管道电磁感应加热改造线圈绕线详解
管道加热是工业上比较通用的加热负载，常用应用于塑料、橡胶、石油管道、供暖设备、热水炉、模具等设备中，传统的管道加热是采用电阻带或电热管进行加热，电阻式加热虽然造价比较低，但热效率低下，仅60%以下，而且比较容易坏，经常修理、更换，影响整体设备的产能,给用户带来极大不方便。随着变频电力电子的发展，可以很好地利用电磁感应涡流加热的方法来解决这个问题，电磁加热原理由于是非接触式加热，而且热效率高达95%以上，因此受很多用户的青睐。但是，电磁加热的整配备制作，涉及的知识比较广，不仅懂电工，还要懂电子，线圈的制作加热绕制方法给不少用户带来不少困难，在这里，给大家介绍一下江信电磁30kW电磁加热器及其管道电磁线圈的绕制方法，让高深的电磁加热技术不再难，让人人都懂电磁感应加热应用技术，江信电磁技术支持。
一、材料的准备：
1、江信电磁30kW电磁加热器1台
2、30mm玻璃丝毯保温材料，长2米，宽约1米
3、16mm2 国标云母玻璃纤维高温线，50米
4、玻璃纤维布，宽100mm，1卷
5、数字电桥1台
6、100A线耳若干个
二、改装方法详解：
1、选取被加热管道外面包一层30mm玻璃丝毯保温材料，包圈即可，不要多层！刚好一圈，长度约1米左右。
2、用玻璃纤维布把保温材料包住，轻轻包住，也不能压太紧！保证保温棉厚度约20-25mm 之间即可，尽可能包外观漂亮。
3、把准备好的50米16mm2 国标云母玻璃纤维高温线绕上去，保证两边的引线约1.5~2米左右，线圈每圈之间可相隔3-5mm左右，最高不能高于10mm，每圈之间不能过于太密，因为线圈在工作时，也是发热的，保证一定的间隔来散热。
4、用数字电桥量电感量，调到L测量电感量的2mH档测量，约200-250uH左右的电感量就可以完成线圈的制作。
5、最后把线圈的两端用扎带扎紧，防止线圈松动脱落，线圈外面不需要增加任何保护措施，因为线圈外面本来就是云母绕包住，是绝缘材料，不会对人体构成触电危险。特别注意的是，线外面200mm以内不能有金属材料，否则也会发热！若的确需要屏蔽磁场的话，可以在距离线回头100mm左右用铝板进行隔包一圈，但不能完全包住，要留出10mm以上用环氧板固定，绝对不能构成回路，否则在工时时会起火花，严重时，可能会出安全事故。
6、最后，把江信电磁加热控制器上的A B C端子接三相380V电源，L1和L2端子接上线圈两端，把R/S端子短接或按住红色键不放就可以启动。工作时，显示的是电流值，一般43-45A之间就合格。再按一下绿色键，看工作频率10-18kHz之间即合格。若是频率过低了，就减少线圈的圈数，反之就增加线圈的圈数。使控制器工作在理想的工作参数范围之内，完成后，保留足够的引线后，多余的线可以剪掉。江信电磁加热器应放在通风透气的地方，若是放在机箱内，要做好排风系统，必须保证良好的空气对流。
电磁感应加热的是感应加热电源产生的交变电流通过感应器（即线圈）产生交变磁场，导磁性物体置于其中切割交变磁力线，从而在物体内部产生交变的电流（即涡流），涡流使物体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。即是通过把电能转化为磁能，使被加热钢体感应到磁能而发热的一种加热方式。这种方式它从根本上解决了电热片，电热圈等电阻式通过热传导方式加热的效率低下问题。 简单说，电磁感应加热的原理就是利用电、磁、热能间的转换达到使被加热物体自身发热的效果。电磁感应加热设备其本质就是利用电磁感应在柱体内产生涡流来给加热工件的电加热，它是把电能转换为电磁能，再由电磁能转换为电能，电能在金属内部转变为热能，达到加热金属的目的，从而杜绝了明火在加热过程中的危害和干扰，是一种环保，国家提倡的加热方案。 感应加热设备专业名词解释： 1、感应线圈又称为感应器 采用紫铜管线材绕成的线圈制作而成。 2、内孔感应器
加热空心内表面用的感应器。 3、感应线圈导磁体 按技术要求需要平面或其他异形工件感应加热的位置，用于改变磁场分布以满足加热要求或减轻感应器邻近物体发热。 4、可调匝比淬火变压器 为了能适应各种淬火工件和感应器的电感而制作的高频变压器。 5、感应淬火机床 用于卡装工件并能根据工艺要求使淬火工件位置能上下移动或旋转的机械装置。 感应加热设备的应用领域： 1、焊接：刃具、钻具、刀具、木工刀具、车刀、钎头、钎焊、铰刀、铣刀、钻头、锯片锯齿、眼镜行业的镜架、钢管、铜管的焊接、截齿焊接、同种异种金属的焊接、压缩机、压力表、继电器接触点、不锈钢锅底不同材料的复合焊接、变压器绕组铜线的焊接、贮藏(气灌嘴的焊接、不锈钢餐、厨具的焊接)。 2、热处理：齿轮、机床导轨、五金工具、气动工具、电动工具、液压件、球墨铸铁、汽摩配、内配等机械金属零件(表面、内孔、局部、整体)的淬火、退
驱动高频亥姆霍兹线圈的三种方法探讨研究 诸如磁场感应、校准和科学实验的许多应用都经常用高频亥姆霍兹线圈来产生均匀但随时间变化的高频磁场。产生这样的磁场需要用到高频亥姆霍兹线圈驱动器。因为磁场密度正比于电流，所以为了产生大的磁场，需要产生大的电流。然而，在高频情况下线圈阻抗也变成高阻抗了。 对于一个给定的驱动器电压幅度，线圈电流反比于线圈阻抗。因此影响磁场的两个相反因素是电流和频率。实现高频磁场是很困难的。本文讨论了三种帮助高频亥姆霍兹线圈产生强磁场的技术。 高频亥姆霍兹线圈基础 亥姆霍兹线圈是因德国物理学家Hermann von Helmholtz而命名的，由两个完全相同且并行放置的电磁线圈组成，这两个线圈中心在同一轴线上，就像镜像一样，如图1所示。当电流以相同方向经过这两个高频亥姆霍兹线圈时，就会在线圈内的三维空间内产生一个高度均匀的磁场。