超音频感应加热设备
电磁感应式加热的分类与区别
3）可根据需要通过调整设备的工作频率和功率，对表面淬硬层进行控制。从而使淬硬层的 马氏体组织较细，硬度、强度、韧性都较高。
4）经感应加热方式热处理后的工件，表面硬层下有较厚的韧性区域，具有较好的压缩内应 力，使工件在抗疲劳和破断能力都更高。
4） 高频感应加热方式
频率范围：一般40KHZ至200KHZ左右，常用40KHZ至80KHZ。加热深度、厚度，约1-2mm。多用于小型工件的深层加热、红冲、煅压、退火、回火、调质，表面淬火，中等直径的管材加热和焊接、热装配，小齿轮淬火等。
5） 超高频感应加热方式
频率范围：一般1KHZ至20KHZ左右，典型值是8KHZ左右。加热深度、厚度约3-10mm。多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件的加热、退火、回火、调质和表面淬火及较小直径的棒材红冲、煅压等。
3） 超音频感应加热方式
频率范围：一般20KHZ至40KHZ左右（因为音频频率为20HZ至20KHZ，所以称它为超音频）。加热深度、厚度，约2-3mm。多用于中等直径的工件深层加热、退火、回火、调质，较大直径的薄壁管材加热、焊接、热装配，中等齿轮淬火等。
8）即可手动操作，也可半自动和全自动操作；即可长时间地连继工作，亦可即用即停随机使用。有利于设备在供电低谷电价优惠期的使用。
9）电能利用率高，环保节能，安全可靠，工人工作条件好，国家提倡。
虽然，它也存在着一些缺点。例如，设备比较复杂，一次投入的成本相对较高，感应部件（感应圈）互换性和适应性较差，不宜于在一些形状复杂的工件上应用等。但它的综合指标好，优点明显多于缺点。所以，感应式加热是目前金属加工的一种主要工艺。是取代煤炭加热、油料加热、燃气加热，以及电炉加热、电烘箱加热等加热方式的理想选择。
感应加热设备历史起源及发展现状
（3）低淬透性钢齿轮淬火 早在20世纪70年代我国曾进行55DT、60DT、70DT钢研究并取得初步成果，以后因钢的淬透性不稳定等原因，低淬钢未继续用于生产。1992年俄罗斯低淬钢创始人，K.3ЩЕПЕ ЛЯКОВСКЦЦ博士来中国讲学，并到某一钢厂调查冶炼低淬钢的条件，认为该厂完全具备生产低淬钢条件。YB 2009—1981《低淬透性含钛优质碳素结构钢》中对合金元素的控制与俄罗斯不同，（俄）1054—74、58（55П П）钢的元素含量对 Mn、Cr、Ni、Cu四元素之和规定要求<0.5%（质量分数），而YB2009—8155Ti钢对Cr、Ni、Cu三元素之和规定<0.5%（质量分数），这可能是关键所在。
二、感应加热新工艺
感应加热工艺是感应加热技术水平的主要体现，是技术发展的基础，先进的感应加热工艺技术可以有效地发挥感应加热的特点，实现高效、节能的局部热处理。
（1）纵向感应加热淬火 半轴纵向感应加热淬火已用于汽车、拖拉机工业。半轴纵向加热是一次淬火。在德国、美国有半轴一次淬火专用机床，将加热、校正和淬火在一台机床上完成，提高了生产率，一次淬火与连续淬火相同产量的设备占地面积各为40m2与115m2。
（5）特殊应用 如等离子、堆焊等。
以一汽为例，在生产的中型车、轻型车和轿车上，就有近200种零件需要感应加热淬火处理，从感应加热淬火零件的形状和尺寸来看，可称得上花样繁多且大小均有。随着感应淬火技术的不断发展，感应淬火的零件已上升到占全部热处理零件的50%左右。据有关数据表明，在我国的汽车工业中，感应热处理的应用正进入世界先进水平的行列。
国产中频电源目前都采用并联谐振型逆变器结构。因此，在研究和开发更大容量的并联逆变中频电源的同时，研制结构简单、易于频繁起动的串联逆变中频电源是国内中频感应加热装置领域有待解决的问题，尤其是在熔炼、铸造应用中，串联逆变电源易实现全工况下恒功率输出 （有利于降低电能吨耗）及一机多负载功率分配控制，更值得推广应用。
超高频感应加热设备原理
超高频感应加热设备原理超高频感应加热是一种现代化的加工技术，广泛应用于工业生产中。
它利用高频电流在导体中产生的涡流损耗和焦耳热来实现加热目标物体。
本文将介绍超高频感应加热设备的原理及其应用。
一、超高频感应加热设备的基本原理超高频感应加热设备是由发生器、感应线圈、电容器、传输电缆以及加热工作台等组成。
其基本工作原理是通过感应线圈在高频交流电磁场中产生涡流，并将电能转化为热能。
涡流产生的能量主要用于加热金属或其它导电材料。
具体而言，当高频电流通过感应线圈时，感应线圈内部产生高频交流电磁场。
当被加热的目标物体进入感应线圈的磁场内时，目标物体中的电子会受到磁场的影响，进而引发电子的运动。
