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简述感应发热的来源

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-01-03

  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,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。

  选择中频熔炼炉金属透热时的频率应根据两个主要因素:加热时间和电效率。
 

  1.中频熔炼炉加热时间

  感应加热时,电能在金属的“透入深度”层转化为热能,再依靠金属本身的热传导能力使热能由温度高处向低处传递,因而在径向上形成一定温差。在保证工件温差一定的条件下,加热时间越短越好,因为加热时间越短金属表面氧化程度就越轻,同时相应地提高了生产率。为此,应适当降低频率,即加澡有效加热层d肿以保证在*短时间内达到透热。

  但是,随着中频熔炼炉频率的降低,有效加热层的增长趋干一极限值。过份降低频率(即加大电流透八深度和金属直径D的比值),不但不能再加澡有效加热层和减少金属的径向温差,反而会引起电效率的显著下降,所以实际上存在一个为保证*小温差的频率上限值。

  2.中频熔炼炉电效率

  单纯从感应器的电效率考虑,似乎是频率愈高愈好。实际并非如此,开始时,感应器的电效率随频率井高而显著升高,当频率高达一定值后,电效率趋于一极限值,如果继续提高频率,只能有限地提高电效率,但达时就难阻保证径向温差了。

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