中频加热电源
中频加热电源温度控制
中频加热电源温度控制--为中频电源生产和使用单位提供温度控制改造方案国内很多使用中频感应加热电源的单位，绝大多数都没有温度控制，甚至连温度测量都没有，只能看加热功率进行判断，而加热功率并不能直接反映温度的高低，这就造成了生产工艺的不稳定，影响了生产产品的质量。
究其原因，是通常作为测温部件的热电偶，很难在中频电源里使用。
由此，我们利用了红外测温仪远距离非接触测量温度的特点，有效的防止中频磁场的影响，结合中频电源专用的高速温度控制器，对加热工件进行温度控制。
我们已对国内多家使用单位的中频电源进行了设备改造，取得了满意的效果。
这里涉及的关键是：由于中频电源升降温度都非常快，而且没有保温，热惯性很小，需要红外测温仪的响应时间足够快，一般采用100毫秒甚至更快，由于工件均为金属材料，必须选择波长为1-2微米的红外测温仪才能保证测温准确，而温度控制器也需要快速响应，一般采用具有特殊算法的中频电源专用的温度控制器。
本例中：红外测温仪选用B&S公司的ST-100MT，测温范围400-1200度，波长1微米，响应时间为10毫秒。
温度控制器选用具有特殊算法的中频电源专用控制器。
中频电源功率为60KVA,加热工件直径150毫米的管材。
实现功能为：65秒温度升至880度，保温180秒，20秒降至765度，保温100秒，10秒降至常温。
使用了温度控制，稳定了工艺，提高了产品质量，防止过烧，而且通过自动的调节加热功率，有效的节约了电能。
控制部件参数红外测温仪选用B&S公司的ST-100MT，型号和参数型号ST-100MA(400-1200度）ST-100HA（700-1700度）光学分辨率（90%）100：1光谱响应1μm热参数精度（环温：23±5℃）读数的±1%或±2℃，取大者重复性读数的±0.5%或±1℃，取大者探测器热电堆响应时间10ms温度分辨率0.1K发射率0.10～1.09可调，步长0.01（所有型号）电参数输出4-20mA最大环路阻抗750 Ohm电源12～24VDC±10%，100mA通用参数环境要求IP65, IEC529, NEMA 4工作环境温度范围不带冷却套0～60℃带空气冷却套最高120℃带水冷却套最高175℃带热保护套最高315℃尺寸/重量L:180mm; Φ:42mm/120g温度控制器温度控制器为日本MAC3-Y 中频电源专用控制器带有25条曲线可自由设定升温降温保温的温度和时间。
项目五 中频感应加热电源的原理与检修
②30≤ α ≤150°° 当触发角α ≥30°时，此时的电压和电流波形断续，各个晶闸管的 导通角小于120°，α =60°的波形。
3）基本的物理量计算 ①整流输出电压的平均值计算：
当0°≤ α ≤30°时，此时电流波形连续，通过分析可得到：
载阻抗的影响。 4）当电路出现故障时，电路能自动停止直流功率输出，整流电
路必须有完善的过电压、过电流保护措施。 5）当逆变器运行失败时，能把储存在滤波器的能量通过整流电
路返回工频电网，保护逆变器。
（3）平波电抗器 平波电抗器在电路中起到很重要的作用,归纳为以下几点：
1）续流 保证逆变器可靠工作。 2）平波 使整流电路得到的直流电流比较滑。 3）电气隔离 它连接在整流和逆变电路之间起 到隔离作用。 4）限制电路电流的上升率di/dt值，逆变失败 时，保护晶闸管。
（4）控制电路 中频感应加热装置的控制电路比较复杂，可以包括以下几种：整流触发电路、
逆变触发电路、起动停止控制电路。 1）整流触发电路
整流触发电路主要是保证整流电路正常可靠工作，产生的触发脉冲必 须达到以下要求：
①产生相位互差60º的脉冲，依次触发整流桥的晶闸管。 ②触发脉冲的频率必须与电源电压的频率一致。 ③采用单脉冲时，脉冲的宽度应该大与90º，小于120º。采用双脉冲
3）起动、停止控制电路 起动、停止控制电路主要控制装置的起动、运行、停止。一般由 按纽、继电器、接触器等电器元件组成。
（5）保护电路 中频装置的晶闸管的过载能力较差，系统中必须有比较完善的保 护措施，比较常用的有阻容吸收装置和硒堆抑制电路内部过电压， 电感线圈、快速熔断器等元件限制电流变化率和过电流保护。 必须根据中频装置的特点，设计安装相应的保护电路。