根据法拉第电磁感应定律，运动的电子会在导体内产生涡流。
由于涡流的阻力，电能会被转化为热能，从而使目标物体产生加热效应。
二、超高频感应加热设备的优点和应用超高频感应加热设备具有以下几个优点：1. 高效加热：超高频感应加热设备加热速度快，加热效率高。
因为其主要通过涡流损耗和焦耳热产生加热效应，能够迅速将能量传递到目标物体中，无需预热过程，大大提高了生产效率。
2. 精确控制：超高频感应加热设备可以根据需要精确控制加热温度和时间。
通过调节发生器的频率和功率，可以实现对加热过程的精确控制，确保产品的质量和稳定性。
3. 环保节能：超高频感应加热设备使用电能进行加热，无燃烧产生的废气、废水和废渣等污染物，相比传统的燃烧加热方式更加环保。
由于加热速度快，没有能量损失，能够有效节约能源。
超高频感应加热设备在工业生产中有广泛应用，例如：1. 金属加工：超高频感应加热设备可用于金属熔炼、锻造和淬火等工艺。
它可以实现快速加热和精确控制，提高金属加工的效率和质量。
2. 焊接和烧结：超高频感应加热设备可用于焊接和烧结工艺。
它能够实现局部加热和快速加热，可将热量集中在焊接接头或烧结颗粒上，提高焊接或烧结的质量和强度。
3. 粉末冶金：超高频感应加热设备可用于粉末冶金工艺。
高频感应加热技术基础知识
高频感应加热技术基础知识[ 作者：James | 转贴自：高人| 点击数：583 | 更新时间：2009-12-7 16:33:40 | 文章录入：admin ] 感应加热技术目前对金属材料加热效率最高、速度最快，且低耗环保。
它已经广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中。
它不但可以对工件整体加热，还能对工件局部的针对性加热；可实现工件的深层透热，也可只对其表面、表层集中加热；不但可对金属材料直接加热，也可对非金属材料进行间接式加热。
等等。
因此，感应加热技术必将越来越应用广泛。
用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。
这种热处理工艺常用于表面淬火，也可用于局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火。
20世纪30年代初，美国、苏联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火。
随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。
基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。
交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。
感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。
工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。
电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。
在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。
分类根据交变电流的频率高低，可将感应加热热处理分为超高频、高频、超音频、中频、工频5类。
①超高频感应加热热处理所用的电流频率高达27兆赫，加热层极薄，仅约0.15毫米，可用于圆盘锯等形状复杂工件的薄层表面淬火。
②高频感应加热热处理所用的电流频率通常为200～300千赫,加热层深度为0.5～2毫米,可用于齿轮、汽缸套、凸轮、轴等零件的表面淬火。
③超音频感应加热热处理所用的电流频率一般为20～30千赫，用超音频感应电流对小模数齿轮加热，加热层大致沿齿廓分布，粹火后使用性能较好。
基于IGBT的超音频感应加热系统设计
基于IGBT的超音频感应加热系统设计洪武;陈迪峰;陆春【摘要】对串联谐振半桥感应加热电源进行了研究,使用SG3525芯片和EXB841芯片设计控制驱动电路,具有过流保护功能.在研究的基础上,设计并制作了20kHz 的串联谐振感应加热设备样机,它能在实验工况下安全可靠地运行.【期刊名称】《漯河职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(014)002【总页数】3页(P39-41)【关键词】IGBT;感应加热;串联谐振【作者】洪武;陈迪峰;陆春【作者单位】台州职业技术学院电气信息学院,浙江台州318000;台州职业技术学院电气信息学院,浙江台州318000;台州职业技术学院电气信息学院,浙江台州318000【正文语种】中文【中图分类】TM924.70 引言感应加热技术具有效率高、容易控制、加热速度快、工作环境中烟尘和噪声少等优点，在工业加热中得到了广泛应用。