这些亥姆霍兹线圈经常用于抵消背景（地球）磁场、测量和校准，以及电子设备敏感性测试中的磁场。 图1：单轴高频亥姆霍兹线圈由一对半径为R、间距等于R的两个线圈组成。 亥姆霍兹线圈的设计和制造 高频亥姆霍兹线圈是由两个线圈搭建而成的。因为两个磁性线圈设计成完全相同，因此当线圈半径等于间隔距离时就能产生均匀的磁场。这两个线圈以串联的方式连接在一起，因此给它们馈送的电流相同，从而产生两个相同的磁场。这两个磁场叠加在一起就会在两个并行线圈中心的圆柱形空间中产生均匀的磁场。 这个圆柱形空间的均匀磁场约等于25%的线圈半径（R），长度等于两个线圈之间间距的50%。高频亥姆霍兹线圈可以做成1、2或3轴。多轴磁性线圈可以在亥姆霍兹线圈对内部的三维空间内产生任意方向的磁场。最常见的高频亥姆霍兹线圈是圆形的。方形的亥姆霍兹线圈也经常使用。
新型高效变频电磁感应加热技术 一、所属行业：塑料橡胶制造行业等 二、技术名称：新型高效变频电磁感应加热技术 三、适用范围：工业领域加热，特别适用于塑料橡胶制造加工，石油化工、医药食品、染整服装等加热。 四、技术内容： 1.技术原理 通过内部整流滤波电路将市电（50Hz/220v/380v）的交流电变成直流电，再经过PWM(技术核心)控制电路将直流电转换成频率为20-30KHz的高频高压电，高速变化的电流通过加热线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过被加热金属物体（导磁导电物体）时，会在被加热金属物体内产生无数的小涡流，从而使被加热体自身高速发热。是一种新型高效、环保节能的加热方式。 2.关键技术 PWM控制电路及大功率IGBT元器件。 3.工艺流程 五、主要技术指标：
变频电磁加热器与传统加热器比较： 1、热效率95%以上，节电30%-60%。 2、装机容量（功率）可减少40%，大大减少电网负荷。 3、功率密度不受限制，加热温度可以达到600度以上，甚至可达上千度。 4、加热迅速及时，温度控制实时准确。 六、技术应用情况： XX电磁科技有限公司自主开发“工业微电脑变频电磁加热器”已被国家知识产权局授予实用新型专利技术。这一技术已在全国各地推广应用3年，节能效果较为明显。 七、典型用户及投资效益： XX科技有限公司、XX GROUP CO.LTD等。 八、推广前景和节能潜力： 就塑料加工行业而言，中国目前已经成为仅次于美国的第二大国，2008年规模以上企业塑料制品年生产量达37138Kt（2009中国塑料工业年鉴），全国现有塑料生产机械约160万套，加热部分的电容量就达2000万千瓦，全年用电量为600亿千瓦时，且每年仍以15%速度递增。若所有的设备都采用该项节能技术，按最少节能30%计算，全国每年可节约用电180亿千瓦时。
摘要 本文以感应加热为研究对象，简要介绍了感应加热的基本原理和特点，阐述了感应加热技术的现状及其发展趋势。本文主要研究了感应加热器的设计方法。感应加热器是利用工件中的涡流的焦耳效应将工件加热，这种加热方式具有效率高、控制精确、污染少等特点，在工业生产中得到了广泛的应用。如何设置感应线圈的参数使之满足被加热工件中性能要求普遍关注的问题。 传统的设计方法是利用线圈在整个电路中的等效电阻地位，利用一系列电磁学公式计算出线圈的性能参数。然而这种基于实验的系统设计方法却耗时费力，并且测量成本高。因此，近似模拟方法对于感应加热器的设计和研究具有重要意义。 本文的主要工作是建立感应加热器的近似设计方法。从感应加热理论的一系列经过实验数据修正过的理论曲线为依据，根据工艺要求得出相关物理参数，并通过计算得到感应器的设计参数。 关键词： 第一章绪论 1.1 国内外感应加热的发展与现状 随着现代科学技术的发展，对机械零件的性能和可靠性要求越来越高，金属零件的性能和质量除材料成分特新外，更与其加热技术密不可分。例如，加热速度的快慢不仅影响生产效率而且影响产品的氧化程度，局部温度过冷或过热可能导致产品变形甚至损坏等。由于感应加热具有热效率高，便于控制等优点，目前在金属材料加工，处理等方面得到广泛应用。 在工业发达国家，感应加热研究起步较早，应用也更为广泛。1890年瑞士技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽式有芯炉，感应加热技术开始进入实用化阶段。1966年，瑞士和西德开始利用可控硅半导体器件研制感应加热装置。从此感应加热技术开始飞速发展，并且被广泛用于生产活动中。 在我国，感应加热技术起步比较晚，与世界发达国家相比存在较大的差距。直到80年代
管道电磁感应加热改造线圈绕线详解 管道加热是工业上比较通用的加热负载，常用应用于塑料、橡胶、石油管道、供暖设备、热水炉、模具等设备中，传统的管道加热是采用电阻带或电热管进行加热，电阻式加热虽然造价比较低，但热效率低下，仅60%以下，而且比较容易坏，经常修理、更换，影响整体设备的产能,给用户带来极大不方便。随着变频电力电子的发展，可以很好地利用电磁感应涡流加热的方法来解决这个问题，电磁加热原理由于是非接触式加热，而且热效率高达95%以上，因此受很多用户的青睐。但是，电磁加热的整配备制作，涉及的知识比较广，不仅懂电工，还要懂电子，线圈的制作加热绕制方法给不少用户带来不少困难，在这里，给大家介绍一下江信电磁30kW电磁加热器及其管道电磁线圈的绕制方法，让高深的电磁加热技术不再难，让人人都懂电磁感应加热应用技术，江信电磁技术支持。 