串联谐振中频加热电源

串联谐振感应加热系统用于感应加热电源的频率可以从 50Hz 到几 MHz。

选择频率首先要考虑的是加热效率和温度分布。

其次是熔炼、透热和淬火等不同加热工艺对电源频率的特殊要求。

如透热、熔炼等加热工艺要求加热时温度均匀，而淬火则不要求温度均匀只需要满足淬硬层厚度。

对于熔炼还需要考虑搅拌力的作用和功率密度。

再者，频率高功率大的电源设备一般都比频率低比功率小的价格高。

因此，选择电源频率最终需要考虑其综合经济技术指标。

电磁感应在导体上产生的交流电流的分布是不均匀的，主要受到三个效应即集肤效应、临近效应和圆环效应的影响。

(1) 集肤效应、透入深度△及有效加热层ξ导线通过直流时，能保证导线中的电流密度是均匀的。

但只要电流变化率很小，电流分布仍可认为是均匀的。

对于工作于低频的细导线，这一论述仍然是可确信的。

但在高频电路中，电流变化率非常大，不均匀分布的状态较为严重。

最大电流密度出现在导体的表面层。

这种电流集聚于导线表面的现象叫做集肤效应。

集肤效应可解释如下：如图 2.3(a)所示，当电流通过导体时，在导体的外部和内部都建立了磁场，磁力线的形状是以导体的中心为圆心的同心圆，如果流过的电流是交变的，那么磁场也是交变的，显然与导体表面部分相交链的磁力线，比与导体内部（接近中心部分）所交链的磁力线要少，于是导体中心部分的自感电势，或者说中心部分的电感和阻抗，大于表面部分的电感和阻抗。

电流总是沿阻抗最小的路径流动，所以电流会集聚在导体的表面层。

电流频率越高，自感电动势的作用越强，集肤效应也越显著。

以上分析的是导体中通入交变电流时电流在导体中产生的集肤现象。

另一种情形是导体放在交变电磁场中，也就是感应。

加热工件的情形，工件中的涡流也是交变电流，它沿截面的分布也是集聚在工件表面一层。

在工业应用方面，对金属进行表面淬火就是利用集肤效应。

(2) 邻近效应相邻两个导体分别通入交流电流时，两个导体会产生磁场，导体除了受自身产生的磁场影响外，还受另一个导体产生的磁场的影响，在这种相互影响下导体内的电流会重新分布。

串联谐振中频电炉原理_串联谐振中频电炉特点大家之前都在聊中频电炉，是不是对中频电炉非常了解呢，今天不妨大家一起来交流一下，互相学习一下经验，弥补一下自己的不足，那我就先来提一个问题，大家是否知道串联谐振中频电炉电路特点，还有就是串联谐振中频电炉原理有哪些具体应用，这个问题不好回答吧，既然大家都不知道，那今天就给大家科普一下串联谐振中频电炉原理，不知道的小伙伴可要仔细阅读哦！那么下文就开始介绍串联谐振中频电炉电路特点了。

【串联谐振中频电炉原理】串联谐振中频电炉电路特点所谓串联谐振是指回路中LC串联，两者阻抗之和刚好为0，所以整个回路呈纯电阻性，整个回路阻抗变小，电流将变大。

在电力系统中可能会造成过电压，所以在电力系统中也较电压谐振【串联谐振中频电炉控制板详解】串联谐振中频电炉电路特点整流控制电路简单，只是在一般三相晶闸管半控桥式整流电路用触发器的基础上，加一斜波发生器构成。

