高频加热机原理图
高频原理
标签：高频 原理 上一篇：高频机基础(图)下一篇：解决牙痛的好办法(图)
பைடு நூலகம்
高中频感应加热技术 吕健 您能想象的到，一根铁棒一二秒钟就可以被加热烧红吗？任何金属都可以被很快地加热到其熔化吗？ 这就是一种人类目前能够做到和掌握的最快捷的对金属材料直接加热法 ——高中频感应加热。 通常人们对物体的加热，一是利用煤、油、气等能源的燃烧产生热量；二是利用电炉等用电器将电能转换成热量。这些热量只有通过热传递的方式（热传导、热对流、热辐射），才能传递到需要加热的物体上，也才能达到加热物体的目的。由于这些加热方式，被加热的物体是通过吸收外部热量实现升温的。因此，它们都属于间接加热方式。 我们知道，热量的自然传递规律是：热量只能从高温区向低温区，高温体向低温体，高温部分向低温部分自然的传递。因此，只有当外部的热量、温度明显多于、高于被加热物体时，才能将其有效地加热。 这就需要用很多的能量来建立一个比被加热物体所需要的热量多的多、温度高的多的高温区。如炉，烘箱等。这样，不但这些热量中只有少部分能够传递到被加热体上，造成很大的能源浪费。 而且加热时间长，在燃烧、加热的过程中，还会产生大量的有害性物质和气体。它们既会对被加热体造成腐蚀性的损害，又会对大气造成污染。即便是使用电炉等电能加热方式，虽然无污染，但仍然存在着效率低、成本高、加热速度慢等缺点。 科学的进步与发展，使我们今天无论是对金属物体加热还是对非金属物体加热，都可以采用高效、快速,且十分节能和环保的方式加热.这就是直接加热方式。 对于非金属材料，可采用工作频率约240MHZ及以上，能使其内部分子、原子每秒振动、磨擦上亿次之多的微波加热。对于金属材料，则可采用工作频率在几千赫兹（KHZ）至几百千赫兹、兆赫兹（MHZ）以上的中频、高频感应加热。也可以采用低频感应加热，如工频50HZ等。 中频、高频感应加热，是将工频（50HZ）交流电转换成频率一般为1KHZ至上百KHZ，甚至频率更高的交流电．利用电磁感应原理，通过电感线圈转换成相同频率的磁场后，作用于处在该磁场中的金属物体上。 利用涡流效应，在金属物体中生成与磁场强度成正比的感生旋转电流（即涡流）。由旋转电流借助金属物体内的电阻，将其转换成热能。同时还有磁滞效应、趋肤效应、边缘效应等，也能生成一定的热量，它们共同使金属物体的温度急速升高，实现快速加热的目的。 高频电流的趋肤效应，可以使金属物体中的涡流随频率的升高，而集中在金属表层环流。这样就可以通过控制工作电流的频率，实现对金属物体加热深度的控制。既能提高加工工艺的质量，又可以保证能量被充分地利用。 当用于红冲、热煅及工件整体退火,等工艺,由于工件需要的加热深度大，甚至需要透热.这时可以将感应加热设备的工作频率降低；当用于表面淬火等热处理时，它们需要的加热深度小，这时则可以将工作频率升高。另一方面，对于体积较小的工件或管材、板材，选用高频加热方式，对于体积较大的工件，选用中频加热方式。 由于感应加热时间短、速度快，并且还是非接触式（加热物体不需要与感应圈接触）的加热。所以，比其它的加热方式氧化和脱碳现象都比较轻微，一般不需要做气体保护处理,确实有需要时也比较容易于进行气体保护。 电子技术的飞速发展,使电子元器件无论是质量方面、效能方面, 还是可靠性方面,都有了很大的进步.在体积方面也更为小型化、微型化。这为感应加热技术提供了更好的发展条件与空间。 在小信号生成与处理，控制与保护，调节与显示等方面，都更多地运用了可靠性更高、稳定性更好、抗干扰能力更强的数字电路。在功率元件上，更是从耗能大、效率低、工作电压高、辐射量较大的电子管，一代代地经晶闸管、场效应管（MOSFET），发展到了IGBT（绝缘栅双极晶体管）。 整机的电源利用率已经提高到百分之九十五以上（电子管电源利用率只有约百分之六十），冷却水比电子管产品节约了约百分之六十。并且可以实现24小时不间断的连续工作。这样不但可以在白天正常使用，还可以在用电低峰电费折扣期的夜间工作。 由于感应式加热，具有耗能少，用电省，加热速度快，无污染、无噪声、无需预热、不易氧化、便于气体保护、可自动控制、具备多项智能保护、安全可靠、易于操作，可不间断地连续工作等优点。越来越多的厂家、客户，从煤炭加热，柴油加热，液化气加热，以及电炉、电烘箱加热，转换到了高中频感应式加热上来！无论是国企、民营，还是私营、外企，凡是金属热处理、金属热加工、金属焊接和金属熔炼、提炼等行业，都越来越多地采用了高中频感应加热设备。因此，市场十分广阔！ 高中频感应加热设备的主要用途：一、热处理 例如：轴类、齿轮、淬火及不锈钢制品退火等。二、工件透热 例如：紧固件、标准件、汽配、五金工具、索具、麻花钻的热镦热轧等。三、熔炼 例如：金、银、铜、铝、铅等贵金属 。四、热配合 例如：电机、电磁阀、轴套类等。五、焊接 例如：对所有金属材料同种或异种的扦焊等。
