中频电炉的相关介绍 [复制链接]

中频电炉的感应加热是一种非接触式加热过程。它使用高频电来加热导电材料。由于是非接触式，加热过程不会污染被加热材料。它也非常有效，因为热量实际上是在工件内部产生的。这可以与其他加热方法形成对比，在其他加热方法中，热量在火焰或加热元件中产生，然后施加到工件上。由于这些原因，感应加热适用于一些独特的工业应用。

中频电炉感应加热是如何工作的？

高频电源用于驱动大交流电通过线圈。这个线圈被称为工作线圈。

电流通过该线圈会在工作线圈内的空间中产生非常强烈且快速变化的磁场。待加热的工件被放置在这个强烈的交变磁场中。

根据工件材料的性质，会发生许多事情......

交变磁场在导电工件中感应出电流。工作线圈和工件的布置可以被认为是一个电力变压器。工作线圈就像馈入电能的初级，而工件就像短路的单匝次级。这会导致巨大的电流流过工件。这些被称为涡流。

除此之外，感应加热应用中使用的高频会产生一种称为集肤效应的现象。这种集肤效应迫使交流电以薄层的形式流向工件表面。集肤效应增加了金属对大电流通过的有效电阻。因此，它大大增加了工件中感应电流引起的加热效果。

（虽然涡流发热在这个应用中是可取的，但值得注意的是变压器制造商竭尽全力避免在他们的变压器中出现这种现象。层压变压器铁芯、粉末铁芯和铁氧体都用于防止涡流从变压器铁芯内部流动。在变压器内部，涡流的通过是非常不受欢迎的，因为它会导致磁芯发热并代表浪费的功率。）

对于黑色金属呢？

对于铁和某些类型的钢等黑色金属，还有一种与上述涡流同时发生的额外加热机制。工作线圈内部强烈的交变磁场反复磁化和消磁铁晶体。磁畴的这种快速翻转会在材料内部引起相当大的摩擦和加热。由于这种机制产生的热量被称为滞后损耗，并且对于BH曲线内具有大面积的材料来说是最大的。这可能是感应加热过程中产生热量的一个重要因素，但只发生在黑色金属材料内部。由于这个原因，黑色金属材料比有色金属材料更容易通过感应加热。

有趣的是，当加热到大约°C以上时，钢会失去其磁性。这个温度被称为居里温度。这意味着在°C以上，由于滞后损耗，材料不会被加热。材料的任何进一步加热必须仅由感应涡流引起。这使得将钢加热到°C以上对感应加热系统来说更具挑战性。事实上，铜和铝都是非磁性和非常好的电导体，这也使得这些材料的热效率成为一个挑战。（我们将看到，对于这些材料，最好的做法是提高频率，以扩大由于集肤效应造成的损耗。）

什么是感应加热？

感应加热可用于我们想要以清洁、高效和可控的方式加热导电材料的任何应用。

最常见的应用之一是密封贴在药瓶和饮料瓶顶部的防盗封条。在制造过程中，将涂有“热熔胶”的箔密封件插入塑料盖中，并拧到每个瓶子的顶部。当瓶子在生产线上的感应加热器下方通过时，这些箔密封件会被快速加热。产生的热量熔化胶水并将箔片密封在瓶子的顶部。取下瓶盖后，箔片会保持气密性，并防止任何篡改或污染瓶子的内容，直到顾客刺穿箔片为止。

另一个常见的应用是“吸气剂点火”，以去除真空管（如电视显像管、真空管和各种气体放电灯）中的污染物。一个称为“吸气剂”的导电材料环被放置在抽空的玻璃容器内。由于感应加热是一种非接触式过程，因此可用于加热已经密封在容器内的吸气剂。感应工作线圈靠近真空管外侧的吸气器，交流电源打开。在感应加热器启动后的几秒钟内，吸气剂就会被加热到白热，其涂层中的化学物质会与真空中的任何气体发生反应。结果是吸气剂吸收了真空管内最后残留的微量气体并提高了真空的纯度。

感应加热的另一个常见应用是半导体制造行业中使用的称为区域净化的过程。这是一种通过熔融材料的移动区域提纯硅的工艺。互联网搜索肯定会找到我知之甚少的有关此过程的更多详细信息。

其他应用包括熔化、焊接和铜焊或金属。电磁炉和电饭煲。弹药、轮齿、锯片和传动轴等的金属淬火也是常见的应用，因为感应过程可以非常迅速地加热金属表面。因此，它可用于表面硬化，以及通过“超越”热传导更深地进入零件或周围区域来硬化金属零件的局部区域。感应加热的非接触特性还意味着它可以用于在分析应用中加热材料，而不会存在污染样品的风险。类似地，金属医疗器械可以通过在它们仍然密封在已知的无菌环境中时将它们加热至高温来灭菌，以杀死细菌。

中频电炉感应加热需要什么？

理论上只有3件事是实施感应加热必不可少的：

高频电源的来源，产生交变磁场的工作线圈，待加热的导电工件，话虽如此，实际的感应加热系统通常要复杂一些。例如，高频源和工作线圈之间通常需要阻抗匹配网络，以确保良好的功率传输。水冷系统在大功率感应加热器中也很常见，用于去除工作线圈、其匹配网络和电力电子设备的废热。最后，通常采用一些控制电子设备来控制加热动作的强度，并对加热周期计时以确保一致的结果。控制电子设备还可以保护系统免受许多不利操作条件的损坏。然而，任何感应加热器的基本操作原理与前面描述的相同。