斜波发生器是代替触发器的移相角设定功能。

每次起动时，斜波发生器输出到触发器的电压会按预定的速率，由零逐渐升高，终稳定在某一值。

因此，串联谐振中频电炉原理相应的触发脉冲的控制角会从变大逐渐减小，终稳定在0°，使晶闸管全导通，从而实现软起动。

在正常停止时，情况则相反，串联谐振中频电炉电路特点斜波发生器的输出电压由恒定值逐渐降至零，晶闸管从全导通状态逐渐过渡到截止。

因故障停止时，则采取封锁触发脉冲的方法，使晶闸管快速截止。

逆变控制电路如图1-7-3所示．其工作波形示于图1-7-4。

在t=t0时刻触发KS1，方波环节把经电流互感器CT1检出的电流信号变成方波。

方波的作用有二：一是方波的后沿作为延时环节的延时起点：二是方渡使计数器复位。

方波结束，延时环节开始延时，计数器开始计数。

延时一td后，双稳环节输出端q3变成“1”，打开了图中上一个脉冲形成环节的门，串联谐振中频电炉原理允许计数器的溢出脉冲通过。

计数器的计数值是固定的(例如1024)，计数值到，其输出端qs成“1”，经脉冲形成环节，生成固定宽度的脉冲，再经脉冲功放去触发晶闸管KS2。

中频感应加热电源原理中频感应加热电源是一种常用的加热设备，它利用中频电流的感应作用将电能转化为热能。

该电源的工作原理主要包括电源单元、谐振电路、功率变换单元和控制单元等几个关键部分。

电源单元是提供电能的装置，通常由三相交流电源和整流电路组成。

交流电源通过整流电路将交流电转化为直流电，然后进一步进行滤波，以保证电源稳定。

谐振电路是中频感应加热电源的核心部分，它由电容器和电感器组成。

谐振电路的作用是将直流电转化为中频交流电，并将其输出到功率变换单元。

功率变换单元主要由功率开关管和输出变压器组成，其作用是将中频交流电通过功率开关管的控制进行变换，使其达到所需的电压和电流。

功率开关管可以根据负载的变化来调整输出功率，从而实现对加热过程的控制。

输出变压器则是将电源提供的中频交流电转化为适用于加热设备的高电压和高电流。

控制单元是中频感应加热电源的智能化部分，它通过传感器实时监测加热过程中的温度、电流和电压等参数，并根据设定的加热要求进行调节。

控制单元可以实现加热功率的精确控制和加热时间的设定，从而提高加热效率和产品质量。

中频感应加热电源具有许多优点。

首先，它具有高效率和节能的特点。

由于中频电流只在工件表面产生感应加热效应，因此加热效率较高，可以减少能量的浪费。

其次，中频感应加热电源具有快速加热和均匀加热的特点。

由于电磁感应的作用，加热速度快且加热均匀，可以提高生产效率和产品质量。

此外，中频感应加热电源还具有操作简便、自动化程度高等特点，可以提高工作环境的安全性和操作的便利性。

中频感应加热电源广泛应用于金属加热、焊接和热处理等领域。

在金属加热方面，中频感应加热电源可以用于钢铁、铜、铝等金属材料的加热和熔炼。

在焊接方面，中频感应加热电源可以实现金属材料的局部加热，从而实现高效的焊接。

在热处理方面，中频感应加热电源可以用于金属材料的淬火、回火和退火等工艺，以改善材料的性能和延长使用寿命。

中频感应加热电源是一种高效、节能的加热设备，其工作原理简单明了。

中频串联谐振电源原理串联谐振逆变器也称电压型逆变器，其中频串联谐振电源原理图如图2.2所示。

串联谐振型逆变器的输出电压为近似方波，由于电路工作在谐振频率附近，使振荡电路对于基波具有最小阻抗，所以负载电流近似正弦波同时，为避免逆变器上、下桥臂间的直通，换流必须遵循先关断后导通的原则，在关断与导通间必须留有足够的死区时间。

图2.2 串联逆变器结构图2.3负载输出波形当串联谐振逆变器在低端失谐时(容性负载)，它的波形见图2.3(a)。

工作在容性负载状态时，输出电流的相位超前于电压相位，因此在负载电压仍为正时，电流先过零，上、下桥臂间的换流则从上(下)桥臂的二极管换至下(上)桥臂的MOSFET。