高频加热炉的构造和原理
高频加热炉的构造和原理
高频加热炉是利用高频电磁感应的原理来加热物体的装置，其构造和原理如下：
1. 构造：
- 高频加热炉由一个主电源、电容器、电感线圈和工作盘组成。
- 主电源提供高频电源信号，一般为500 Hz到10 kHz之间的高频电流。
- 电容器用来存储电能，并使其在感应线圈中形成振荡电流。
- 电感线圈是通过电磁感应原理，将电能转化为磁能，并在工作盘中产生强大的电磁场。
- 工作盘是一个金属容器，可以容纳需要加热的物体。
2. 原理：
- 高频加热炉的原理基于高频电磁感应。
当高频电流通过电感线圈时，将形成一个高频交变磁场。
- 当金属物体置于炉盘内时，由于金属的导电性，磁场将穿过金属，并在金属内部引起涡流。
- 涡流在金属内部流动时，会遇到电阻而产生热量，从而将金属加热。
- 由于金属的电阻与导磁率有关，因此高频加热炉更适合加热具有较高电阻率的材料，如不锈钢、铜、铝等。
- 通过调节高频电源的频率和功率，可以控制加热炉的加热效果和温度。
高频加热炉具有加热速度快、效率高、加热均匀等优点，广泛应用于金属加热、
铸造、热处理、焊接等领域。
高压加热器PPT演示幻灯片
思考题：为什么高加采用大旁路，低加采用小旁路？
防止轴向推力和轴向位移异常
15
欢迎大家踊跃讨论高、低加各 类事故现象及处理措施
16
谢谢
--刘博
17
正常水位 0
低一水位 -38mm
Hale Waihona Puke 10上端差：高加汽侧压力下的饱和温度与给水出口温度差。上端差增 大，可能是内积存空气、加热器超负荷运行或疏水调门异常、高 加泄漏，导致高加水位高，减少蒸汽和钢管的接触面积，影响热 效率，严重时会造成汽机进水。
下端差：疏水出口温度与给水进口温度差。 下端差增大，可能是加 热器水位低、内部结垢、疏水冷却段包壳板泄露。
高水位：当水位高于+38mm时， 部分管子（传热面）将浸没在水 中。从而减少有效传热面积，导 致加热器性能下降（给水出口温 度降低）。
水位名称 水位值 动作
高三水位 +138m m
发声光信
号报警， 高加解列
高二水位 +88mm
发声光信 号报警， 危急疏水 阀打开
高一水位 +38mm 发声光信 号报警
8
高、低压加热器的运行
2、高、低压加热器温度变化率的规定及限制
高、低压加热器启动时，为使厚实的水室锻件、壳体和 管板有足够的时间均匀地吸热或散热以防止热冲击造成的损 坏。温度变化率必须严格控制在所规定的范围之内。
投停过程中应严格控制加热器出口水温变化率，高加出 口水温变化率≤55℃/h，最大不能超过 110℃/h。低加出口 水温变化率以 2℃/min 为宜，不大于 3℃/min。
停止时先停汽侧后停水高低压加热器随机启动能使加热器受热均匀有利于防止法兰因热应力大造成的变形对于汽轮机来讲由于连接加热器的抽汽管道是从下汽缸接出的加热器随机启动也就等于增加了汽缸疏水点能减少上下汽缸的温2高低压加热器温度变化率的规定及限制高低压加热器启动时为使厚实的水室锻件壳体和管板有足够的时间均匀地吸热或散热以防止热冲击造成的损坏
高频感应加热的原理
高频感应加热的原理及设备一、高频感应加热的原理感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流（涡流损耗）以及导体内磁场的作用（磁滞损耗）引起导体自身发热而进行加热的。
【当金属导体处在一个高频交变电场中，根据法拉第电磁感应定律，将在金属导体内产生感应电动势，由于导体的电阻很小，从而产生强大的感应电流。
由焦耳—楞次定律可知，交变磁场将使导体中电流趋向导体表面流通，引起集肤效应，舜间电流的密度与频率成正比，频率越高，感应电流密度集中于导体的表面，即集肤效应就越严重，有效的导电面积减少，电阻增大，从而使导体迅速升温】【高频感应加热的原理：导体有电流通过时，在其周围就同时产生磁场，高频电流流向被绕制成环状或其它形状的电感线圈（通常是用紫铜管制作）。
由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将被加热的金属物质放置在感应线圈内，磁束就会贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热电流相反的方向产生很大的涡流，由于被加热金属物质的电阻产生焦耳热，使金属物质自身的温度迅速上升，从而完成对金属工件的加热】二、感应加热系统的构成感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器组成。
其工作步骤是①由高频电源把普通电源（220v/50hz）变成高压高频低电流输出，（其频率的高低根据加热对象而定，就其包材而言，一般频率应在480kHZ左右。