中频感应加热电源的设计
中频感应加热电源的设计
1.电源输出功率和频率：根据加热要求确定电源的输出功率和频率。
输出功率一般由加热负荷大小决定，频率一般选择在1kHz~20kHz之间，
根据不同的加热要求进行调整。
2.电源结构设计：电源的结构设计主要包括整流、逆变、振荡等电路
的设计。
整流电路用于将交流电转换成直流电，逆变电路用于将直流电转
换成交流电，振荡电路用于产生中频振荡信号。
3.电源控制系统设计：电源控制系统主要包括开关控制电路、保护电
路和自动控制电路等。
开关控制电路用于控制电源的开关，保护电路用于
保护电源和负载不受损坏，自动控制电路用于实现加热功率的调节和温度
等参数的监测和控制。
4.效率和功率因数：设计中频感应加热电源时，需要考虑电源的效率
和功率因数，以提高电源的能量利用率和减少对电网的电能需求。
5.冷却系统设计：中频感应加热电源在工作过程中会产生大量的热量，需要通过冷却系统将热量排出，以保证电源的正常工作和寿命。
6.控制方式：中频感应加热电源的控制方式有手动控制和自动控制两种。
手动控制方式需要人工操作电源的开关和参数调节，自动控制方式通
过传感器和控制器实现对加热过程的自动控制。
7.安全性设计：中频感应加热电源设计中需要考虑安全性问题，包括
过载、短路、过流、过热等保护措施的设计，以及对电源和负载的绝缘和
接地等安全措施的实施。
综上所述，中频感应加热电源的设计需要考虑输出功率和频率、电源结构、电源控制系统、效率和功率因数、冷却系统、控制方式、安全性等方面的因素。
通过合理的设计和选择，可以提高电源的性能和工作效率，满足不同加热需求的要求。
中频感应加热电源工作原理
中频感应加热电源工作原理
中频感应
当通过导体环路所包围的磁通量发生变化时，环路中就会产生感应电势，同样，处于交变磁场中的导体，受电磁感应的作用也产生感应电势，在导体中形成感应电流（涡流），感应电流克服导体本身的电阻而产生焦耳热，用这一热量加热导体本身，使其升温、熔化，达到各种热加工的目的，这就是中频感应加热的原理。
中频感应加热优点
加热速度快
氧化脱炭少由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，加热效率高，工艺重复性好。
加热均匀。
中频感应加热电源 原理
中频感应加热电源原理中频感应加热电源是一种常用的加热设备，它利用中频电流的感应作用将电能转化为热能。
该电源的工作原理主要包括电源单元、谐振电路、功率变换单元和控制单元等几个关键部分。
电源单元是提供电能的装置，通常由三相交流电源和整流电路组成。
交流电源通过整流电路将交流电转化为直流电，然后进一步进行滤波，以保证电源稳定。
谐振电路是中频感应加热电源的核心部分，它由电容器和电感器组成。
谐振电路的作用是将直流电转化为中频交流电，并将其输出到功率变换单元。
功率变换单元主要由功率开关管和输出变压器组成，其作用是将中频交流电通过功率开关管的控制进行变换，使其达到所需的电压和电流。
功率开关管可以根据负载的变化来调整输出功率，从而实现对加热过程的控制。
输出变压器则是将电源提供的中频交流电转化为适用于加热设备的高电压和高电流。
控制单元是中频感应加热电源的智能化部分，它通过传感器实时监测加热过程中的温度、电流和电压等参数，并根据设定的加热要求进行调节。
控制单元可以实现加热功率的精确控制和加热时间的设定，从而提高加热效率和产品质量。
中频感应加热电源具有许多优点。
首先，它具有高效率和节能的特点。
由于中频电流只在工件表面产生感应加热效应，因此加热效率较高，可以减少能量的浪费。
其次，中频感应加热电源具有快速加热和均匀加热的特点。
由于电磁感应的作用，加热速度快且加热均匀，可以提高生产效率和产品质量。
此外，中频感应加热电源还具有操作简便、自动化程度高等特点，可以提高工作环境的安全性和操作的便利性。
中频感应加热电源广泛应用于金属加热、焊接和热处理等领域。
在金属加热方面，中频感应加热电源可以用于钢铁、铜、铝等金属材料的加热和熔炼。
在焊接方面，中频感应加热电源可以实现金属材料的局部加热，从而实现高效的焊接。