从早期的工频感应加热电源渐渐发展到使用晶闸管实现的中频感应加热电源，再到使用IGBT实现的超音频感应加热电源以及使用MOSFET实现的高频感应加热电源，感应加热电源在工业加热行业中起到了极其重要的作用。
MOSFET全控型半导体器件的研发生产，促进了电力电子技术的发展，使得感应加热技术也有了较大的进步。
如今，感应加热技术在企业中的应用意义重大，有助于提高企业的行业竞争力。
1 系统整体设计以一台2KW应用于吸塑机料筒的超音频感应加热电源为对象，讨论适用于频繁起动的超音频感应加热系统的设计。
首先，在输入直流电源的选择上，本文选择实现较为方便的电压源型逆变电路；为了使主电路简单化、工作电压更低，逆变电路选用半桥式逆变器，属于串联谐振逆变器；在选择负载谐振工作方式时，考虑到电流源型全桥并联谐振逆变器起振较为困难、容易逆变颠覆的缺点，本文选用串联谐振方式，以保证启动性能，方便电路的控制和实现，提高系统的抗干扰能力。
本文提出的感应加热电源的主系统由不可控整流电路、电容滤波、稳压电路、半桥逆变电路、加热线圈负载电路以及相应的控制驱动和保护电路组成。
高频感应加热和中频感应加热有什么区别
感应加热分为：低频感应加热，中频感应加热，超音频感应加热，高频感应加热和超高频感应加热。
其中，中频感应加热方式多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件的加热、退火、回火、调质和表面淬火及较小直径的棒材红冲、煅压等。
高频感应加热方式多用于小型工件的深层加热、红冲、煅压、退火、回火、调质，表面淬火，中等直径的管材加热和焊接、热装配，小齿轮淬火等。
高频感应加热和中频感应加热的具体区别是：
1）高频适用于淬火或焊接，频率高，从外面加热到里面，应用于表面热处理设备。
2）中频适用于锻造透热用，频率低，从里面往外加热的，透热的更均匀。
3）选择中频加热或者高频加热方式应根据产品设计要求，温度控制是由合理的工艺参数决定，不存在那个更好，关键是能否满足产品要求。
中频：频率范围一般在1kHz至20kHz左右，典型值是8kHz左右。
加热厚度约3-10mm。
多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件的加热、退火、回火、调质和表面淬火及较小直径的棒材红冲、锻压等。
高频：频率范围为一般40kHz至200kHz左右，常用40kHz至80kHz。
加热深度或厚度约1-2mm。
多用于小型工件的深层加热、钎焊、红冲、锻压、退火、回火、调质，表面淬火，中等直径的管材加热和焊接、热装配，小齿轮淬火等。
以上就是为大家介绍的关于高频感应加热和中频感应加热有什么区别的相关内容，希望对大家有所帮助！大家可以根据自己的需求进行购买哦。
中频感应加热炉设备简介及使用注意事项
中频感应加热炉设备简介及使用注意事项设备简介中频感应加热炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至20K HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。
这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即，金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。
例如，把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈本身温度已很低，可是圆柱体表面被加热到发红，甚至熔化，而且这种发红和熔化的速度只要调节频率大小和电流的强弱就能实现。
如果圆柱体放在线圈中心，那么圆柱体周边的温度是一样的，圆柱体加热和熔化也没有产生有害气体、强光污染环境。
中频电炉广泛用于有色金属的熔炼，主要用在熔炼钢、合金钢、特种钢、铸铁等黑色金属材料以及不锈钢、锌等有色金属材料的熔炼，也可用于铜、铝等有色金属的熔炼和升温，保温，并能和高炉进行双联运行。
