使我省的频设备整机总电效率有一定的提高，在节能方面有一定的效果，但由于振荡电子管这个耗电最大的器件未改掉，所以在节能方面，并不是特别显著。 2、全晶体苍高频感应加热设备 电子技术的发展，可谓日新月异。80年代初，日本首先改进半导体生产工艺，开发生 产出场控电力电子器件—大功率静电感应晶体管(SIT ) ,并设计制成换流桥式的，把直流电能量转换成高频电能量的全晶体管化高频感应加热设备，随后美国、西德等发达国家也迅速研制，使之很快就商品化了。 2. 1大功率静电感应晶体管(SIT)的特点 大功率静电感应晶体管(SIT)是一种大功率电力电子器件，它的符号与三极管相同，作 用也相似，但它主要用在大功率换流或导通的控制场合，它具有以下几个特点:
通过对固态高频感应加热设备的几次故障的解决，对此设备的原理以及维修过程有如下总结： 一. 系统工作原理 固态高频加热装置先由高频电源把普通电源 ( 220v/50hz)变成高压高频低电流输出，再通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。一般电流越大.磁场强度越高。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。 二.感应加热原理 高频大电流流向被绕制成环状的加热线圈（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。 三. 串联谐振型逆变器原理 逆变器采用的是串联谐振型逆变器也称电压谐振型逆变器。串联谐振型逆变器的输出电压近似方波。由于电路工作于谐振频率附近，此时振荡电路对基波具有最小阻抗，所以负载电流接近于正弦波；同时为避免逆变器上下桥臂间的直通，换流必须遵循先关断后开通的原则，在关断与开通间必须留有足够的死区时间。 固态高频加热装置的电路结构与其工作频率和功率无关，都是由工频交流电压变成直流电压，再由直流电压逆变成高频电源送给负载，完成感应加热。加热功率的大小，一般是通过调节逆变器的直流电压大小来完成的。 四.故障情况与维修方法 固态高频加热装置的故障主要体现在串联谐振型逆变器，而决定其好坏的关键因素则是开关过程中寄生震荡的抑制。MOS管的漏-源及漏-栅极间都存在着寄生电容，同时逆变桥联接到各MOS管及直流端与逆变桥间的连线都存在寄生电感。由于MOS管的开关速度较快，在开关瞬间线路的寄生电感将与MOS管的寄生电容产生极高频率的寄生振荡，若补偿措施不当，必将使MOS管在关断时产生很大的过电压，而降低MOS管的有效工作电压。更为严重的是，在开关瞬间，主电路中的高频寄生振荡电压会通过漏-栅极间的寄生电容耦合到MOS管的输入端，由于驱动信号幅值只有十几伏，因此主电路中很小的高频寄生振荡，经密勒电容耦合到输入端就会造成关断管的误开通，导致上下桥臂间的直通。 逆变器维修工作必须在主电路断电的情况下进行，分为两个过程：首先进行MOS管与快恢复二极管的检测，用万用表测量MOS管漏极与源极的阻值，快恢复二级管的阻值，短路的要及时更换，防止上下桥臂间的直通。其次使用示波器检测MOS管的驱动波形，若补偿不当时，逆变桥MOS管关断电压波形关断脉冲的下降沿叠加了很多尖刺，关断不可靠。MOS管两输入端及MOS管漏-源间应接上适当的补偿电容，同时在MOS管漏-源间并上适中的过压吸收电路，MOS管的电压过冲及驱动信号的尖刺基本能消除，主电路能安全工作，MOS管的电压额定也能充分利用。为了保证上下桥臂间的驱动信号遵循先关断后开通的原则即开通时间滞后于关断时刻，即存在一个死区时间，死区时间为170ns至250ns左右。然后可以接通主电路进行焊接调试了。若电流大，电压低就要对相应的匹配变压器的匝数配比进行调整。