一、材料的准备： 1、江信电磁30kW电磁加热器1台 2、30mm玻璃丝毯保温材料，长2米，宽约1米 3、16mm2 国标云母玻璃纤维高温线，50米 4、玻璃纤维布，宽100mm，1卷 5、数字电桥1台 6、100A线耳若干个 二、改装方法详解： 1、选取被加热管道外面包一层30mm玻璃丝毯保温材料，包圈即可，不要多层！刚好一圈，长度约1米左右。 2、用玻璃纤维布把保温材料包住，轻轻包住，也不能压太紧！保证保温棉厚度约20-25mm 之间即可，尽可能包外观漂亮。 3、把准备好的50米16mm2 国标云母玻璃纤维高温线绕上去，保证两边的引线约1.5~2米左右，线圈每圈之间可相隔3-5mm左右，最高不能高于10mm，每圈之间不能过于太密，因为线圈在工作时，也是发热的，保证一定的间隔来散热。 4、用数字电桥量电感量，调到L测量电感量的2mH档测量，约200-250uH左右的电感量就可以完成线圈的制作。 5、最后把线圈的两端用扎带扎紧，防止线圈松动脱落，线圈外面不需要增加任何保护措施，因为线圈外面本来就是云母绕包住，是绝缘材料，不会对人体构成触电危险。特别注意的是，线外面200mm以内不能有金属材料，否则也会发热！若的确需要屏蔽磁场的话，可以在距离线回头100mm左右用铝板进行隔包一圈，但不能完全包住，要留出10mm以上用环氧板固定，绝对不能构成回路，否则在工时时会起火花，严重时，可能会出安全事故。 6、最后，把江信电磁加热控制器上的A B C端子接三相380V电源，L1和L2端子接上线圈两端，把R/S端子短接或按住红色键不放就可以启动。工作时，显示的是电流值，一般43-45A之间就合格。再按一下绿色键，看工作频率10-18kHz之间即合格。若是频率过低了，就减少线圈的圈数，反之就增加线圈的圈数。使控制器工作在理想的工作参数范围之内，完成后，保留足够的引线后，多余的线可以剪掉。江信电磁加热器应放在通风透气的地方，若是放在机箱内，要做好排风系统，必须保证良好的空气对流。
电磁感应加热 感应加热的性能与特点 与传统的加热方式(如火焰式加热)相比，感应加热具有如下的一些性能特点：具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质；工件材料烧损小，氧化皮生成少。 原理 感应加热方式是通过感应线圈把电能传递给被加热的金属工件，然后电能再在金属工件内部转化为热能，感应线圈与金属工件并非直接接触，能量是通过电磁感应传递的，因而，我们把这种加热方式称为感应加热。 感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。增加工件中感应电流的另一个有效途径是提高感应线圈中电流的频率，由于工件中的频率越高，磁通的变化就越快，感应电势就越大，工件中的感应电流也就越大。对同样的加热效果，频率越高，感应线圈中的电流就可以小一些，这样可以减少线圈中的功率损耗，提高设备的电效率。 在感应加热过程中金属工件内部各点的温度是在不断发生变化的，感应加热的功率越大，加热时间越短，金属工件表面温度就越高，工件中心部位的温度就越低。如果感应加热时间长，金属工件表面和中心的温度通过热传导而趋于均匀。 感应加热设备的选用是根据被加热工件的工艺要求和尺寸大小来决定的。根据被加热工件的材质、大小以及加热区域、加热深度、加热温度、加热时间等工艺要求，进行综合计算与分析，来确定感应加热设备的功率、频率和感应线圈等技术参数。 柔性陶瓷电加热 柔性陶瓷电加热设备是由柔性陶瓷电加热及其温度测量和控制设备组成，其是利用电能激发辐射能并进行加热的装置。当柔性陶瓷电加热器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的远红外辐射性能、可充分发挥辐射加热的特点时称为远红外电加热器。 柔性陶瓷片电阻加热，它的原理是利用远红外辐射方式加热。用这种方法进行厚壁管的热处理时，热源先从加热元件向管子外壁辐射传热再从外壁表面向内壁传导热量，由于管道长度方向的热传递散热，使得内外壁产生较大的温差。管子径向远离加热源中心的部位(焊缝根部)的温度与管子表面温度相差较大。 如在对规格为420×70mm，长度为680mm的P22管子进行的内外壁温差的热处理过程中，以柔性陶瓷加热器进行加热，加热温度770℃，保温4h，加热宽度500mm。结果发现，平焊位置内外壁温差为50℃，仰焊位置温差内外壁为30℃，这么大的内外壁温差很难保证
感应加热DIY教程 总体架构： 串联谐振2.5KW 锁相环追频ZVS，MOSFET全桥逆变； 磁芯变压器两档阻抗变换，水冷散热，市电自耦调压调功，母线过流保护。 在开始制作之前，有必要明确一些基础性原理及概念，这样才不至于一头雾水。 一．加热机制（扫盲用，高手跳过） 1.1涡流，只要是金属物体处于交变磁场中，都会产生涡流，强大的高密度涡流能迅速使工件升温。这个机制在所有电阻率不为无穷大的导体中均存在。 1.2感应环流，工件相当于一个短路的1匝线圈，与感应线圈构成一个空心变压器，由于电流比等于匝比的反比，工件上的电流是感应线圈中电流的N（匝数）倍，强大的感应短路电流使工件迅速升温。这个机制在任何导体中均存在，恒定磁通密度情况下，工件与磁场矢量正交的面积越大，工件上感生的电流越大，效率越高。由此可看出，大磁通切割面积的工件比小面积的工件更容易获得高温。 1.3磁畴摩擦（在铁磁体内存在着无数个线度约为10-4m的原本已经磁化了的小区域，这些小区域叫磁畴），铁磁性物质的磁畴，在交变磁场的磁化与逆磁环作用下，剧烈摩擦，产生高温。这个机制在铁磁性物质中占主导。 由此可看出，不同材料的工件，因为加热的机制不同，造成的加热效果也不一样。其中铁磁物质三中机制都占，加热效果最好。铁磁质加热到居里点以上时，转为顺磁性，磁畴机制减退甚至消失。这时只能靠剩余两个机制继续加热。 当工件越过居里点后，磁感应现象减弱，线圈等效阻抗大幅下降，致使谐振回路电流增大。越过居里点后，线圈电感量也跟着下降。LC回路的固有谐振频率会发生变化。致使固定激励方式的加热器失谐而造成设备损坏或效率大减。 二．为什么要采用谐振？应采用何种谐振？ 2.1先回答第一个问题。我曾经以为只要往感应线圈中通入足够强的电流，就成一台感应加热设备了。也对此做了一个实验，见下图。