在热处理方面，中频感应加热电源可以用于金属材料的淬火、回火和退火等工艺，以改善材料的性能和延长使用寿命。
中频感应加热电源是一种高效、节能的加热设备，其工作原理简单明了。
中频加热的原理
中频加热的原理中频加热是一种常用的加热方法，适用于金属材料的加热、熔化和处理。
它具有高效、快速、节能等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍中频加热的原理及其在工业中的应用。
一、中频加热是利用电磁感应原理进行材料加热的一种方法。
在中频加热系统中，主要包括电源、匹配网络、感应线圈和物料。
其工作原理可以概括如下：1. 电源与匹配网络：中频电源通过变频器将市电的高频交流电转换成中频交流电。
匹配网络将电源输出与感应线圈的阻抗进行匹配，使能量能够有效地传输到感应线圈中。
2. 感应线圈：感应线圈是中频加热系统中的核心部件。
它由多层绝缘电缆制成，通电后产生具有一定频率和幅值的交变磁场。
当物料进入感应线圈范围内时，会受到交变磁场的感应作用，从而产生涡流或电阻加热。
3. 物料：物料是中频加热的加热对象。
在感应线圈中，通电时会形成涡流或电阻加热效应，将电磁能量转化为物料内部的热能，使物料快速升温。
二、中频加热的优点中频加热相对于传统的加热方式，具有以下优点：1. 高效快速：中频加热的加热速度远快于其他传统加热方式，可以快速达到所需温度，提高生产效率。
2. 节能环保：中频加热只对加热对象进行加热，没有传导和辐射热损耗，能量利用率高。
同时，由于加热过程无烟尘、无废气产生，环保性好。
3. 加热均匀：中频加热通过调节电磁感应参数，可以实现对物料的均匀加热，减少温度差异，提高产品质量。
4. 控温精准：中频加热系统配备了温度感应器和温控系统，能够实时监测和控制加热温度，保证加热的精准度。
三、中频加热的应用中频加热具有广泛的应用领域，下面列举其中几个主要的应用：1. 金属热处理：中频加热常被用于金属的热处理，如淬火、回火、退火等。
通过调整加热参数，可以改变金属材料的组织结构和性能。
2. 金属熔炼：中频加热也可以用于金属的熔炼，如钢铁、铝合金等。
通过中频加热可以快速将金属材料熔化，并控制熔融温度，实现高效的金属加工。
3. 电子元器件焊接：中频加热广泛应用于电子元器件的焊接工艺中。
功率可调中频感应加热电源控制系统的设计
功率可调中频感应加热电源控制系统的设计中频感应加热电源是一种高效、节能和安全可靠的加热设备，被广泛应用于金属加热、淬火、硬化、熔炼等领域中。
其中，功率可调中频感应加热电源是一类集节能、可靠性、自动控制于一体的中频感应加热设备，可以根据不同需要实现功率的调整和控制。
本文提出一种基于单片机控制的功率可调中频感应加热电源控制系统的设计方案。
该方案主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计：1.电源电路设计：整个系统采用三相交流电源。
电源电路包括整流、滤波、逆变和输出控制等功能，通过滤波电容的设计，保证电源输出的稳定性和滤波效果。
2.中频谐振电路设计：中频感应加热电源需要产生一定频率的中频信号，用来激励感应加热线圈。
中频谐振电路可以采用LC谐振电路或者串/并联谐振电路，根据实际需要选择。
3.功率控制模块设计：采用功率芯片进行功率输出控制。
根据用户需求，可采用PID控制算法或者其他控制算法对输出功率进行控制。
4.保护电路设计：系统应包括短路保护、过流保护、过压保护等保护电路，以保证系统的稳定性和安全性。
软件设计：1.中频信号控制程序设计：根据实际需要，设计中频信号的输出和控制程序，通过控制中频信号的频率和幅值，实现功率的调整和控制。
2.功率控制算法设计：根据系统的实际需要，选择合适的功率控制算法，例如PID控制算法，通过调整算法参数，实现功率输出的控制。
3.保护程序设计：针对各种保护电路，编写保护程序，实时检测各项保护电路的工作状态，保证系统的安全稳定运行。
在实际工程应用中，中频感应加热电源控制系统设计还需要结合各种实际工况和用户需求，进行相应的优化和调整，以实现最优化的功率调节和控制效果。
