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高頻感應(yīng)加熱電源原理說明及高頻高壓電容器的解決方案

   電磁感應(yīng)式加熱的分類與區(qū)別
   英國(guó)物理學(xué)家法拉第的電磁感應(yīng)定律告訴我們磁可以生電，丹麥的自然哲學(xué)家奧斯特的右手定則(安培定則)告訴我們電可以生磁。然而無(wú)論是磁      生電還是電生磁，所針對(duì)的物體必須具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁或既導(dǎo)電又導(dǎo)磁的的特性。由于通常只有金屬材料才能符合條件，而非金屬材料中則      只有石墨等極少數(shù)物質(zhì)符合條件。因此電磁感應(yīng)加熱技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)金屬材料和石墨的加熱。
   那么，熱量是如何產(chǎn)生的呢？設(shè)備輸出的交變電流，通過電感線圈（感應(yīng)圈）轉(zhuǎn)換成交變磁場(chǎng)后，作用于處于電磁場(chǎng)中的金屬工件（或石墨）        上。 這時(shí)在工件中便會(huì)自然地產(chǎn)生許多閉合的旋轉(zhuǎn)電流（渦流），該電流極大（相當(dāng)于短路電流）．由于電流具有熱效應(yīng)（Ｑ＝Ｉ＊Ｉ＊Ｒ），    所以自然會(huì)產(chǎn)生了很多的熱量。另外，工件內(nèi)部還存在著一種磁滯損耗，它也會(huì)使工件內(nèi)部產(chǎn)生一定的熱量。因此，工件便會(huì)在極短的時(shí)間（多      以秒計(jì)）內(nèi)急劇升溫．如果需要，可使任何金屬材料達(dá)到熔點(diǎn)，石墨達(dá)到升華。
   根據(jù)設(shè)備所輸出的交變電流的頻率高低不同，可將感應(yīng)加熱技術(shù)按工作頻率分為五類：低頻感應(yīng)加熱，中頻感應(yīng)加熱，超音頻感應(yīng)加熱，高頻感       應(yīng)加熱和超高頻感應(yīng)加熱。

   由于交變電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)存在著趨膚效應(yīng)，即，隨著電流的頻率升高，電流會(huì)趨向于導(dǎo)體的表層流過。因此，這五種感應(yīng)加熱方式便有了不      同的特性．
     特性比較：
      1） 低頻感應(yīng)加熱方式
    頻率最低，頻率范圍：工頻（50HZ）至1KHZ 左右，常用的頻率多為工頻。相對(duì)加熱深度最深，加熱厚度最大，約10-20mm;。主要用于對(duì)大工        件的整體加熱、退火、回火和表面淬火等。
     2） 中頻感應(yīng)加熱方式
      頻率范圍：一般1KHZ至20KHZ左右，典型值是8KHZ左右。加熱深度、厚度約3-10mm。多用于較大工件，大直徑軸類，大直徑厚壁管材，大模      數(shù)齒輪等工件的加熱、退火、回火、調(diào)質(zhì)和表面淬火及較小直徑的棒材紅沖、煅壓等。
     3） 超音頻感應(yīng)加熱方式
     頻率范圍：一般20KHZ至40KHZ左右（因?yàn)橐纛l頻率為20HZ至20KHZ，所以稱它為超音頻）。加熱深度、厚度，約2-3mm。多用于中等直徑的        工件深層加熱、退火、回火、調(diào)質(zhì)，較大直徑的薄壁管材加熱、焊接、熱裝配，中等齒輪淬火等。
     4） 高頻感應(yīng)加熱方式
     頻率范圍：一般40KHZ至200KHZ左右，常用40KHZ至80KHZ。加熱深度、厚度，約1-2mm。多用于小型工件的深層加熱、紅沖、煅壓、退火、       回火、調(diào)質(zhì)，表面淬火，中等直徑的管材加熱和焊接、熱裝配，小齒輪淬火等。
     5） 超高頻感應(yīng)加熱方式
     頻率相對(duì)最高，頻率范圍：一般200KHZ以上，可高達(dá)幾十MHZ。加熱深度、厚度最小，約0.1-1mm。多用于局部的極小部位或極細(xì)的棒材淬          火、焊接，小型工件的表面淬火等。

