電磁感應加熱設備加熱原理詳解

電磁感應加熱設備加熱原理是我們今天要討論的重點。
眾所周知，導體（工件）的電磁感應加熱技術來源于法拉第電磁感應原理。
如圖1所示，感應加熱電源產生的中高頻交變電流通過感應器（常用螺旋線圈），在感應線圈的內部和外圍產生與線圈電流同頻率的交變磁場；導體工件置于交變磁場中，導體和交變磁場形成相對運動，也就是導體切割磁力線，從而在工件內部感應出電動勢（電壓）和頻率相同但方向相反的電流（渦流）。
工件的發熱由兩種效應導致。由于導體有電阻，渦流流過導體時產生電阻熱（焦耳熱效應），實現從工件內部發熱。對于鐵磁性工件，在居里點溫度以下其內部自發磁化形成許多磁疇結構。中高頻交變磁場不斷地對磁疇進行磁化，亦即改變磁疇的磁極方向。磁疇在改變其方向的時候與周圍磁疇相互摩擦產生熱量，稱之為磁滯熱效應，也會使得工件溫度升高。

由于磁滯熱效應，被加熱工件在其居里點溫度之下時感應加熱速度很快。當工件的溫度超過居里溫度之后磁滯熱效應消失，只能依靠焦耳熱效應升溫，加熱速度變慢。通常鐵磁性材料的居里點溫度在500~600℃之間。由于常見工程鐵磁性材料的焊前預熱、焊后消氫、熱套熱拆等都在此溫度之下，因此這些工程應用的電磁感應加熱無需考慮居里溫度的問題。而鐵磁性材料的焊后熱處理溫度高達700℃，則需要考慮調整感應加熱參數應對高溫時的磁滯熱效應消失問題。

青島海越機電科技有限公司開發的中頻電磁感應加熱設備主要由逆變器、諧振單元、變壓器和感應器組成。其中逆變器是一個交-直-交的變流器，能夠將工頻交流電變換成為幾千至幾百千赫茲的中頻或高頻電流。諧振單元和變壓器一端連接逆變器，另一端連接感應器，將高壓變成隔離的低壓并進行阻抗匹配。工作時，感應器中流過強大的中高頻電流，在導體內產生感應電流，因此導體迅速被加熱。感應加熱電源的諧振頻率根據被加熱對象和工藝的不同而不同，從一千至幾十千赫茲最為常用。海越公司的電磁感應加熱設備有諧振頻率自動跟蹤功能，會根據線圈的電感量自動匹配并工作在最佳諧振頻率上。

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