中频感应加热电源常见故障与维修
中频感应加热电源常见故障与维修中频电源广范应用于熔炼透热淬火焊接等领域不同的应用领域对中频电源有不同的要求因此中频电源的控制电路和主电路有不同的结构形式只有在熟练掌握这些电路的基本工作原理和功率器件的基本特性的基础上才能快速准确地分析判断故障原因采取有效的措施排除故障在此仅对典型电路和常见故障进行探讨1 开机设备不能正常起动1.1故障现象起动时直流电流大直流电压和中频电压低设备声音沉闷过流保护分析处理逆变桥有一桥臂的晶闸管可能短路或开路造成逆变桥三臂桥运行用示波器分别观察逆变桥的四个桥臂上的晶闸管管压降波形若有一桥臂上的晶闸管的管压降波形为一线该晶闸管已穿通若为正弦波该晶闸管未导通更换已穿晶闸管查找晶闸管未导通的原因1.2故障现象起动时直流电流大直流电压低中频电压不能正常建立分析处理补偿电容短路断开电容用万用表查找短路电容更换短路电容1.3故障现象重载冷炉起动时各电参数和声音都正常但功率升不上去过流保护分析处理1逆变换流角太小用示波器观看逆变晶闸管的换流角把换流角调到合适值2炉体绝缘阻值低或短路用兆欧表检测炉体阻值排除炉体的短路点3炉料钢铁相对感应圈阻值低用兆欧表检测炉料相对感应圈的阻值若阻值低重新筑炉1.4故障现象零电压它激无专用信号源起动电路不好起动分析处理1电流负反馈量调整得不合适2与电流互感器串联的反并二极管是否击穿3信号线是否过长过细4信号合成相位是否接错5中频变压器和隔离变压器是否损坏特别要注意变压器匝间短路重新调整电流负反馈量更换已损坏的部件1.5故障现象零电压它激扫频起动电路不好起动分析处理1扫频起始频率选择不合适重新选择起始频率2扫频电路有故障用示波器观察扫频电路的波形和频率排除扫频电路故障1.6故障现象起动时各电参数和声音都正常升功率时电流突然没有电压到额定值过压过流保护分析处理负载开路检查负载铜排接头和水冷电缆2. 设备能起动但工作状态不对2.1 故障现象设备空载能起动但直流电压达不到额定值直流平波电抗器有冲击声并伴随抖动分析处理关掉逆变控制电源在整流桥输出端上接上假负载用示波器观察整流桥的输出波形可看到整流桥输出缺相波形缺相的原因可能是1整流触发脉冲丢失2触发脉冲的幅值不够宽度太窄导致触发功率不够造成晶闸管时通时不通3双脉冲触发电路的脉冲时序不对或补脉冲丢失4晶闸管的控制极开路短路或接触不良2.2 故障现象设备能正常顺利起动当功率升到某一值时过压或过流保护 分析处理分两步查找故障原因1先将设备空载运行观察电压能否升到额定值若电压不能升到额定值并且多次在电压某一值附近过流保护这可能是补偿电容或晶闸管的耐压不够造成的但也不排除是电路某部分打火造成的2若电压能升到额定值可将设备转入重载运行观察电流值是否能达到额定值若电流不能升到额定值并且多次在电流某一值附近过流保护这可能是大电流干扰要特别注意中频大电流的电磁场对控制部分和信号线的干扰3. 设备正常运行时易出现的故障3.1 故障现象设备运行正常但在正常过流保护动作时烧毁多支KP 晶闸管和快熔分析处理过流保护时为了向电网释放平波电抗器的能量整流桥由整流状态转 到逆变状态这时如果а1500就有可能造成有源逆变颠覆烧毁多支晶闸管和快熔,开关跳闸并伴随有巨大的电流短路爆炸声对变压器产生较大的电流和电磁力冲击严重时会损坏变压器3.2 故障现象设备运行正常但在高电压区内某点附近设备工作不稳定直流电压表晃动设备伴随有吱吱的声音这种情况极容易造成逆变桥颠覆烧毁晶闸管分析处理这种故障较难排除多发生于设备的某部件高压打火1连接铜排接头螺丝松动造成打火2断路器主接头氧化导致打火3补偿电容接线桩螺丝松动引起打火补偿电容内部放电阻容吸收电容打火(4)水冷散热器绝缘部分太脏或炭化对地打火(5)炉体感应线圈对炉壳炉底板打火炉体感应线圈匝间距太近匝间打火或起弧固定炉体感应线圈的绝缘柱因高温炭化放电打火6晶闸管内部打火3.3故障现象设备运行正常但不时地可听到尖锐的嘀—嘀声同时直流电压表有轻微地摆动分析处理用示波器观察逆变桥直流两端的电压波形可看到逆变周期性短暂一个周波失败或不定周期短暂失败并联谐振逆变电路短暂失败可自恢复周期性短暂失败一般是逆变控制部分受到整流脉冲地干扰非周期性短暂失败一般是由中频变压器匝间绝缘不良