        感應(yīng)式加熱的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

    1）對(duì)工件無(wú)需整體加熱，可有選擇性地進(jìn)行局部加熱，因而電能消耗少，工件變形小。
    2）加熱速度快，可使工件在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需溫度，甚至1秒以內(nèi)。從而使工件的表面氧化和脫碳都較輕，大多數(shù)工件都無(wú)須氣體保護(hù)。
   3）可根據(jù)需要通過調(diào)整設(shè)備的工作頻率和功率，對(duì)表面淬硬層進(jìn)行調(diào)控。從而使淬硬層的馬氏體組織較細(xì)，硬度、強(qiáng)度和韌性都比較高。
   4）經(jīng)感應(yīng)加熱方式熱處理后的工件，表面硬層下有較厚的韌性區(qū)域，具有較好的壓縮內(nèi)應(yīng)力，使工件的抗疲勞和破斷能力都更高。
   5）加熱設(shè)備便于安裝在生產(chǎn)線上，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，便于管理，可有效地減少運(yùn)輸，節(jié)約人力，提高生產(chǎn)效率。
   6）一機(jī)多用。即可完成淬火、退火、回火、正火、調(diào)質(zhì)等熱處理工藝，又可完成焊接、熔煉、熱裝配、熱拆卸及透熱成形等工作。
    7）使用方便、操作簡(jiǎn)單、可隨時(shí)開啟或停止。且無(wú)須預(yù)熱。
   8）即可手動(dòng)操作，也可半自動(dòng)和全自動(dòng)操作；即可長(zhǎng)時(shí)間地連繼工作，亦可即用即停隨機(jī)使用。有利于設(shè)備在供電低谷電價(jià)優(yōu)惠期的使用。
   9）電能利用率高，環(huán)保節(jié)能，安全可靠，工人工作條件好，國(guó)家提倡。等等.
       雖然，它也存在著一些缺點(diǎn)。例如，設(shè)備比較復(fù)雜，一次投入的成本相對(duì)較高，感應(yīng)部件（感應(yīng)圈）互換性和適應(yīng)性較差，不宜于在一些形狀      復(fù)雜的工件上應(yīng)用等。但它的綜合指標(biāo)好，優(yōu)點(diǎn)明顯多于缺點(diǎn)。所以，感應(yīng)式加熱是目前金屬加工的一種主要工藝。是取代煤炭加熱、油料加        熱、燃?xì)饧訜幔�以及電爐加熱、電烘箱加熱等加熱方式的理想選擇。

     感應(yīng)加熱設(shè)備的選擇

    如何選擇、選用感應(yīng)加熱設(shè)備呢？主要要從幾個(gè)方面考慮：
    1） 被加熱的工件形狀和尺寸
      工件大、棒料、實(shí)材，應(yīng)選用相對(duì)功率大，頻率低的感應(yīng)加熱設(shè)備；工件小、管材、板材、齒輪等，則選用相對(duì)功率小，頻率高的感應(yīng)加熱設(shè)        備。
     2） 需要加熱的深度和面積
     加熱深度深，面積大，整體加熱，應(yīng)選用功率大，頻率低的感應(yīng)加熱設(shè)備；加熱深度淺，面積小，局部加熱，選用相對(duì)功率小，頻率高的感應(yīng)加    熱設(shè)備。
     3） 所需的加熱速度
     需要的加熱速度快，應(yīng)選用功率相對(duì)較大，頻率相對(duì)較高的感應(yīng)加熱設(shè)備。
     4）設(shè)備的連繼工作時(shí)間
     連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，相對(duì)選用功率略大的感應(yīng)加熱設(shè)備。
    5）感應(yīng)部件與設(shè)備的連線距離
    連線長(zhǎng)，甚至需要使用水冷電纜連接，應(yīng)相對(duì)選用功率較大的感應(yīng)加熱設(shè)備。
     6）工藝要求
    一般來說，淬火、焊接等工藝，相對(duì)可以功率選小一些，頻率選高一些；退火、回火等工藝，相對(duì)功率選大一些，頻率選低一些；紅沖、熱煅、       熔煉等，需要透熱效果好的工藝，則功率應(yīng)選得更大，頻率選得更低。
     7）工件的材料
      金屬材料中熔點(diǎn)高的相對(duì)選用功率大一些，熔點(diǎn)低的相對(duì)選用功率小一些；電阻率小的選用功率大一些，電阻率大的選用功率小一些。等等。
      以上這些基本知識(shí)，必須綜合分析和應(yīng)用，才能用的好，用的巧，用的自如。這不但是每個(gè)感應(yīng)加熱設(shè)備的專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的，也需要          使用者、欲用者盡量了解和掌握的。

       產(chǎn)品應(yīng)用說明感應(yīng)加熱具有如下一些特點(diǎn)：
1．加熱溫度高，而且是非接觸式加熱；
2．加熱效率高，可以節(jié)能；
3．加熱速度快，被加熱物的表面氧化少；
4．溫度容易控制，可以局部加熱且加熱均勻，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；
5．容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，使用方便；
6．作業(yè)環(huán)境好，幾乎沒有熱、噪聲和灰塵；
7．作業(yè)占地少，生產(chǎn)效率高。
在應(yīng)用領(lǐng)域方面，感應(yīng)加熱已廣泛應(yīng)用于金屬熔煉、透熱、熱處理和焊接等過程，服務(wù)于冶金、國(guó)防、

     機(jī)械加工等部門及鑄、鍛和船舶、飛機(jī)、汽車制造等行業(yè)中。此外，感應(yīng)加熱也已進(jìn)入到人們的家庭生活中，

    例如微波爐、電磁爐、熱水器等。

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