锻造加热用于棒料、圆钢，方钢，钢板的透热，补温，兰淬下料在线加热，局部加热，金属材料在线锻造（如齿轮、半轴连杆、轴承等精锻）、挤压、热轧、剪切前的加热、喷涂加热、热装配以及金属材料整体的调质、退火、回火等。
热处理主要供轴类（直轴、变径轴，凸轮轴、曲轴、齿轮轴等）；齿轮类；套、圈、盘类；机床丝杠；导轨；平面；球头；五金工具等多种机械（汽车、摩托车）零件的表面热处理及金属材料整体的调质、退火、回火等。
中频感应加热炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至1000HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。
由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。
200kW_400kHz固态高频感应加热电源
图 １ 示出串联型逆变器的基本拓扑结构图。该 高频电源采用 ＡＣ／ＤＣ／ＡＣ 变频结构，三相 ３８０Ｖ 交 流电经过三相 全控桥式整 流，整流后的 脉动直流电压 经过滤波环节 变为平滑的直 图 １ 串联型逆变器基本拓扑结构图 流电压后，送入高频逆变器，在感应线圈上产生方波 高频电压和正弦波高频电流。
图 ２ 示出锁相环的工作原理。由电流互感器检 测到的逆变器输出电流信号经过整形电路变成方波 信号后送入鉴相电路。同时，为了保证相位锁定后， 逆变器工作在小感性状态，从压控振荡器输出的反 映电压相位的信号经过延时后送入鉴相电路。鉴相
图 ２ 锁相环工作原理
４ 驱动电路设计
虽然 ＭＯＳＦＥＴ 是电压控制型器件，但由于存在 着输入电容，尤其是当多管并联时，该电容往往较 大，因此要求驱动电源有较大的驱动能力。本装置 单逆变桥的设计功率为 ５０ｋＷ，每个桥臂采用 ８ 只 ３６Ａ 的 ＭＯＳＦＥＴ 并联，单个 ＭＯＳＦＥＴ 的输入电容为 ５１８５ｐＦ，当逆变器工作频率为 ４００ｋＨｚ，正向驱动电 压为＋１５Ｖ，反向驱动电压为－ ５Ｖ，则每个桥臂所需要 的驱动电源功率 Ｐ＝ＣｉｓｓＵｇ２ ｆ ／２＝３．３Ｗ。
过大；当负载阻抗较大时，负载电流将达不到额定电 工作在小感性状态。
流，因此必须采取措施使负载的等值阻抗和电源的
额定阻抗相等或相近。在本装置中采用高频变压器
对负载阻抗进行匹配。
对于串联谐振型逆变器，有补偿电容器在变压
器初级补偿和次级补偿两种形式。采用初级补偿时，
匹配变压器不仅传递有功功率，而且还需要传递负
领域（如高频介质加热等行业）外，固态高频电源完全能取代电子管高频电源，而成为新一代感应加热电源的代表。
本文以 ＭＯＳＦＥＴ 作为逆变器的开关器件，以多管并联的方式开发出容量为 ５０ｋＷ 的单桥，然后以逆变桥并联的方式
高频感应加热设备用途
高频感应加热设备，又可以称之为高频感应加热装置，它主要是对金属材料进行感应式的加热，而且是非接触性的，能对金属极快的进行加热，具有节能环保、省电、体积小、安装操作方便、加热速度快、安全高效等优点。
高频感应加热设备的用途，可谓是非常的广泛，除了能够对金、银、铜、铁、铝、钢等金属材料进行快速加热之外，还可以应用在以下多个领域：热锻压制行业，整件锻打、局部锻打、钻头压制等。
焊接:各种金属制品钎焊、刀具刀片焊接、铜管焊接，在光缆制造行业中，可用于钢带搭接焊接。
热处理
金属淬火、退火、回火，尤其是进行局部处理，在光缆制造行业中，主要用于护套料与金属带剥离。
熔炼：铸造熔炼、贵重金属熔炼、实验室小型熔炼等。
其它应用
粉末涂装、金属植入塑料、加热去油，在光缆制造行业中，用于钢丝挤垫层钢丝去油、杂质。
高频感应加热设备，属于高频介质的加热设备，它的工作原理是将钢包后的缆芯，置于该设备产生的电极之间，用交流电流流向被卷曲成环状的导体，由此产生磁束，将钢带纵包后缆芯通过铜管，磁束就会贯通钢带，在与磁束自缴的方向产生涡电流，由于钢带内的电阻产生焦耳热，从而使温度急速上升，这就是感
应加热的过程，因此高频感应加热设备在非接触的状态下，就能对钢带进行加热。
金科智电子，专业型感应加热设备制造商，公司至今已开发出包括中频、高频、超高频、超音频在内的多个型号、多种规格的感应加热设备，以及各类专用型感应加热成套设备，充分满足各种生产工艺加热需求。
(整理)感应加热用户手册
目录1、IPS系列感应加热电源使用说明书 (2)第一节概述 (3)第二节电源基本工作原理 (5)第三节安装使用和维护..................... 错误!未定义书签。
2、IPS系列感应加热电源故障检修手册............ 错误!未定义书签。
3、IPS系列感应加热电源电路原理图.............. 错误!未定义书签。