）②通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。
③感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。
一般电流越大，磁场强度越高。
全晶体管高频感应加热设备1、高频感应加热设备现状高频感应加热设备在我省已得到广泛应用，设各频率范围在200-450 kHz,高频功率最大可达400 kW。
我省的高频感应加热设备主要应用于金属热处理、’淬火、透热、熔炼、钎焊、直缝钢管焊接、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等。
现在我省使用的高频感应加热设备都是以大功率真空管（发射电子管）为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能量转换成高频交流电能量，它们的电子管板极转换效率一般在75环左右，设备的整机总效率一般在50绒以下，水和电能的消耗非常大。
小功率高频感应加热器的设计与制作原理及电路图
小功率高频感应加热器的设计与制作原理及电路图家用感应加热装置的典型应用是电磁灶，其功率一般在lkW左右，要求被加热容器的底部直径不小于120mm。
本设计的感虚加热器输出功率定在200W~300W，感应器有效直径lOOmm 左右，主要用于小容量的液体、食品、易拉罐饮品的加热，在家庭、医院、宾馆房间、零售商店中有广泛应用。
感应加热要求感应线圈的品质因数(Q值)高，Q可由下式计算: Q=X/R=ωL/R 其中，L 是感应线圈的电感(单位H)，ω 是驱动源的开关频率，R 是感应线圈的等效串联电阻(Ω)。
通过以不同的驱动频率驱动加热线圈，可以得到线圈参数与频率的关系。
当感应线圈靠近铁制品时。
其等效电阻将大幅度增加，Q 值下降;而当其靠近非铁磁性金属时，其等效电阻增加很少，其Q 值下降不大。
这种特性使铁金属更易被感应加热。
例如，在驱动频率为100kHz 时，靠近铁制品的线圈，其R 值为2Ω，而靠近铝制品时，R 值仪0。
238Ω;当驱动频率为400kHz 时，空载线圈的Q 值达到318，在靠近铝制品时下降为124，而在靠近铁制品时下降至13。
因此，在选择驱动源频率时，要选择空载线圈的R 值和有铁金属时的R 值相差大的频率，这个频率范围一般在lOOkHz 至400kHz。
为了减小加热线圈自身的损耗，线圈需用很多股细铜线组成的绞合线来绕制，这样容易制战高频损失小、Q值高的线圈。
感应线圈有两种形状，一种是加热普通平底铁金属容器的平板线圈。
另一种是加热易拉罐的筒形线圈。
在实际的感应加热电路中，感应线圈与其等效串联阻抗R，以及外加电容器C 等共同构成LCR 串联谐振电路。
图1 是本高频感应加热器的方框图。
采用绝缘栅场效应管的半桥驱动、LC 串联谐振电路，用锁相环(PLL)和脉宽调制(PWM)电路作闭环控制，以保证串联谐振频率的稳定:用半桥功率电路驱动加热线圈。
半桥输出电路输出阻抗低，即使用方波信号作电压驱动，输出电流波形也是正弦波，因而电压相电流的相位差小，功率传输效率高。
图6.2 SANTAK-3KVA型高频机电脑板原理图
正值负向有源精密 检波器 U22C D25 10 074C
8
C33
104
+12V
48 R145 3002 C103
9
R210 3002 R92 2001
CPU/63 +BUS.V C111 103
D28 48 R155 +BUS/+ 102
高压控制反馈
13
C29 L.C/+1 221 R58 CN3/12 L.C/R110 150k
U22B 074C
7
R168 102 C71 472
BUS.VFB
R41 R127 1053 1783
+5V
D18 48 CPU/2 BAT.V R93 4992 C57‘ 104
3
D37 48 LOAD55% CPU/8 LOAD95% CPU/14 FAULT CPU/16 INVERTER CPU/30 LINELED CPU/27
14
R283 5601
5 6
U9B 074C
7
10
D2 48
9
R147 472
ZD2 3V3
R15 682
R86 4992
8
9
C20 C19 472 C59
104
C36
104
过载检测
R14 3002
R12 6k8 D35 48 CPU/4 过零 LODC C57 221 R250 1001
+12V +5V +5V
34
R205 5k1 C250 104
1
U9A 074C
3 2
R201 2002 INV.L3 R200 2002 R202 682
高频感应加热装置结构.
