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1、高頻感應加熱的原理及設備一、高頻感應加熱的原理感應加熱是利用導體在高頻磁場作用下產生的感應電流（渦流損耗）以及導體內磁場的作用（磁滯損耗）引起導體自身發(fā)熱而進行加熱的?！井斀饘賹w處在一個高頻交變電場中，根據法拉第電磁感應定律，將在金屬導體內產生感應電動勢，由于導體的電阻很小，從而產生強大的感應電流。由焦耳—楞次定律可知，交變磁場將使導體中電流趨向導體表面流通，引起集膚效應，舜間電流的密度與頻率成正比，頻率越高，感應電流密度集中于導體的表面，即集膚效應就越嚴重，有效的導電面積減少，電阻增大，從而使導體迅速升溫】【高頻感應加熱的原理：導
2、體有電流通過時，在其周圍就同時產生磁場，高頻電流流向被繞制成環(huán)狀或其它形狀的電感線圈（通常是用紫銅管制作）。由此在線圈內產生極性瞬間變化的強磁束，將被加熱的金屬物質放置在感應線圈內，磁束就會貫通整個被加熱物質，在被加熱物質內部與加熱電流相反的方向產生很大的渦流，由于被加熱金屬物質的電阻產生焦耳熱，使金屬物質自身的溫度迅速上升，從而完成對金屬工件的加熱】二、感應加熱系統(tǒng)的構成感應加熱系統(tǒng)由高頻電源(高頻發(fā)生器)、導線、變壓器、感應器組成。其工作步驟是①由高頻電源把普通電源（220v/50hz）變成高壓高頻低電流輸出，（其頻率的高低根據加
3、熱對象而定，就其包材而言，一般頻率應在480kHZ左右。）②通過變壓器把高壓、高頻低電流變成低壓高頻大電流。③感應器通過低壓高頻大電流后在感應器周圍形成較強的高頻磁場。一般電流越大，磁場強度越高。全晶體管高頻感應加熱設備1、高頻感應加熱設備現狀高頻感應加熱設備在我省已得到廣泛應用，設各頻率范圍在200-450kHz,高頻功率最大可達400kW。我省的高頻感應加熱設備主要應用于金屬熱處理、’淬火、透熱、熔煉、釬焊、直縫鋼管焊接、電真空器件去氣加熱、半導體材料煉制、塑料熱合、烘烤和提純等。現在我省使用的高頻感應加熱設備都是以大功率真空管（
4、發(fā)射電子管）為核心構成單級自激振蕩器，把高壓直流電能量轉換成高頻交流電能量，它們的電子管板極轉換效率一般在75環(huán)左右，設備的整機總效率一般在50絨以下，水和電能的消耗非常大。自70年代中期后，對高頻設備也進行了一系列改進，如:5(1)用節(jié)能型牡鎢煙絲電子管代替老式純鎢燈絲系列電子管，如FV-911代替FV-433}FV-431,FV-89F管等;(2)采用高壓硅堆整流代替充汞閘流管整流;(3)采用大功率雙向可控硅結合微機調壓代替原閘流管調壓;(4)根據各自工藝條件重新更改振蕩回路，選擇合理的振蕩頻率。這樣，經過一系列改造后，使我省的頻
5、設備整機總電效率有一定的提高，在節(jié)能方面有一定的效果，但由于振蕩電子管這個耗電最大的器件未改掉，所以在節(jié)能方面，并不是特別顯著。2、全晶體蒼高頻感應加熱設備電子技術的發(fā)展，可謂日新月異。80年代初，日本首先改進半導體生產工藝，開發(fā)生產出場控電力電子器件—大功率靜電感應晶體管(SIT),并設計制成換流橋式的，把直流電能量轉換成高頻電能量的全晶體管化高頻感應加熱設備，隨后美國、西德等發(fā)達國家也迅速研制，使之很快就商品化了。2.1大功率靜電感應晶體管(SIT)的特點大功率靜電感應晶體管(SIT)是一種大功率電力電子器件，它的符號與三極管相同
6、，作用也相似，但它主要用在大功率換流或導通的控制場合，它具有以下幾個特點:(1)具有“正導通”特性，在正柵壓為"0V”時，SIT處于導通狀態(tài)，而在加上負柵壓時，則將處于關斷狀態(tài);(2)開關速度快，可用于高頻段;(3)是高輸入阻抗的電壓控制型器件，所以用較小的驅動功率就能控制較大的功率;(4)SIT元件是高耐壓大電流型器件;(5)電流的負溫度系數不會使電流集中,從而有利于并聯驅動,因此可運用于大功率裝置。目前，靜電感應晶體管(SIT)的單管功耗有1kW和3kW級的電力電子器件，供組裝高頻逆變設備.2.2全晶體管高頻感應加熱設備主電路由靜
7、電感應晶體管SIT組裝的高頻感應加熱設備主回路如附圖所示,主電路由3部份組成:(1)直流電源部份：該部份是把工頻三相交流電轉換為直流電，并控制下面幾部份。該部份主要由三相晶閘管(SCR)可調電路和直流電抗器La與電解電容Ca組成的直流濾波器組成，調整三相晶閘管整流電路的直流輸出電壓，可調節(jié)該設備的輸出功率。輸入電壓為工頻3}p380V，最大直流電壓可達500V以上，輸出直流可以100~100%連續(xù)可調。(2)逆變部份：該部份把直流交換為高頻交流，并控制后面部份，這部份由電壓型單相全橋電路構成，使用1kW或3kW級功耗的SIT作為逆變橋
8、的開關器件，使用同一級功耗的SIT器件組成電路時，設備的功率越大，頻率越高，每一橋臂上并聯的SIT器件愈多;R-C。和D.為5緩沖電路，當SIT開始關斷而產生浪涌電壓，超過這些電路中的直流電壓時，二級管D，導通，而電容器