电磁感应加热系统电路设计 * 宋国梅,王永涛 (潍坊学院,山东 潍坊 261061)摘 要:电磁感应加热技术在家电等行业具有广泛的应用。分析了电磁感应加热技术的工作原理,对系统整体功能构成框图进行了研究,设计了主电路结构图和EM I 滤波器电路;系统设计完成了电磁感应加热系统的基本功能,实现了系统的性能设定指标。 关键词:单片机;电磁感应;EM I 滤波 中图分类号:T P212 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2010)04-0034-03 电磁感应加热技术是一种新型的加热技术,它利用高频电加热原理,将交流电转化为高频电流,产生高频磁场,当磁场内磁力线通过绝缘板作用在铁质容器外壳时,磁力线被切割,产生大量小涡流,使铁质容器的自身迅速发热,从而达到加热的目的。它较目前家电中常用的电热丝加热技术、远红外加热技术、微波加热技术等具有无可比拟的优越性。 电磁感应加热技术在热效率、功能、高效节能、电磁辐射等方面是当今家电设计领域中新型的技术。它弥补了电热丝加热技术和微波加热技术不能用在烹饪等领域的不足,也弥补了微波加热技术辐射强的缺点。 1 电磁感应加热的基本原理 图1是最简单的一种变压器电路模型,其初级线圈和次级线圈间功率、电压和电流关系分别满足公式 (1)、公式(2)和公式(3),其中符号P 表示系统的总功率,U 1、I 1、N 1分别表示初级线圈的电压、电流和匝数,U 2、I 2、N 2分别表示次级线圈的电压、电流和匝数。这里,忽略漏磁电流的影响,初级线圈与次级线圈的损耗均由绕组的电阻引起,当次级绕组为短路时,由于负载电流(次级绕组的电流)增大而产生热损耗,如图2所示。由能量守恒定律可知,电源提供的能量与初级线圈和次级线圈的总损耗相等。 图1 一般形式的变压器 图2 次级短路的变压器 P 1=U 1*I 1=U 2*I 2 (1)U 1U 2=N 1N 2 (2)I 1I 2=-N 2N 1(3) 由于电磁感应加热的基本目的是使次级线圈产生的热量最大,因此,感应加热线圈与负载之间的缝隙要设计的足够小,次级线圈要由低阻抗且高渗透性特性的材料制成。非铁金属或不含铁的金属由于其高阻抗和低渗透性会破坏能量的功效,通常不被采用。因此,对于电磁感应加热系统,铸铁、不锈钢等材料能满足上述要求,而陶瓷、玻璃、铝、铜等材料则不能满足要求。 34 第10卷第4期 潍坊学院学报 V ol.10N o.42010年8月 Jo ur nal of W eifang U niv ersity A ug.2010 *收稿日期:2009-12-16 作者简介:宋国梅(1963-),女,山东潍坊人,潍坊学院研究实习员。
电磁感应加热技术的发展 磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐渐进入实用化阶段。 20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大地促进了感应加热技术的发展。 1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展。 20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及SIT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。现在比较常用的是IGBT和MOSFET，IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。据报道，国外可以采用IGBT将感应加热装置做到功率超过1000kW ，频率超过50kHz。而MOSFET较适用高频场合，通常应用在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500kHz以上，甚至几兆赫兹。然而国外也有推出采用MOSFET的大功率的感应加热装置，比如美国研制的2000kW /400kHz的装置。
我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入，主要应用在汽车工业。随着20世纪电源设备的制造，感应淬火工艺装备也紧随其后得到发展。现在国内感应淬火工艺装备制造业也日益扩大，产品品种多，原来需要进口的装备，逐步被国产品所取代，在为国家节省外汇的同时，发展了国内的相关企业。目前感应加热制造业的服务对象主要是汽车制造业，今后现代冶金工业将对感应加热有较大需求。 一、感应加热特点 感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化和在线生产、生产效率高等特点，是内部热源，属非接触加热方式，能提供高的功率密度，在加热表面及深度上有高度灵活的选择性，能在各种载气中工作（空气、保护气、真空），损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。它与可控气氛热处理、真空热处理少无氧化技术已成为热处理技术的发展主流。 其主要应用有： （1）冶金有色金属的冶炼，金属材料的热处理，锻造、挤压、轧制等型材生产的透热，焊管生产的焊缝。 （2）机械制造各种机械零件的淬火，以及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热;压力加工前的透热。 （3）轻工罐头以及其他包装的封口，比如着名的利乐砖的封口包装。