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源压电流流过这个 感应器时，就会产生强大 的高频磁场。从而使得其 中的工件表面感应出强大
的电流，从而加热工件表
面达到淬火温度。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属材料与热处理课程
高频感应加热装置结构
主讲教师：马晶 西安航空职业技术学院
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
高频感应加热装置结构
装置组成
高频加热装置的组成方框图。从图中可见，它由变频器、 变压器和负载三大部分组成。
图1 高频感应装置组成方框图
金属材料与热处理
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
1、变频器
将工频电流变成高频电流的装置，称为变频器。
从该图的下部分可见，它由工频升压、整流和高频振
荡等3部分组成。
2、淬火变压器
亦称高频降压变压器——将来自高频振荡器的高
压高频电流，由电压为10KV降到1KV以下的电流。并使
之输送到感应器。以便于安全操作，同时这样低的电压， 有利于缩小工件与感应圈之间的间隙，提高电能利用率。
高频电磁加热
高频电磁加热采用以STC 12C5A16AD单片机作为控制电路的高频电磁加热系统原理框图如图1所示。
当水箱内的温度传感器采集到的水温低于设定温度时，单片机端口接收、处理并输出电信号，由同步振荡和锯齿波产生电路接收单片机的输出信号随之产生锯齿波，共同完成给谐振逆变电路的IGBT以驱动信号，完成谐振电路的自主触发从而实现高频电磁加热。
当加热达到设定温度后蜂鸣器会发出声音以警示，电磁加热部分随之停止。
图1 电磁加热系统原理框图高频电磁加热利用电磁感应原理将电能转换成磁热能，在控制器内由整流电路将220V、频率为50Hz的交流电压变为380V的直流电压，再由励磁线圈L与谐振电容C及IGBT管组成谐振逆变电路将直流电转化为频率为20KHz~30KHz 高频交变电流，快速变化的电流通过线圈时会产生高速度的磁场，当磁场内部的磁力线通过特定的材质的金属容器时产生无数小涡流，使金属容器自行快速加热。
以单片机为微控制器，按设定温度自行起停，使得高频电磁加热与其他传统的电加热，燃气加热的技术相比，具有水电分离，快速加热及节能的优势。
1.电磁加热的电路系统框图图2 电磁加热的电路系统框图2.高频电磁加热电路图图3 电磁加热电路图220V、频率为50Hz的交流电压经整流电路转换变为380V的直流电压后指示灯LED发亮，由电感L、电容C组成LC滤波电路，用于平滑从整流器出来的脉冲直流电，使此直流电源更接近理想直流电，同时滤除高频电磁热水电路在交流变直流的逆变工作过程中产生的高频谐波，防止其污染电网。
电感L取300~400μH、电容C取5μF时滤波效果最好。
半桥谐振变换电路是高频电磁加热电路的核心，其作用是使直流电逆变为高频交流电，以满足电磁感应加热的要求。
电压谐振变换电路是低开关损耗的零电压型变换电路，主开关元件S1、S2是功率晶体管，常称为功率开关管，功率开关管的开关动作是由控制电路控制，并通过为满足功率开关管驱动条件的驱动电路而完成的。
图5.4 SANTAK-1053型高频机电脑板原理图
CN2/27
+12V
R68 1003
+5V
+12V-1 +12V
+5V
CN2/6 R70 511 CN3
1 2
55
31
CN2/28
5
U5A LM339
R65 1002
2
3
+12V-1 +12V +5V GND U4/1 U4/2
CN2/1 CN2/2 CN2/3 CN2/4 CN2/5
R101 301/1W C4 10μ/50V
18
NC
R97 1002 U12 NEC2561
4 3
+10V
D22 4937 C47 100μ/50V
R96 4991
Q5 C1815
TX1 EE16 10 9 1 2 8 3 7 4 6 CN2/49 D19 4937 CN2/50 C45 47μ/50V C24 104
-8V
C40
220
67
19
16
10
R35 511
48