由于MOSFET寄生的反并联二极管具有慢的反向恢复特性，使得在换流时会产生较大的反向恢复电流，而使器件产生较大的开关损耗，而且在二极管反向恢复电流迅速下降至零时，会在与MOSFET串联的寄生电感中产生大的感生电势，而使MOSFET受到很高电压尖峰的冲击当串联谐振型逆变器在高端失谐状态时(感性负载)，它的工作波形见图2.3(b)。

工作在感性负载状态时，输出电流的相位滞后于电压相位，其换流过程是这样进行的，当上(下)桥臂的MOSFET关断后，负载电流换至下（上）桥臂的反并联的二极管中，在滞后一个死区时间后，下(上)桥臂的MOSFET加上开通脉冲等待电流自然过零后从二极管换至同桥臂的MOSFET.由与MOSFET中的电流是从零开始上升的，因而基本实现了零电流开通，其开关损耗很小。

另一方面，MOSFET关断时电流尚末过零，此时仍存在一定的关断损耗，但是由于MOSFET关断时间很短，预留的死区不长，并且因死区而必须的功率因数角并不大，所以适当地控制逆变器的工作频率，使之略高于负载电路的谐振频率，就可以使上(下)桥臂的MOSFET向下(上)桥臂的反并联的二极管换流其瞬间电流也是很小的，即MOSFET关断和反并联二极管开通是在小电流下发生的，这样也限制了器件的关断损耗。

次级串联谐振感应电源加热感应加热电源具有污染小、效率高、加热快速、控制方便、生产安全等多方面的优点，在黑色金属热处理领域中被广泛应用。

基于感应加热电源的以上优点，感应加热热处理工艺正在被引入到有色金属热处理工业生产中去，但是又由于有色金属通常磁导率低不易被感应加热，所以在电源的设计方面又会出现一些问题。

本文着重以次级串联谐振感应加热电源为研究对象，通过初级串联谐振拓扑结构与次级串联谐振拓扑结构的对比分析，从理论上推导出在有色金属感应加热应用中次级串联谐振拓扑结构的优点所在，得出结论次级串联谐振拓扑结构更加适合应用于有色金属感应加热电源中。

感应加热基本原理感应加热原理是以焦耳定律和法拉第电磁感应定律为基础的。

放置于时变磁场中的导体，在法拉第电磁感应定律作用下，导体内将产生感应电动势，导体自由电子开始做定向运动产生感应电流，具有电阻性的导体通过感应电流后会产生热能而使其自身发热，根据焦耳定律可得：式中W 为导体产生热量，单位焦耳（J）；I 为导体流过有效电流强度，单位安培（A）；R 为导体电阻值，单位欧姆（Ω）；t 为电流流过导体时长，单位秒（s）。

根据法拉第电磁感应定律描述，当导体回路所包含截面区域内的磁通量发生变化，就会在导体闭合回路中产生感应电动势，进而产生感应电流，感应电动势可用公式表示为式中e 为导体闭合回路产生的感应电动势，单位伏特（V）；N 为导体绕组匝数，无单位量纲；∮为导体闭合回路截面的磁通量，单位为韦伯（Wb）；t 为时间，单位秒（s）。

如图 1.1 所示，当感应加热电源设备的感应线圈中通过交变电流1i 时，在线圈内会产生交变磁场。

而导体工件处于交变磁场中，可将工件看作为单匝线圈，根据法拉第电磁感应定律，在导体工件上会产生一个交变感应电动势，进而产生感应电流2i 。

由于导体工件都具有一定的电阻性，因此又根据焦耳定律，工件将在感应电流作用下迅速产生热量并对其自身进行热处理。

在感应加热工件截面上，所产生感应电流的密度并非均匀存在，当感应线圈通过交变电流时，在工件截面上产生的感应电流密度由外到内逐渐减小地非均匀分布，越往工件内部电流密度越小，这种电流的趋表现象被称为趋肤效应。