电磁感应加热 一、前言网络的普及，及物流运输业的发展，传统行业的地区性慢慢打破，用户通过网络可以寻找更多的提供商，随着近几年物价的上涨，人工费的上涨，而市场竞争越来越激烈，产品利润越来越低，热加工企业生存压力越来越大，怎样降低产品成本，提高产品的竞争力，是每个企业面临的一个核心问题。随着电磁加热技术的出现以及这几年的实际应用，大量的数据证明，通过电磁加热节能改造后的机器设备，生产效率、产品质量、节省能源方面大大优于传统电阻丝加热的模式。传统的加热方式存在的主要问题：塑料行业，如吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机等生产企业的生产设备大部分是采用电热圈对料筒和模头进行加热，存在以下问题：目前在 1、热损失大： 绕制在料筒上的电阻丝加热圈内外都发热，而只有紧贴在料筒内面的热，大约50%传递到料筒上，同时，外面的热量，约50%散失到空气中，热损失大，传导在现有企业采用的加热方式，是由电阻丝绕制的加热圈，加热圈的内外双面均发热，其内面（紧贴熔胶筒部分）的热传导到溶胶筒上，而外面的热量大部分散失到空气中，造成电能的浪费。 2、车间环境温度上升：由于热量大量散失，周围环境温度升高，尤其是夏季对生产环境影响很大，现场工作温度甚至超过了
45℃，有些企业不得不采用空调降低温度，这又造成能源的二次浪费。 3、传统发热圈使用寿命短、维修量大：由于采用电阻丝发热，其加热温度长时间高达300多度，电阻丝容易因高温老化而烧断，常用电热圈使用寿命不长，多为6个月左右。因此，维修保养的工作量相对较大，而且更换的费用也相对很高。 4、由于车间内温度高，机器油温升高，大大缩短油封、油泵使用寿命，出现漏油和压力不稳定现象 二、电磁感应加热电磁感应加热节能系统，是将电磁感应加热原理应用于塑料、橡胶等行业的节能系统，替代塑料、橡胶等行业中电阻丝加热工艺的节能系统，它解决了塑料行业长期以来使用电阻加热方式进行塑料原料的熔融、混炼和塑化过程中所带来的热效率低，耗电量大和工作条件差的问题，填补了我国用感应加热方式替代电阻加热方式在塑料行业应用的空白。电磁感应加热原理： 科益热技术引进日本最新高频电磁感应加热技术开发出一种适合国内企业要求的新型高频电磁加热系统是通过电磁感应加热控制器把将220V或380V，50Hz的交流电转换成频率为20-40KHz 的高频高压电，当高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行快速发热，从而加热金属材料料筒内的东西。同时，配合高效能的保温装置，
感应加热原理及应用 1.电磁感应原理 1831年，英国物理学家faraday发现了电磁感应现象，并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。 利用高频电压或电流来加热通常有两种方法： （1）电介质加热：利用高频电压（比如微波炉加热） （2）感应加热：利用高频电流（比如密封包装） 2．电介质加热（dielectric heating） 电介质加热通常用来加热不导电材料，比如木材。同时微波炉也是利用这个原理。原理如图1： 图1 电介质加热示意图 当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中，介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动，从而产生热量，达到加热效果。 3．感应加热（induction heating） 感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图2： 图2 感应加热示意图 皕赫国际贸易(上海)有限公司 TEL: +86 (0)21 60896520
皕赫国际贸易(上海)有限公司 TEL: +86 (0)21 60896520 基本电磁定律： 法拉第定律：d e N dt φ= 安培定律：Hdl NI ?= 其中：BdS φ=?，0r B u u H = 如果采用MKS 制，e 的单位为V ，?的单位为Wb ，H 的单位为A/m ，B 的单位为T 。 以上定律基本阐述了电磁感应的基本性质， 集肤效应： 当交流的电流流过导体的时候，会在导体中产生感应电流（如图3），从而导致电流向导体表面扩散。也就是导体表面的电流密度会大于中心的电流密度。这也就无形中减少了导体的导电截面，从而增加了导体交流电阻，损耗增大。工程上规定从导体表面到电流密度为导体表面的1/e ＝0.368的距离δ为集肤深度。 在常温下可用以下公式来计算铜的集肤深度： δ= 式（1） 图3 涡流产生示意图 从以上可以看到，如果增大电流和提高频率都可以增加发热效果，是加热对象快速升温。所以感应电源通常需要输出高频大电流。 参考文献：fundalmentals of power electronics, R.W.Erickson （讲义） TPIH2500 Textbook Tetra Pak Technical Training Centre 三 感应加热电源常见框图结构和控制方法 1．感应加热电源常见框图