产生3.4故障现象设备正常运行一段时间后设备出现异常声音电表读数晃动设备工作不稳定分析处理设备工作一段时间后出现异常声工作不稳定主要是设备的电气元器件的热特性不好可把设备的电气部分分为弱电和强电两部分分别检测先检测控制部分可预防损坏主电路功率器件在不合主电源开关的情况下只接通控制部分的电源待控制部分工作一段时间后用示波器检测控制板的触发脉冲看触发脉冲是否正常在确认控制部分没有问题的前提下把设备开起来待不正常现象出现后用示波器观察每支晶闸管的管压降波形找出热特性不好的晶闸管若晶闸管的管压降波形都正常这时就要注意其它电气部件是否有问题要特别注意断路器电容器电抗器铜排接点和主变压器3.5故障现象设备工作正常但功率上不去分析处理设备工作正常只能说明设备各部件完好功率上不去说明设备各参数调整不合适影响设备功率上不去的主要原因有1整流部分没调好整流管未完全导通直流电压没达到额定值影响功率输出2中频电压值调得过高过低影响功率输出3截流截压值调节得不当使得功率输出低4炉体与电源不配套严重影响功率输出5补偿电容器配置得过多或过少都得不到电效率和热效率最佳的功率输出即得不到最佳的经济功率输出6中频输出回路的分布电感和谐振回路的附加电感过大也影响最大功率输出3.6故障现象设备运行正常但在某功率段升降功率时设备出现异常声音抖动电气仪表指示摆动分析处理这种故障一般发生在功率给定电位器上功率给定电位器某段不平滑跳动造成设备工作不稳定严重时造成逆变颠覆烧毁晶闸管故障现象设备运行正常但旁路电抗器发热烧毁分析处理造成旁路电抗器发热烧毁的主要原因有1旁路电抗器自身质量不好2逆变电路存在不对称运行造成逆变电路不对称运行的主要原因来源于信号回路3.8故障现象设备运行正常经常击穿补偿电容分析处理故障原因1中频电压和工作频率过高2电容配置不够3在电容升压电路中串联电容与并联电容的容量相差太大造成电压不均击穿电容4冷却不好击穿电容3.9故障现象设备运行正常但频繁过流分析处理设备运行时各电参数波形声音都正常就是频繁过流当出现这样的故障时要注意是否是由于布线不当产生电磁干扰和线间寄生参数耦合干扰如强电线与弱电线布在一起工频线与中频线布在一起信号线与强电线中频线汇流排交织在一起等4. 直流平波电抗器故障现象设备工作不稳定电参数波动设备有异常声音频繁出现过流保护和烧毁快速晶闸管分析处理在中频电源维修中直流平波电抗器故障属较难判断和处理的故障直流平波电抗器易出现的故障有1用户随意调整电抗器的气隙和线圈匝数,改变了电抗器的电感量影响了电抗器的滤波功能使输出的直流电流出现断续现象导致逆变桥工作不稳定逆变失败烧毁逆变晶闸管随便调小电抗器的气隙和减少线圈匝数在逆变桥直通短路时会降低电抗器阻挡电流上升的能力烧毁晶闸管随意改变电抗器的电感量还会影响设备的起动性能2电抗器线圈松动电抗器的线圈若有松动在设备工作时电磁力使线圈抖动线圈抖动时电感量突变在轻载起动和小电流运行时易造成逆变失败3电抗器线圈绝缘不好对地短路或匝间短路打火放电造成电抗器的电感量突跳和强电磁干扰使设备工作不稳定产生异常声音频繁过流烧毁晶闸管造成线圈绝缘层绝缘不好短路的原因有 a. 冷却不好温度过高导致绝缘层绝缘变差打火炭化 b. 电抗器线圈松动线圈绝缘层与线圈绝缘层之间线圈绝缘层与铁心之间相对运动摩擦造成绝缘层损坏 c. 在处理电抗器线圈水垢时把酸液渗透到线圈内酸液腐蚀铜管并生成铜盐破坏绝缘层5. 晶闸管故障现象更换晶闸管后一开机就烧毁晶闸管分析处理设备出故障烧毁晶闸管在更换新晶闸管后不要马上开机首先应对设备进行系统检查排除故障在确认设备无故障的情况下再开机否则就会出现一开机就烧毁晶闸管的现象在压装新晶闸管时一定要注意压力均衡否则就会造成晶闸管内部芯片机械损伤导致晶闸管的耐压值大幅下降出现一开机就烧毁晶闸管的现象5.2故障现象更换新晶闸管后开机正常但工作一段时间又烧毁晶闸管分析处理发生此类故障的原因有1控制部分的电气元器件热特性不好2晶闸管与散热器安装错位3散热器经多次使用或压装过小台面晶闸管造成散热器台面中心下凹导致散热器台面与晶闸管台面接触不良而烧毁晶闸管4散热器水腔内水垢太厚导热不好造成元件过热烧掉5快速晶闸管因散热不好温度升高同时晶闸管的关断时间随着温度地升高而增大最终导致元件不能关断造成逆变颠覆烧掉晶闸管6晶闸管工作温度过高门极参数降低抗干扰能力下降易产生误触发损坏晶闸管和设备7检查阻容吸收电路是否完好5.3故障现象更换新晶闸管后设备仍不能正常工作烧晶闸管分析处理设备出现故障后烧掉晶闸管换上新晶闸管后经静态检测设备一切正常但仍不能正常稳定工作易烧晶闸管这时要特别注意脉冲变压器电源变压器中频变压器中频隔离变压器是否出现初级线圈与次级线圈之间线圈与铁心之间匝与匝之间是否绝缘不好6. 