CN2/38
C2 221
9
下臂驱动信号
GND
CN2/21 CN2/22 U1/10 E/+检测 E/-检测 U11/10 Q15/B/R115 Q16/B/R125 GND U9/12/R107 U9/5/R99 CN2/23 CN2/24 CN2/25 CN2/26 CN2/27 CN2/28 CN2/29 CN2/30 CN2/31 CN2/32 CN2/33 CN2/34 CN2/35 CN2/36 CN2/37 CN2/38 CN2/39 CN2/40 CN2/41 NC NC NC NC NC NC NC TX1/4 AC电压 TX1/3 CN2/42 CN2/43 CN2/44 CN2/45 CN2/46 CN2/47 CN2/48 CN2/49 CN2/50 R76 1002 R75 1002 R14 4992
图9.5 SANTAK-C6KS型高频机电脑板原理图
C60
黄
C40 470
54 27
U6/28 D25/+ 关机信号出 U6/27 R70 U6/26 R5 U6/25 C5 NC
+5V
U16B 4066
10 11
CN5
C3
104
黄
绿
显示板 NEW10K-LED 05.04.03
12
10
U6/55 CN2/7 U6/56 R110 U6/57 R15 U6/58 CN2/30 U6/59 CN2/31 U6/60 R111 U6/61 R112 U6/62 CN2/39 CN2/35 C34 104
CN1 去面板
2 4 6 8 1 3 5 7 9
R118 510 R120 510 R108 510 R110 510 R112 510
+5V
U6/8 U6/44 U6/42 U6/56 U6/61
U15
NEC2561
4 3 GND2
R91 1002 SNMPSIG （网络管理协议） Q8 C1815 R128 1003 Q9 C1815
16
CN502
1 2
U8
NEC2561
绿
4 3
-8V
1
3
5
7
9
C41 470
R72 206
53 28
-8V-1
5
XL1 4.9152MHz
104
52 29
C24 47μ/50V
+12V
SW502 ON SW501 OFF
接MAIN板CN202
10μ/50V C30 10μ/50V
2 4 6 8 10
+12V
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高频加热机原理图
高频加热机是一种利用高频电流产生热能的设备，它在工业生产中有着广泛的
应用。
下面我们将详细介绍高频加热机的原理图及其工作原理。
首先，我们来看一下高频加热机的原理图。
整个设备主要由高频电源、电容器、感应线圈和工件夹具组成。
高频电源产生高频电流，经过电容器储存并传输到感应线圈中，感应线圈产生交变磁场，从而在工件夹具中产生感应电流，最终将电能转化为热能，实现加热的目的。
在工作时，高频加热机首先通过高频电源产生高频电流，这一过程需要保证电
源的稳定性和输出功率的可调性。
接下来，电流经过电容器进行储存和传输，电容器的选用和布局对设备的性能有着重要的影响。
然后，电流进入感应线圈，感应线圈的设计和匹配是保证加热效果的关键。
最后，感应线圈在工件夹具中产生感应电流，这一步需要保证工件夹具的合理设计和选材，以及工件与夹具之间的良好接触。
高频加热机的工作原理主要是利用感应加热的原理，即通过感应线圈产生交变
磁场，从而在导电材料中产生感应电流，进而产生焦耳热，实现加热的目的。
这种加热方式具有加热速度快、效率高、温度均匀等优点，特别适合对金属材料进行局部加热和淬火处理。
总的来说，高频加热机的原理图和工作原理相对简单，但在实际应用中需要考
虑诸多因素，包括电源稳定性、电容器选择、感应线圈设计、工件夹具设计等方面的问题。
只有综合考虑这些因素，才能确保高频加热机在工业生产中发挥出最佳的加热效果。
通过对高频加热机的原理图和工作原理的介绍，相信大家对这一设备有了更深
入的了解。
在今后的工作中，我们需要更加注重对设备的维护和调试，以确保设备的正常运行和加热效果的稳定性。
同时，也需要不断学习和掌握新的加热技术，以满足不同工件的加热需求，提高生产效率和产品质量。