感應(yīng)加熱技術(shù)目前對(duì)金屬材料加熱效率最高、速度最快，且低耗環(huán)保。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)對(duì)金屬材料的熱加工、熱處理、熱裝配及焊接、熔煉等工藝中。它不但可以對(duì)工件整體加熱，還能對(duì)工件局部的針對(duì)性加熱；可實(shí)現(xiàn)工件的深層透熱，也可只對(duì)其表面、表層集中加熱；不但可對(duì)金屬材料直接加熱，也可對(duì)非金屬材料進(jìn)行間接式加熱。等等。因此，感應(yīng)加熱技術(shù)必將越來(lái)越應(yīng)用廣泛。
基本原理：
將工件放入感應(yīng)器(線圈)內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器中通入一定頻率的交變電流時(shí),周?chē)串a(chǎn)生交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)作用使工件內(nèi)產(chǎn)生封閉的感應(yīng)電流──渦流。感應(yīng)電流在工件截面上的分布很不均勻，工件表層電流密度很高，向內(nèi)逐漸減小, 這種現(xiàn)象稱(chēng)為集膚效應(yīng)。工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使表層的溫度升高，即?shí)現(xiàn)表面加熱。電流頻率越高，工件表層與內(nèi)部的電流密度差則越大，加熱層越薄。在加熱層溫度超過(guò)鋼的臨界點(diǎn)溫度后迅速冷卻，即可實(shí)現(xiàn)表面淬火。
感應(yīng)加熱技術(shù)的近期發(fā)展:
我國(guó)感應(yīng)加熱在工業(yè)上的應(yīng)用，起步于20 世紀(jì)50 年代，在機(jī)床制造、紡織機(jī)制造、汽車(chē)、拖拉機(jī)工業(yè)等部門(mén)應(yīng)用最早，當(dāng)時(shí)的感應(yīng)加熱技術(shù)，絕大部分來(lái)自前蘇聯(lián)，少部分來(lái)自捷克、比利時(shí)等國(guó)家。50 年代末，我國(guó)已自制出電子管式高頻電源與機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)，感應(yīng)熔煉、感應(yīng)透熱、淬火、介質(zhì)加熱等各種設(shè)備與工藝相繼在工業(yè)上得到應(yīng)用。60 年代后，各個(gè)部門(mén)、企業(yè)在自力更生精神鼓舞下，研制出晶閘管中頻電源，改進(jìn)了電子管式高頻電源，并設(shè)計(jì)、制造了各種型式的淬火機(jī)床，其典型結(jié)構(gòu)已匯編入原機(jī)械部第六設(shè)計(jì)院的淬火機(jī)床圖集，共計(jì)55 種。對(duì)外開(kāi)放以來(lái)，通過(guò)出國(guó)考察、進(jìn)口設(shè)備、引進(jìn)技術(shù)等多種渠道，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)代感應(yīng)加熱技術(shù)逐漸進(jìn)入了我國(guó)工業(yè)的各個(gè)部門(mén)，使感應(yīng)加熱這一節(jié)能、高效、自動(dòng)化、高重現(xiàn)性、環(huán)保的技術(shù)更有效地得到利用。
目前，感應(yīng)加熱電源在中頻頻段主要采用晶閘管，超音頻頻段主要采用IGBT，而在高頻頻段，由于SIT存在高導(dǎo)通損耗等缺熱電源通常飛功熱風(fēng)率較大，對(duì)功率器件、無(wú)源器件、電纜、布線、接地和屏蔽等均有許多特殊要求。因此，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱電源高頻地方加熱電源的發(fā)展。
從電路的角度來(lái)考慮感應(yīng)加熱電源的大容量化，可將大容量化技術(shù)分為兩大類(lèi):一類(lèi)是器件的串、并聯(lián);另一類(lèi)是多橋或多臺(tái)電源的串、并聯(lián)。在器件的串、并聯(lián)方式中，必須認(rèn)真處理串聯(lián)器件的均壓?jiǎn)栴}和并聯(lián)器件的均流問(wèn)題，由于器件制造工藝和參數(shù)的離散性，限制了器件的串、并聯(lián)數(shù)目，且串、并聯(lián)數(shù)越多，裝置的可靠性越差。多臺(tái)電源的串、并聯(lián)技術(shù)是在器件串、并聯(lián)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步再容量化的有效手段，借助于可靠的電源串、并聯(lián)技術(shù)，在單機(jī)容量適當(dāng)?shù)那闆r下，可簡(jiǎn)單地通過(guò)串、并聯(lián)運(yùn)行方式得到大容量裝置，每臺(tái)單機(jī)只是裝置的一個(gè)單元。
感應(yīng)加熱電源逆變器主要有并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器，串聯(lián)逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓源，當(dāng)兩電壓源并聯(lián)時(shí)，相互間的幅值、相位和頻率不同或波動(dòng)時(shí)將導(dǎo)致很大的環(huán)流，以至逆變器件的電流產(chǎn)生嚴(yán)重不均，因此，串聯(lián)逆變器存在并機(jī)擴(kuò)容困難；并聯(lián)逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充當(dāng)各并聯(lián)逆變器之間的電流緩沖環(huán)節(jié)，使得輸入端的AG/DG或DG/DG環(huán)節(jié)有足夠的時(shí)間來(lái)糾正直流電流的偏差，達(dá)到多機(jī)并聯(lián)擴(kuò)容，晶體管化超音頻、高頻電流多采用并聯(lián)逆變器結(jié)構(gòu)，并聯(lián)逆變器易于模塊化、大容量化是其中的一個(gè)主要原因。
感應(yīng)加熱電源的負(fù)載對(duì)象各式各樣，而電源逆變器與負(fù)載是一有機(jī)的整體，一般采用匹配變壓器連接電源和負(fù)載感應(yīng)器，高頻、超音頻電源用的匹配變壓器從磁性材料到繞組結(jié)構(gòu)正在得到進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)，同時(shí)，從電路拓?fù)渖峡梢杂萌裏o(wú)源元件代替二無(wú)源元件，以取消變壓器，實(shí)現(xiàn)高效、低成本匹配。

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高頻感應(yīng)加熱設(shè)備應(yīng)用和發(fā)展前景

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