结束语中频电源的故障现象是多种多样千奇百怪的对具体故障要做具体分析随着中频电源技术的发展和功率的增大中频电源维修人员必须要具备相当的电路理论基础知识和丰富的实践经验最后我们一定要切记在更换晶闸管后一定要仔细检测设备即使在故障排除后也要对设备进行系统检查。
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PI7800MF 系列中频感应加热电源大连普传科技股份有限公司深圳市普传科技有限公司企划部/工程部第一部分感应加热与变频电源普传科技变频技术应用系列—中频电源一、基本原理1、集肤效应及感应加热1.1集肤效应：当交流电流通过导线时,在导线周围产生交变的磁场，处在交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，称做涡流。
在直流电路内，均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的，而当交流电通过导线时，由于交变磁场的作用，在导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应)。
交流电的频率越高，则集肤深度越深，同时其交流阻抗也变大，因此在相同数值的电流作用下，负载所获得的能量也越高，而电流及线路损耗相应地也会变小，从而提高了加热效率，同时还可起到节约电能的目的。
变频加热电源正是基于这一原理，利用变频技术，可将运行频率提高到工频的数倍，加热效果会明显提高。
1.2感应加热：1831 年法拉第发现电磁感应规律、1868 年福考特提出涡流理论、1840 年焦耳-楞茨确定了电阻发热的关系式Q=I2Rt，构成感应加热之理论基础。
交变的电流产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。
感应加热的加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热。
随着电力电子技术的不断成熟，感应加热技术得到了迅速发展。
在金属加工上，感应加热热处理用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。
这种热处理工艺常用于表面淬火、局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火。
将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场，交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流，感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小,工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。
电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。
在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。
2、感应加热的作用及应用感应加热早期主要用于有色金属熔炼和热处理工艺，其加热效率高、速度快、可控性好及易于实现自动化等优点，广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等工业生产过程中，成为冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻和船舶、飞机、汽车制造业等不可缺少的技术手段。
