PDF《PI7800MF 系列中频感应加热电源》

PI7800MF 系列中频感应加热电源 大连普传科技股份有限公司 深圳市普传科技有限公司 企划部/工程部 www.

powtran.com 第一部分 感应加热与变频电源 普传科技变频技术应用系列―中频电源 版权所有 请勿转载 第2页共10 页 企划部编制

一、基本原理

1、集肤效应及感应加热 1.1 集肤效应:当交流电流通过导线时,在导线周围产生交变的磁场,处在交变磁 场中的整块导体的内部会产生感应电流,由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回 路,形似水的旋涡,称做涡流. 在直流电路内,均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的,而当交流电通过导线时, 由于交变磁场的作用,在导线截面上各处电流分布不均匀,中心处电流密度小,而越靠 近表面电流密度越大,这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应).交 流电的频率越高,则集肤深度越深,同时其交流阻抗也变大,因此在相同数值的电流作 用下,负载所获得的能量也越高,而电流及线路损耗相应地也会变小,从而提高了加热 效率, 同时还可起到节约电能的目的.变频 加热电源正是基于这一原理, 利用变频技术, 可将运行频率提高到工频的数倍,加热效果会明显提高. 1.2 感应加热:1831 年法拉第发现电磁感应规律、1868 年福考特提出涡流理论、

1840 年焦耳-楞茨确定了电阻发热的关系式 Q=I

2 Rt,构成感应加热之理论基础. 交变的电流产生交变的磁场,再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果.感应 加热的加热效率高、速度快、可控性好,易于实现高温和局部加热.随着电力电子技术 的不断成熟,感应加热技术得到了迅速发展. 在金属加工上,感应 加热热处理用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺.这 种热处理工艺常用于表面淬火、局部退火或回火,有时也用于整体淬火和回火. 将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生 交变磁场,交变磁场的电磁感应作用 使工件内产生封闭的感应电流,感应电流在 工件截 面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小,工件表层高密度电流的 电能转变为热能,使表层的温度升高,即实现表面加热.电流频率越高,工件表层与内 部的电流密度差则越大,加热层越薄.在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却, 即可实现表面淬火.

2、感应加热的作用及应用 感应加热早期主要用于有色金属熔炼和热处理工艺,其加热效率高、速度快、可控 性好及易于实现自动化等优点,广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等工业生产 过程中,成为冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻和船舶、飞机、汽车制造业等不可 缺少的技术手段.如表

1 所列. 感应加热的广泛应用, 究其原因, 主要是它本身相对于别的加热方式所具有的一些 独特性. 1)加热速度快,可节能.感应加热是从金属内部,透入深度层开始加热,大大节 省了热传导时间.其它加热是从外到内,导热时间长.据实验,加热同一坯料到一定温 度,感应加热只需火焰炉加热时间的 1/10. 2)加热温度高,是非接触式的电磁感应加热. 3)可进行局部加热,容易控制加热部位.被加热产品质量稳定,加热工件的质量 再现性与重复性好,各种参数容易控制. 4)控制温度的精度高,可保证温差在±0.5%~1%范围内. 5) 感应加热的热效率高, 一般可达 50%-70%,而 火焰炉的热效率一般只有 30%左右. 6)容易实现自动化控制. 普传科技变频技术应用系列―中频电源 版权所有 请勿转载 第3页共10 页 企划部编制 7)作业环境好,环保,几乎无热、噪声、粉尘等污染.作业占地少,生产效率高. 8)能加热形状复杂的工件,加热或熔炼都能间歇工作. 9)熔炼中溶液有电磁搅拌作用.可以均匀地调整金属液成分,溶液温度均匀,不 会出现局部高温.金属烧损少,这一点,对熔炼稀有金属更为重要.