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。自70年代中期后，对高频设备也进行了一系列改进，如: (1)用节能型牡钨烟丝电子管代替老式纯钨灯丝系列电子管，如FV-911代替FV-433 } FV-431,FV-89F管等; (2)采用高压硅堆整流代替充汞闸流管整流; (3)采用大功率双向可控硅结合微机调压代替原闸流管调压; (4)根据各自工艺条件重新更改振荡回路，选择合理的振荡频率。这样，经过一系列改造后，使我省的频设备整机总电效率有一定的提高，在节能方面有一定的效果，但由于振荡电子管这个耗电最大的器件未改掉，所以在节能方面，并不是特别显著。 2、全晶体苍高频感应加热设备 电子技术的发展，可谓日新月异。80年代初，日本首先改进半导体生产工艺，开发生 产出场控电力电子器件—大功率静电感应晶体管(SIT ) ,并设计制成换流桥式的，把直流电能量转换成高频电能量的全晶体管化高频感应加热设备，随后美国、西德等发达国家也迅速研制，使之很快就商品化了。 2. 1大功率静电感应晶体管(SIT)的特点 大功率静电感应晶体管(SIT)是一种大功率电力电子器件，它的符号与三极管相同，作 用也相似，但它主要用在大功率换流或导通的控制场合，它具有以下几个特点:
感应加热的性能与特点 与传统的加热方式(如火焰式加热)相比，感应加热具有如下的一些性能特点：具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质；工件材料烧损小，氧化皮生成少。 原理 感应加热方式是通过感应线圈把电能传递给被加热的金属工件，然后电能再在金属工件内部转化为热能，感应线圈与金属工件并非直接接触，能量是通过电磁感应传递的，因而，我们把这种加热方式称为感应加热。 感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。增加工件中感应电流的另一个有效途径是提高感应线圈中电流的频率，由于工件中的频率越高，磁通的变化就越快，感应电势就越大，工件中的感应电流也就越大。对同样的加热效果，频率越高，感应线圈中的电流就可以小一些，这样可以减少线圈中的功率损耗，提高设备的电效率。 在感应加热过程中金属工件内部各点的温度是在不断发生变化的，感应加热的功率越大，加热时间越短，金属工件表面温度就越高，工件中心部位的温度就越低。如果感应加热时间长，金属工件表面和中心的温度通过热传导而趋于均匀。 感应加热设备的选用是根据被加热工件的工艺要求和尺寸大小来决定的。根据被加热工件的材质、大小以及加热区域、加热深度、加热温度、加热时间等工艺要求，进行综合计算与分析，来确定感应加热设备的功率、频率和感应线圈等技术参数。 柔性陶瓷电加热 柔性陶瓷电加热设备是由柔性陶瓷电加热及其温度测量和控制设备组成，其是利用电能激发辐射能并进行加热的装置。当柔性陶瓷电加热器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的远红外辐射性能、可充分发挥辐射加热的特点时称为远红外电加热器。 柔性陶瓷片电阻加热，它的原理是利用远红外辐射方式加热。用这种方法进行厚壁管的热处理时，热源先从加热元件向管子外壁辐射传热再从外壁表面向内壁传导热量，由于管道长度方向的热传递散热，使得内外壁产生较大的温差。管子径向远离加热源中心的部位(焊缝根部)的温度与管子表面温度相差较大。 如在对规格为420×70mm，长度为680mm的P22管子进行的内外壁温差的热处理过程中，以柔性陶瓷加热器进行加热，加热温度770℃，保温4h，加热宽度500mm。结果发现，平焊位置内外壁温差为50℃，仰焊位置温差内外壁为30℃，这么大的内外壁温差很难保证钢热处理根部温度达到工艺要求。
电磁加热器结构及工作原理 目录： 一、电磁加热器结构 二、电磁加热器工作原理 三、电磁加热器操作与调试 一、电磁加热器结构 井口加热器主体为棒式往复式管状结构，由铁磁性热载棒体和钢套管与高强度法兰组合焊接加工制成。经先进的焊接工艺处理，加热器的主体具有高强耐压、坚固密封、热应变能力强和抗腐蚀等特点，能承受足够的机械压力和强度。 电磁加热器外观：
电磁加热器安装示意图 115 1213 进油口法兰 出油口法兰 传感器安装孔 温控器防爆接线盒 温控器电缆引线咀引线） 6.加热器控制柜 控制柜开关门锁 加热器铭牌 加热器防爆接线盒 过热保护电缆引线咀（KT1引线） 加热器电源电缆引线咀 加热器棒体 加热器安装支架 出油口截门 旁通截门 16.进油口截门 连接短节（便于维修或更换） 14 15 16 1 23 4 7 6 10 9817 电磁加热器结构图
与井口加热器配套使用的电热控制柜，为柜式防护结构，由优质厚钢板弯制焊接而成。壳体采用静电喷涂防腐工艺处理。柜内由漏电式空气开关，交流接触器、温控仪表、无功补偿元件、过热保护继电器等器件组成。控制电路装置有主令开关，可以人工投入和切除控制回路电源。 井口加热器根据使用场所，配套使用的电热控制柜分为：一般防护型和防爆型两种规格；加热方式又分为工频电热型和恒温变频电热型两种，可适用于不同的加热工艺和使用场所。 防爆控制柜
温控仪表 接线箱 防爆配电控制柜示意图 控制开关 电源开关 仪表观察窗 防爆接线箱
一般防护型控制柜示意图 井口加热器结构与安装示意图