4、IPS系列感应加热电源售后服务办法............ 错误!未定义书签。
5、IPS系列感应加热电源现场安装反馈表.......... 错误!未定义书签。
IPS系列感应加热电源使用说明书第一节 概述一、型号含义：IPS100～300/50并联逆变型中频、超音频电源，其额定功率为100、160、200、250、300kW 等几个规格；其额定工作频率为50kHz ，根据实际负载配置情况，可在50kHz 以下各频率段工作。
电源型号含义如下：二、安装环境及使用条件1.本装置应安装于室内，并满足以下条件：➢ 海拔不超过1000m ；➢ 设备周围环境温度应不超过+40℃、不低于+2℃；➢ 周围介质湿度应不超过85%（相对于空气温度20±5℃时）； ➢ 无导电及易爆炸尘埃，无腐蚀性气体和爆炸性气体的场合；➢ 安装于通风良好，无剧烈震动和冲击，垂直倾斜度不超过5°的场合； 2.冷却水要求：电源装置、感应器、淬火变压器、补偿用电热电容器等均采用水冷却，所提供的冷却水状况的好坏直接影响设备运行的可靠性。
建议对现有冷却水进行分析检测，其结果应能满足以下条件，如有差异，则应通过有关净化手段加以解决。
➢ 机械特性：透明，不浑浊，无沉淀物，总固体含量不超过250mg/L ； ➢ 化学特性：PH 值为6～8，硬度不大于10度（即每升水中氧化钙含量≦100mg ）；➢ 电阻率：大于2.5k Ω/cm ；➢ 进水温度：不低于5℃，不高于35℃，冷却水的温升不超过20℃； ➢ 进水压力：0.1～0.2MPa ；输出频率输出功率水冷式变频器IGBTI P - □/ □S➢ 进水水量：100～300 l/min ；3.电网要求：电网输入为三相交流，线电压380V ，电网电压应为正弦波，谐波失真不大于5％，电压持续波动范围不超过±10％，电网电压的频率变化不超过±2％，三相电压相间不平衡度应小于±5％。
感应加热电源的现状与感应加热电源发展趋势
感应加热电源的现状与感应加热电源发展趋势————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：感应加热电源的现状与感应加热电源发展趋势中频感应加热设备的电源目前主要有两种模式：并联谐振、串联谐振，这是当前许多电炉厂家与铸造企业所共知的。
并联技术成熟稳定，但耗电量偏高；串联谐振技术是我公司最新研发的中频电源，并传统并联电源节能30%，但制造成本稍高，华信电炉中频设备研发能力一直走在世界行业前沿。
感应加热电源是感应加热的核心设备。
感应加热电源是随着电力电子技术、微电子技术和现代控制技术发展成熟的。
自从感应加热技术应用于上业生产以来，人们对感应加热电源作了大量的研究，形成了多种多样的工作方式和功率控制方式。
目前，感应加热电源主要存在着电能转换效率低，装置单位体积功率密度低，EMI大等缺点。
为了获得较高的电能转换效率，就要求电源装置具有较高输入、输出功率因数，并实现电力电子器件的软开关，以降低开关损耗。
为了获得较大的功率密度，就要求尽可能地减小电源装置的体积。
为了减小系统的EMI，就要保证电源系统的电压和电流为正弦波，无高次谐波成份，电子电子器件的开关噪音小。
由于目前功率控制方式及主电路拓扑结构的限制，使得在感应加热电源中同时实现以上要求变得非常困难。
因此研究一种能够同时实现以上要求的、电路拓扑结构简单、功率控制方便的新型电源变得十分紧迫。
一、国外感应加热电源的发展现状晶闸管的问世后，静止变频器取代了原先的中频机组，成为感应加热的主要供电设备口。
上世纪七十年代，国内将可控硅感应加热电源装置进行了研究、推广和应用。
进入上世纪八十年代和九十年代，随着GTO、GTR、IGBT和大功率MOSFET等全控型大功率开关器件的相继诞生，感应加热电源也不断推陈出新，朝着高功率密度和高频化方向不断发展。
尤其是1983年美国GE公司发明的功率器件IGBT，在解决了其挚住问题后（由寄生NPN晶体管引起），大功率高速IGBT已成为众多加热电源的首选器件，频率高达100KHZ以上，功率高达ＭＷ级电源已可实现。
超高频感应加热电源主电路元件选择和设计方案
个人资料整理仅限学习使用摘要..................................................................... Abstract . (I)1绪论................................................. 错误！未定义书签。
