【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原理將電能轉換為熱能的裝置。電磁控制器將220V/380V,50/60Hz的交流電經整流電路整流變成直流電，再經過控制電路將直流電轉換成不同頻率的電壓，電流流過線圈會產生變化的交變磁場，當磁場內的交變磁力線通過導磁性金屬（鐵、鈷、鎳）材料時會在金屬體內產生無數的小渦流，使金屬材料本身自行高速發(fā)熱，從而達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原理將電能轉換為熱能的能量轉換過程，由整流電路將50/60Hz的交流電壓轉變成直流電壓，再經過功率控制電路將直流電壓轉換成頻率為20～40kHz的高頻電壓，當高速變化的交流電流通過線圈時，線圈會產生高速變化的磁場，磁場內的交變磁力線通過金屬管道時（導磁、導電材料），管壁體內產生無數的小渦流，使輸油管道的管壁本身自行發(fā)熱與原油進行熱交換，達到加熱原油的目的。

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換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、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

電磁感應加熱主要分4種頻率的感應加熱：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，熱應力值小，比較適合容量相對大的爐進行保溫和熔煉，也符合大工件的整體透熱。現在，大多數傳統(tǒng)的工頻感應爐是采用低頻感應加熱原理制成。目前在國外，采用工頻感應加熱制作的器件，功率可以達到好幾百瓦，而且在國外，大量鋼水的溫度保護和好幾十噸工件的透熱大多采用工頻感應加熱裝置。市場上目前也有其他一些低頻感應加熱電源，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被另一種中頻感應加熱裝置—晶閘管感應加熱裝置所取代，而且在外國，此裝置容量已達數十兆瓦，比如美國日內瓦鋼鐵公司研制出 42MW 感應電爐。

超音頻指頻率在10KHz到100KHz，在這頻率之內，早些年前的機器基本上不存在，超音頻的感應加熱裝置是在半導體元器件晶閘管出現以后才慢慢的得以發(fā)展起來，在剛開始的時候，技術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。到了上個世紀八十年代，隨著科技的快速發(fā)展，市場上出現了一些新型的半導體功率器件(IGBT、GTO)，以這些元件為器件組成的超音頻感應加熱電熱漸漸占據了市場。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，其功率可以達到 400 千瓦，頻率達到 400KHz，而且在1987年，功率達到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加熱電源，例如西班牙采用MOSFET 的電流型感應加熱電源的制造水平可達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感應加熱電源的容量已達480KW/50-200KHz。