进油口法兰 出油口法兰 传感器安装孔 温控器防爆接线盒 温控器电缆引线咀 6.加热器控制柜 控制柜开关门锁 加热器铭牌 加热器防爆接线盒 过热保护电缆引线咀 加热器电源电缆引线咀 加热器棒体 加热器安装支架 出油口截门 旁通截门 16.进油口截门 结构：主体为棒式往复式管状结构，配套使用防爆控制柜，井口来液低进高出通 过腔体进行加热。 二、电磁加热器工作原理 1.电磁加热器热载体由高温热缆缠绕在铁磁性钢管棒芯上，并结构套入护套 钢管内形成磁场闭合回路。由于铁磁性钢管的自身特性，电流通过高温电缆回路 作用于电磁热载棒体上，使铁磁性钢管迅速产生强烈的磁滞涡流及磁阻热效应， 而热载体释放的杂散磁场经外套钢管屏蔽吸收并产生圆环内集肤效应热，用来直 接加热石油。而电磁加热器消耗的无功电力通过无功功率就地补偿后，其功率因 数则达到0.95以上，其所消耗的无功电能而直接转换为热能，一并用来加热石 油介质，因此，其热效率高达98%以上。与阻性加热器相比，在同等加热工艺条 件下其平均节电率达10-21%。
那么，感应加热实际上是如何工作的呢？感应加热是通过在一个导体中产生电流来工作的。它是这样的： 首先，一个铜线圈（通常是螺线管，但不完全），在它部有一个大的，时变的电流，这个电流通过加在线圈上的时变电压产生（通常是通过施加正弦波的形式）。 然后此电流会创建一个随时间变化的磁场（对于螺线圈来说，l NI H =），这将产生一个时变的磁通（H B μ=）。 如果一个导体放在磁场中，那么它周围就会产生电压。（BA dt d E == φφ ,） 。 如果导体是个闭环，感应电压会在导体的外部产生循环的电流。 jX R V I jX R I V += +=)....( 由于这是一个交流系统，肯定会有阻抗的补偿：如果是直流系统，磁通变化率（dt d φ）将会是0，所以就不会有感应电流产生。 最后，这个产生的电流会在工件中产生R I 2的损失，可以有效地使这种加热途径成为一种电阻加热方法，albeit with the current flowing at right angles to that of direct resistance heating （也就是围绕着钢坯而不是顺沿着钢坯）。 通过考虑在管状金属薄片中的电流流量，已经知道了感应加热工作的基本原理，我们将要观察的是当感应加热一个固体工件时的感应电流。 这个问题的答案是一个相当复杂的数学问题，并且深入的研究它会很浪费时间。因此，我将提供一个简单的描述，来告诉你磁场以及电流是怎么样在要加热的材料上工作的，之后便是解析答案。这种方法就避免了矢量积分，贝塞尔函数等复杂问题。 为了避免讨论磁通的返回路径和最终影响，我们把一个半无限大的平板作为加热对象，只是通过在它上面的无限大的电流2-diamentional sheet 来加热它。这个图表示的是无限部分中有限的一部分。代表工作头的电流层左右（x 方向）、前后（z 方向）无限延伸。在y 方向上没有占用所有的空间。 代表工件的半无限大的平板在z 方向和x 方向上也是无限延伸的，但在y 方向上是从0到负无穷。 为了观察电流的去向，我们可以把这个同性质的平板分割成一系列的薄片。 先考虑顶层。它有一个随时间变化的磁场，作用在它上面的是)cos(?0 t H ω。
为什么高频电感线圈一般用多股绝缘线或空心铜管绕制？ 交流电通过导体时,各部分的电流密度不均匀,导体内部电流密度小,导体表面电流密度大,这种现象称为趋肤效应. 交流电的频率越高,趋肤效应越显著,频率高到一定程度,可以认为电流完全从导体表面流过.因此在高频交流电路中,必须考虑趋肤效应的影响,例如收音机磁性天线上的线圈用多股互相绝缘的导线绕制,电视室外天线不用金属棒而用直径较粗的金属管制作,都是为了增加导体的表面积,克服趋肤效应带来的不利影响的实例. 就是因为电流的趋肤效应,频率越高电流的趋肤效应越明显,在实心导体中心位置的电流越小,空心管可以节省材料降低成本而又不影响使用,多股绝缘线减小了中心面积提高了导线的利用率. 电感线圈 —基础知识 电感是利用电磁感应的原理进行工作的.当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用.对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做"自感";对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做"互感". 电感线圈的电特性和电容器相反,"阻高频,通低频".也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它.电感线圈对直流电的电阻几乎为零. 电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为"阻抗"电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感.电感线圈有时我们把它简称为"电感"或"线圈",用字母"L"表示.绕制电感线圈时,所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的"匝数". Ⅱ.主要性能指标 电感线圈的性能指标主要就是电感量的大小.另外,绕制电感线圈的导线一般来说总具有一定的电阻,通常这个电阻是很小的,可以忽略不记.但当在一些电路中流过的电流很大时线圈的这个很小的电阻就不能忽略了,因为很大的线圈会在这个线圈上消耗功率,引起线圈发热甚至烧坏,所以有些时候还要考虑线圈能承受的电功率. Ⅲ.类别 在电路中常用的电感线圈的分类大致有这么几种:如果按照电感线圈所使用的线圈心的