中频串联谐振电源原理中频串联谐振电源原理是一种常见的电源拓扑结构，其主要特点是采用中频变压器与谐振电路串联来提供稳定的输出电压。

该电源原理可以用于各种不同的电子设备和系统中，特别适用于无线通信设备、电视与广播设备以及一些精密仪器仪表等需要稳定电源的场合。

首先，输入电压通过整流电路转换为恒定的直流电压，一般采用整流桥或者整流器来完成。

整流后的直流电压被输入到中频变换电路。

中频变换电路的核心是中频变压器。

该变压器通过变换器将输入的直流电压转换为中频交流电压，然后通过谐振电路与负载串联。

谐振电路在中频状态下工作，所以称为中频串联谐振电源。

中频变压器起到了隔离输入与输出的作用，它能提供一个适合负载的中频交流电压。

在变压器和负载之间串联的谐振电路是中频串联谐振电源的核心部分。

谐振电路主要由电感、电容和电阻构成，通过调整谐振电路的频率和阻抗来获得稳定的输出电压。

当负载增加时，谐振电路的谐振频率会发生改变，通过控制谐振电路的参数可以使得输出电压保持稳定。

最后，输出滤波电路用于滤除谐振电路中的杂散分量，以获得纯净的输出电压。

输出滤波电路通常由电感和电容组成，能有效地滤除谐振电路中的高频和低频杂散分量，提供一个干净、稳定的输出电压。

此外，输出滤波电路还能提高谐振电路的功率因数，减小无功功率损耗。

中频串联谐振电源的优点是输出电压稳定、纹波小、效率高、负载能力强。

它对输入电压波动的适应性较好，负载变化时输出电压基本不受影响。

然而，中频串联谐振电源也存在一些缺点，如体积较大、成本较高、使用材料要求较高等，因此在一些特殊的应用场合可能不适用。

总之，中频串联谐振电源通过中频变压器和谐振电路的串联工作原理，能够提供稳定的输出电压，适用于各种需要稳定电源的电子设备和系统中。

随着电子技术的不断发展，中频串联谐振电源将会越来越广泛地应用于各个领域，为人们的生活和工作提供更加稳定和可靠的电源供应。

串联谐振中频电源工作原理
串联谐振中频电源是一种常见的电源供应系统，它在许多电子设备中被广泛应用。

它的工作原理是利用谐振电路的特性，将输入的直流电压转换为中频交流电压，以满足设备对电源的需求。

让我们了解一下串联谐振电路的基本特性。

串联谐振电路由电容器和电感器组成，它们通过电容和电感的特性相互作用，形成谐振。

在电容和电感之间有一个共振频率，当输入的信号频率等于共振频率时，电路的阻抗最小，电压增益最大。

在串联谐振中频电源中，输入的直流电压首先通过整流电路转换为直流电压。

然后，直流电压进入谐振电路。

谐振电路由电容器和电感器组成，它们的参数被选择为共振频率附近的数值。

当直流电压进入谐振电路时，由于谐振电路的特性，只有共振频率附近的信号可以通过，其他频率的信号会被滤除。

这样，我们就得到了一个中频交流电压信号。

接下来，中频交流电压信号经过放大电路进行放大。

放大电路通常由晶体管等元件组成，它们可以将中频信号放大到所需的水平。

放大的中频信号经过滤波电路进行滤波，以去除不需要的频率分量。

滤波电路通常由电容器和电感器组成，它们通过选择适当的参数来滤除不需要的频率。

经过滤波之后，我们就得到了一个干净的中频交流电压信号。

这个信号可以用于供应各种电子设备，如无线电接收器、通信设备等。

总结一下，串联谐振中频电源的工作原理是通过将输入的直流电压转换为中频交流电压来满足设备的电源需求。

它利用谐振电路的特性，通过滤波和放大等过程，将输入信号转换为所需的中频信号。

这种电源系统在电子设备中具有广泛的应用，能够提供稳定可靠的电源供应。