如表 1 所列。
感应加热的广泛应用，究其原因，主要是它本身相对于别的加热方式所具有的一些独特性。
1）加热速度快，可节能。
感应加热是从金属内部，透入深度层开始加热，大大节省了热传导时间。
其它加热是从外到内，导热时间长。
据实验，加热同一坯料到一定温度，感应加热只需火焰炉加热时间的1/10。
2）加热温度高，是非接触式的电磁感应加热。
3）可进行局部加热，容易控制加热部位。
被加热产品质量稳定，加热工件的质量再现性与重复性好，各种参数容易控制。
4）控制温度的精度高，可保证温差在±0.5%～1%范围内。
5）感应加热的热效率高，一般可达50%-70%，而火焰炉的热效率一般只有30%左右。
6）容易实现自动化控制。
7）作业环境好，环保，几乎无热、噪声、粉尘等污染。
作业占地少，生产效率高。
8）能加热形状复杂的工件，加热或熔炼都能间歇工作。
9）熔炼中溶液有电磁搅拌作用。
可以均匀地调整金属液成分，溶液温度均匀，不二、变频电源1、电源的分类根据交变电流的频率高低，将电源分为超高频、高频、超音频、中频、工频。
1）工频（50 /60 Hz）感应加热电源这种电源比较实用，用于大型工件的整体透热、大容量炉的熔炼和保温；2）中频电源（50 Hz或60 Hz以上-10 kHz）晶闸管感应加热电源已完全取代了传统的中频发电机组和电磁倍频器。
国外的单台容量已达数十MW。
3）超音频电源（10kHz -100 kHz）4）高频电源（100kHz 以上）正处在传统的电子管振荡器向固态电源的过度阶段。
2、构成感应加热装置由两部分组成，一部分是提供能量的交流电源，也称变频电源；另一部分是完成电磁感应能量转换的感应线圈，称感应炉。
制约感应加热发展的主要原因是感应加热电源，而电源又受制于高频或大功率的开关器件。
因此电力电子功率器件的发展，才真正促进了感应加热电源的发展。
3、原理中频加热电源主电路为AC-DC-AC变频结构，由整流电路、滤波、逆变电路和保护电路组成。
其工作原理是将三相50Hz 工频交流电经过三相全控整流桥V1～V6 整流成电压可调的脉动直流，再通过电容将脉动的直流电滤波变成光滑平稳的直流电送到单相逆变桥V7～V10，最后通过逆变桥将直流电变成单相频率可调的中频交流电供给负载。
采用三相全控桥式整流电路，它的输出电压调节范围大，而移相控制角的变化范围小，有利于系统的自动调节，输出电压的脉动频率较高，可以减轻直流滤波环节的负担。
逆变电路是由全控器件IGBT 构成的串联谐振式逆变器：核心部分逆变器由大功率IGBT 半桥组成。
由锁相环控制工作频率，自动跟踪负载固有频率及其它参数的变化，保持IGBT 工作在零电压开关状态，损耗小，安全区大。
由SPWM 电路控制输出功率，由功率检测电路组成闭环控制。
电解电容Cd 主要起滤波、稳定电压和改善功率因数的作用4、国内感应加热电源技术发展与现状我国感应加热技术的应用，起源于上世纪50 年代，主要用于机床、纺机、汽车、拖拉机等制造业，感应加热集中在工件表面淬火方面，熔炼和透热方面用的较少。
60年代，开始感应加热技术独立发展，直到改革开放后，由浙大开发了第一台并联式晶闸管中频电源，并向全国推广。
有关单位相继也生产了容量在几百kW，频率500 Hz~8 kHz 的中频电源。
电子管式超音频电源也研制成功，填补了我国8~200 kHz 之间的频率缺口。
感应加热电源真正大量应用于工业生产则是20 世纪80 年代后。
近20 多年间我国在感应加热电源和感应加热领域发生了令人注目的变化，此阶段从德国、美国、英国、法国、日本、意大利、西班牙、比利时和俄罗斯等工业发达国家引进了数百套感应加热成套装置（含电源）。
粗分类有：各种淬火设备及电源；透热设备及电源；高频钎焊设备；熔炼设备及电源；熔炼设备无心感应炉、有心感应炉。
20 世纪90 年代，国外的一些感应电炉公司直接到中国来办厂，如美国的英达感应加热公司，彼乐公司等，他们的产品技术含量高，电源功率大，炉子吨位大，生产线规模大，占据了国内的很大一部分市场。
国内感应加热方面从地域上还分“南派”和“北派”技术和产品方面的竞争。