感应加热简介 电磁感应加热，或简称感应加热，是加热导体材料比如金属材料的一种方法。它主要用于金属热加工、热处理、焊接和熔化。 顾名思义，感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。感应加热系统的基本组成包括感应线圈，交流电源和工件。根据加热对象不同，可以把线圈制作成不同的形状。线圈和电源相连，电源为线圈提供交变电流，流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场，该磁场使工件产生涡流来加热。 感应加热原理 感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，在工件表面层产生密度很高的感应电流，迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法，当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。金属工件放入感应圈内，在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种现象称为表面效应或集肤效应。感应加热就是利用集肤效应，依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。感应圈用紫铜管制做，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到一定温度时，立即喷水冷却，使表面层获得马氏体组织。 感应电动势的瞬时值为： 式中：e——瞬时电势，V；Φ——零件上感应电流回路所包围面积的总磁通，Wb，其数值随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大，并与零件和感应器之问的间隙有关。 为磁通变化率，其绝对值等于感应电势。电流频率越高，磁通变化率越大，使感应电势P相应也就越大。式中的负号表示感应电势的方向与的变化方向相反。 零件中感应出来的涡流的方向，在每一瞬时和感应器中的电流方向相反，涡流强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗，可表示为： 式中，I——涡流电流强度，A；Z——自感电抗，Ω；R——零件电阻，Ω；X——阻抗，Ω。 由于Z值很小，所以I值很大。 零件加热的热量为： 式中Q——热能，J；t——加热时间，s。 对铁磁材料（如钢铁），涡流加热产生的热效应可使零件温度迅速提高。钢铁零件是硬磁材料，它具有很大的剩磁，在交变磁场中，零件的磁极方向随感应器磁场方向的改变而改变。在交变磁场的作用下，磁分子因磁场方向的迅速改变将发生激烈的摩擦发热，因而也对零件加热起一定作用，这就是磁滞热效应。这部分热量比涡流加热的热效应小得多。钢铁零件磁滞热效应只有在磁性转变点A2（768℃）以下存在，在A2以上，钢铁零件失去磁性，因此，对钢铁零件而言，在A2点以下，加热速度比在A2点以上时快。 感应加热具体应用 感应加热设备 感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。 感应加热表面淬火 将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。 与普通加热淬火比较感应加热表面淬火具有以下优点：
二感应加热基本原理 1.电磁感应原理 1831年，英国物理学家faraday发现了电磁感应现象，并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。 利用高频电压或电流来加热通常有两种方法： （1）电介质加热：利用高频电压（比如微波炉加热） （2）感应加热：利用高频电流（比如密封包装） 2．电介质加热（dielectric heating） 电介质加热通常用来加热不导电材料，比如木材。同时微波炉也是利用这个原理。原理如图1： 图1 电介质加热示意图 当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中，介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动，从而产生热量，达到加热效果。 3．感应加热（induction heating） 感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图2： 图2 感应加热示意图 基本电磁定律：
法拉第定律：d e N dt φ= 安培定律：Hdl NI ?= 其中：BdS φ=?，0r B u u H = 如果采用MKS 制，e 的单位为V ，?的单位为Wb ，H 的单位为A/m ，B 的单位为T 。 以上定律基本阐述了电磁感应的基本性质， 集肤效应： 当交流的电流流过导体的时候，会在导体中产生感应电流（如图3），从而导致电流向导体表面扩散。也就是导体表面的电流密度会大于中心的电流密度。这也就无形中减少了导体的导电截面，从而增加了导体交流电阻，损耗增大。工程上规定从导体表面到电流密度为导体表面的1/e ＝0.368的距离δ为集肤深度。 在常温下可用以下公式来计算铜的集肤深度： 7.5 δ= 式（1） 图3 涡流产生示意图 从以上可以看到，如果增大电流和提高频率都可以增加发热效果，是加热对象快速升温。所以感应电源通常需要输出高频大电流。 参考文献：fundalmentals of power electronics, R.W .Erickson （讲义） TPIH2500 Textbook Tetra Pak Technical Training Centre 三 感应加热电源常见框图结构和控制方法 1．感应加热电源常见框图