串聯(lián)諧振感應加熱系統(tǒng)

1、串聯(lián)諧振感應加熱系統(tǒng)華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產 串聯(lián)諧振的廠家，本公司生產的串聯(lián)諧振設備在 行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振”高壓設備供應商而努力。感應加熱的頻率用于感應加熱電源的頻率可以從 50Hz到幾MHz。選擇頻率首先要考慮的是 加熱效率和溫度分布。其次是熔煉、透熱和淬火等不同加熱工藝對電源頻率的特 殊要求。如透熱、熔煉等加熱工藝要求加熱時溫度均勻，而淬火則不要求溫度均 勻只需要滿足淬硬層厚度。對于熔煉還需要考慮攪拌力的作用和功率密度。再者, 頻率高功率大的電源設備一般都比頻率低比功率小的價格高。因此，選擇電源頻率最終需要考慮其綜合經濟技術指標。電磁感應的三個效應電磁感應在導

2、體上產生的交流電流的分布是不均勻的，主要受到三個效應即集膚效應、臨近效應和圓環(huán)效應的影響。(1)集膚效應、透入深度及有效加熱層導線通過直流時，能保證導線中的電流密度是均勻的。 但只要電流變化率很小， 電流分布仍可認為是均勻的。對于工作于低頻的細導線，這一論述仍然是可確信 的。但在高頻電路中，電流變化率非常大，不均勻分布的狀態(tài)較為嚴重。最大電 流密度出現(xiàn)在導體的表面層。這種電流集聚于導線表面的現(xiàn)象叫做集膚效應。 集 膚效應可解釋如下：如圖 2.3(a)所示，當電流通過導體時，在導體的外部和內 部都建立了磁場，磁力線的形狀是以導體的中心為圓心的同心圓，如果流過的電 流是交變的，那么磁場也是交變的，

3、顯然與導體表面部分相交鏈的磁力線， 比與 導體內部(接近中心部分)所交鏈的磁力線要少，于是導體中心部分的自感電勢， 或者說中心部分的電感和阻抗，大于表面部分的電感和阻抗。電流總是沿阻抗最 小的路徑流動，所以電流會集聚在導體的表面層。i HI。卜3Anni 的打(bl-圖2.3電流透人深度示意圖電流頻率越高，自感電動勢的作用越強，集膚效應也越顯著。以上分析的是導體中通入交變電流時電流在導體中產生的集膚現(xiàn)象。另一種情形是導體放在交變電磁場中，也就是感應 加熱工件的情形，工件中的渦流也是交變電流，它沿截面的分布也是集聚在工件表面一層。在工業(yè)應用方面，對金屬進行表面淬火就是利用集膚效應。(2)鄰近效應

4、相鄰兩個導體分別通入交流電流時，兩個導體會產生磁場，導體除了受自身產生的磁場影響外，還受另一個導體產生的磁場的影響， 在這種相互影響下導體內 的電流會重新分布。當兩導體內電流的方向相反時導體內側電流密度比較大；當兩導體內電流的方向相同時，導體外側電流密度比較大(如圖 2.5所示)。這種現(xiàn)象稱為鄰近效應。/也伸有我邠拉層時頻專的Xi系曲線凰2.5鄰道效應鄰近效應原理可解釋如下：如果兩個平行的導體中流過電流的方向相反時(圖(a),兩導體中電流所建立的磁場在兩導體之間的方向相同的，因此兩導體中間的總的磁場強度增大，而在兩導體外側的磁場強度減弱。 兩導體之間的磁感線 不僅通過空氣，而且也穿過導體內部。

5、顯然導體的外側較內側要交鏈更多的磁通， 因此導體外側的阻抗值比內側大。 因此導體外側較內側電流密度要小。 導體間的 距離越近，鄰近效應越顯著。(3)圓環(huán)效應如果在圓環(huán)形螺管線圈通過交流電流時，線圈導體的內側電流密度會比較大(如圖2.6),這種現(xiàn)象叫做圓環(huán)效應。導體的徑向厚度與圓環(huán)直徑之比越大， 這種效應就越顯著。通常磁力線在圓環(huán)內集中，在園環(huán)外分散，因此導體的外側 較內側交鏈較多的磁通，這樣導體外側的電感和阻抗較內側為大，電流向內側集聚。感應電爐即是對這幾種效應的綜合利用。 在感應器中置以爐料(見圖2.7(a), 在感應器兩端施加交流電壓，即產生交變磁場。此時感應器本身表現(xiàn)為圓環(huán)效應，感應器與

6、爐料間即為鄰近效應，而爐料本身表現(xiàn)為集膚效應。感應器和爐料中的 電流密度（6）分布如圖2.7（b）所示。m 2.6珞牌導體中的電流分出2 7國應加偉魁以爐葉中的電施密度分加1蚪應網：2 護H中頻電源主電路結構電力半導體感應加熱電源的出現(xiàn)， 使感應加熱電源無論從外觀還是內在電路結構都更加簡單。電力半導體感應加熱電源電路結構與它的工作頻率和功率大小無關，一般是由整流電路、濾波電路、逆變電路及其控制電路和保護電路等組成（見圖2.8）。工作時，三相工頻交流電經整流電路整流，再經過濾波電路濾波后，變?yōu)檩^平滑的直流傳送給逆變器。逆變器部分采用電力半導體作為開關器件，再將直流電轉換成負載所需頻率的交流電供給負載。惜流器濾波器逆&冊負較掇流控制電路保護電路jy逆變控制電路圖2.S 中U電源笈統(tǒng)忤陽按采用的濾波器不同，中頻電源可分為電流型和電壓型。電流型采用直流平波 電抗器濾波，可獲得較平直的直流電流，負載電流為矩形波，負載電壓近似正弦 波；電壓型采用電容器濾波，可獲得較平直的直流電壓，負載兩端