“南派”以浙江大学为中心源，从技术和人事关系上衍生出浙江、上海、江苏一带的感应电炉公司，其代表有振吴、四达、兆力等公司，主导着南方的熔炼炉市场。
“北派”是以西安交大、西安电炉研究所、西安重型电炉厂（现西安鹏远重型电炉厂）所在地西安为中心，衍生出西安，洛阳，山东，河北，山西等地的电炉公司。
仅西安市感应加热的公司就达百家之多，是名副其实的中国电炉设计、制造中心。
这些厂家中比较有影响的有西安电炉研究所、西安鹏远重型电炉厂、西安机电研究所、陕西海意机电制造有限公司、西安动化、博大、秦翔、华立等电炉公司。
感应加热的市场发展前景看好，据行内人士讲，西安的几个大的感应炉公司，在2006 年、2007 年的年产值均在几千万至一个亿之间，而且产值逐年度快速递增。
其中电炉所、海意公司、机电所、动化公司等有多台感应炉出口第三世界国家。
5、感应加热领域技术先进性标志主要表现1）高频电源采用半导体功率器件，一般是输出功率越大，技术越先进。
2）感应熔炼中频炉，电源功率越大，整流的脉波数较多，如18、24 脉波，配置的炉体越大，说明技术越先进。
3）真空感应炉，一般是吨位越大技术越先进。
4）特种感应加热，被加热金属温度越高或温度控制的精度误差越小，其技术含量越高。
5）感应加热的双供电电源（一拖二）和多供电电源（一拖多），一般是功率越大，拖的炉子越多，技术含量越高。
6）感应加热、熔炼、淬火过程的计算机软件对其系统的检测、控制、管理的简单化、傻瓜化、智能化、网络化和故障自诊断，加上触摸屏技术的采用，都是感应加热技术先进性的标志。
【参考文献】田志明“感应加热电源综述”【前言】普传科技变频技术应用系列—中频电源第二部分：普传科技PI7800MF 中频感应加热电源普传科技股份有限公司根据冶金和石油行业特殊用途，基于公司产品研发战略，在成功开发冶金行业电磁搅拌器专用电源基础上，开发生产了新一代数字化控制高性能特殊电源——PI7800MF 中频感应加热电源，主要应用领域有：金属熔炼、透热、钎焊、晶体生长、稀有金属加工及石油工业的感应电加热采油（稠油井的空心抽油杆电加热）、石油集输管道的感应加热等设备，还可以应用于集输管道加热和其它类型的中频电源相比，在结构、性能及可靠性方面，具有非常明显的优势，控制电路采用高性能专用32 位DSP 及大规模数字专用集成电路，IGBT/IPM 功率器件，整流控制、逆变控制、功率调节、操作接口、保护等部分均集成在一块控制板上，调试、维护方便，可靠性提高，节能效果好。
在石油工业应用上，由于中频电源涡流感应加强,导致集肤效应更强,漏磁减少,因此电加热效果大大好于工频电源。
该设备可替代现有的工频加热电源，节能效果达到30%以上，大大地降低了采油生产能源的消耗。
本专用电源对电网没有污染，与同类产品相比，提高了电源的可靠性，减少了因停机造成的生产损失。
一、电源基本框图电路基本构成如下：TI DSP二、性能特点◆ 采用32 位美国德州仪器TI 公司专用控制芯片DSP，控制系统性能增强，电路简化，负载适应性强。
实现电源控制的全数字化，智能化。
◆ 采用先进的大功率绝缘栅双极性晶体管（IGBT）作为功率开关器件，逆变频率可调。
◆ 具有相序自适应功能，无需鉴别进线相序。
◆ 输出可进行恒功率、恒电压、恒电流控制。
◆ 采用零压软启动,启动成功率高无冲击。
完全能够满足广大热加工行业用户 的需求。
◆ 采用扫描式零压启动方式和自动重复启动 电路，启动成功率可达 100%。
采用中频电压作为 取样信号，无中频电流互感器，输出部分和负载的 连接不需区分极性。
◆ 控制电路采用电压、电流双闭环系统，并 设有阻抗调节器，逆变角调节器，使电源的运行更 加稳定可靠。
◆ 人机对话的显示界面，可通过键盘的选择 显示工作频率及电流，输出脉冲的占空比、电流变 比等，并可显示故障状态及原因，使显示更直观， 更易于操作。
显示与主控板共用一个线路板，排列 更紧凑，避免了信号传输过程中的干扰，工作更稳 定。
◆ 保护功能齐全：具有过压、过流、缺相、 控制电源欠压、水压低等故障报警功能。
◆ 输出电压、电流连续可调，可以使加热系统处于最佳工作状态，能源利用率高，节能效果明显恒输出电压/恒输出功率控制选择功能。