【電磁加熱器】電磁加熱器原理 電磁加熱器的特點

電磁加熱器

電磁加熱器是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的裝置。電磁控制器將220V/380V,50/60Hz的交流電經(jīng)整流電路整流變成直流電，再經(jīng)過控制電路將直流電轉(zhuǎn)換成不同頻率的電壓，電流流過線圈會產(chǎn)生變化的交變磁場，當(dāng)磁場內(nèi)的交變磁力線通過導(dǎo)磁性金屬（鐵、鈷、鎳）材料時會在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使金屬材料本身自行高速發(fā)熱，從而達(dá)到加熱金屬材料的目的。

電磁加熱器原理

電磁加熱是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的能量轉(zhuǎn)換過程，由整流電路將50/60Hz的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，再經(jīng)過功率控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20～40kHz的高頻電壓，當(dāng)高速變化的交流電流通過線圈時，線圈會產(chǎn)生高速變化的磁場，磁場內(nèi)的交變磁力線通過金屬管道時（導(dǎo)磁、導(dǎo)電材料），管壁體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使輸油管道的管壁本身自行發(fā)熱與原油進(jìn)行熱交換，達(dá)到加熱原油的目的。

變頻器是高頻電磁加熱器的核心部件，是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。目前使用的變頻器主要采用交流—直流—交流方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

電磁加熱器的特點

電磁感應(yīng)加熱主要分4種頻率的感應(yīng)加熱：低頻、中頻、超音頻、高頻。

其中低頻加熱有幾個顯著地特性：熱量透到工件里面的深度比較深、工件沿徑向這方向上溫度的差值比較小，因此，在低頻加熱的條件下，工件的熱變形不明顯，熱應(yīng)力值小，比較適合容量相對大的爐進(jìn)行保溫和熔煉，也符合大工件的整體透熱。現(xiàn)在，大多數(shù)傳統(tǒng)的工頻感應(yīng)爐是采用低頻感應(yīng)加熱原理制成。目前在國外，采用工頻感應(yīng)加熱制作的器件，功率可以達(dá)到好幾百瓦，而且在國外，大量鋼水的溫度保護(hù)和好幾十噸工件的透熱大多采用工頻感應(yīng)加熱裝置。市場上目前也有其他一些低頻感應(yīng)加熱電源，它們是有固態(tài)器件組成，但是，在價格、可靠性和功率等方面還是無法跟工頻感應(yīng)爐相競爭。

中頻指頻率在150Hz到10KHz之間，在這頻率之間，有傳統(tǒng)的電磁倍頻器和中頻發(fā)電機，但是這兩種裝置已經(jīng)被另一種中頻感應(yīng)加熱裝置—晶閘管感應(yīng)加熱裝置所取代，而且在外國，此裝置容量已達(dá)數(shù)十兆瓦，比如美國日內(nèi)瓦鋼鐵公司研制出 42MW 感應(yīng)電爐。

超音頻指頻率在10KHz到100KHz，在這頻率之內(nèi)，早些年前的機器基本上不存在，超音頻的感應(yīng)加熱裝置是在半導(dǎo)體元器件晶閘管出現(xiàn)以后才慢慢的得以發(fā)展起來，在剛開始的時候，技術(shù)人員做的超音頻電源是采用可控硅以倍頻電路和時間分割電路組成。到了上個世紀(jì)八十年代，隨著科技的快速發(fā)展，市場上出現(xiàn)了一些新型的半導(dǎo)體功率器件(IGBT、GTO)，以這些元件為器件組成的超音頻感應(yīng)加熱電熱漸漸占據(jù)了市場。由于不同元件的特性不同，其中IGBT 組成的超音頻感應(yīng)加熱電源最被市場所接受，這是因為 IGBT 使用起來更加方便。

高頻指頻率在100KHz 以上，在這頻率以上，國外目前正處于過渡階段。日本目前所研制出來的電子管高頻振蕩器功率為幾千瓦到幾千千瓦，頻率范圍為100KHz到500KHz，而另一種高頻感應(yīng)電源，是采用SIT研發(fā)出來，具有更高的功率和頻率，其功率可以達(dá)到 400 千瓦，頻率達(dá)到 400KHz，而且在1987年，功率達(dá)到1200千瓦，頻率為200KHz的此電源也開始研發(fā)了。正在此時，歐洲，美洲等各國國家也在研發(fā)以晶體管為主的高頻感應(yīng)加熱電源，例如西班牙采用MOSFET 的電流型感應(yīng)加熱電源的制造水平可達(dá)600KW/200KHz，德國的電子管高頻電源水平約為110KW，而其在1989年研制的電流型MOSFET感應(yīng)加熱電源的容量已達(dá)480KW/50-200KHz。