1.1感应加热的发展及应用01.2 感应加热技术国内外现状及其发展趋势11.2.1 国外现状11.2.2 国内现状21.2.3 现代感应加热技术发展趋势22感应加热原理及其主要拓扑结构分析与应用 (4)2.1基本原理42.1.1 感应加热原理42.1.2 基于感应加热的效应52.2 感应加热系统组成及分析72.3 逆变电源拓扑基本结构及其特性83主电路元件的选择和设计 (11)3.1功率开关器件的选择及参数设定113.2 EMI滤波环节的设计133.3共模抑制电路的设计143.4整流器设计163.4.1电路结构163.4.2 工作原理163.5 电容桥臂的选择183.6 缓冲电路的设计193.6.1缓冲电路的设计193.6.2负载谐振电路参数的分析计算21参考文献： (22)摘要近几十年以来，随着科学技术的提高以及更先进器件的发展与应用，对感应加热逆变电源的发展产生了巨大影响，体积更小、重量更轻、电路简单、高效节能、携带方便、负载适应范围大成为感应加热装置发展的方向。
感应加热技术在国外发展比较迅猛，尤其是欧美和同本等国家，在资金和技术等方面更具有优势，所以他们在感应加热领域，对于高频和超高频产品的开发方面基本上代表了感应加热技术上的最高水平.但是对小工件的热处理，需要感应加热装置功率更加集中，输出频率更高，频率的提高对感应加热效率的提高具有显著意义。
所以，提高感应加热的功率和频率，一直是感应加热领域研究的重点与需要解决的难点。
超高频感应加热的突出特点为：利用IGBT功率器件设计的超高频逆变电源，可连续工作，可靠性高；重量轻，体积小，操作携带方便；效率高，功耗低，更加节能；可加热物体体积更小，可加热超小型器件；加热更加集中，加热均匀。
感应加热设备频率的选择
感应加热设备频率的选择
有很多客户在线咨询我们时，经常会问到高周波、超声波如何选择配置，在使用时要注意哪些问题？其实这些都会根据客户产品的要求而选择其适合的机器，至于在使用时要注意的问题，这些都会对他们进行一个简单的培训。
那么感应加热设备频率是如何选择的？今天在此与大家共享资源。
感应加热设备，根据输出频率不同，大致可以分为：超音频感应加热设备、高频感应加热设备、中频感应加热设备等。
不同的加热工艺要求需要的频率不同，如果频率选择错误不能满足加热要求，如加热时间慢、工作效率低、加热不均匀、温度达不到要求，容易造成工件的损坏。
正确选择频率，首先，要了解产品的加热工艺要求，大概来说有几种情况：
1、工件透热，例如：紧固件、标准间、汽配、五金工具、麻花钻的热镦热轧等，工件直径越大，频率应越低。
Φ4mm以下适用高频（100-500KHz）
Φ4-16mm适用高频（50-100KHz）
Φ16-40mm适用超音频（10-50KHz）
Φ40m m以上适用中频（0.5-10KHz）
热处理，轴类、齿轮、淬火及不锈钢制品退火等等，以淬火为例，工件要求淬火层越浅，频率应越高，淬火层越深，频率应越低。
淬火层为0.2-0.8mm适用100-250KHz高频
0-1.5mm适用40-50KHz高频、超音
1.5-2mm适用20-25KHz超音频
2.0-
3.0mm适用8-20KHz超音频、中频
3.0-5.0mm适用4-8KHz中频
5.0-8.0mm适用2.5-4KHz中频。
超音频电源基本工作原理
图2 吸收缓冲电路
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六、逆变桥的基本工作原理
6.2 IGBT及驱动波形：IGBT为全控器件，可以通过门极控制关断或导通，从而将直流电流转 及驱动波形： 为全控器件， 及驱动波形 为全控器件 可以通过门极控制关断或导通， 换成交流电流，驱动波形如图。 换成交流电流，驱动波形如图。
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六、逆变桥的基本工作原理
K3板
驱动板
ห้องสมุดไป่ตู้
YH4
YH5
UF板
XF板
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六、逆变桥的基本工作原理
6.4 反压限制的相位跟踪技术
300V <100V
采用前
采用后
性能： 性能：二极管反压 300V 效果： 效果：反向恢复损耗
：100V
９：１
负载适应性比原来有大幅提高。 负载适应性比原来有大幅提高。 水平：国内领先（国内查新未见其他报道）。 水平：国内领先（国内查新未见其他报道）。
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四、三相桥式全控整流电路工作原理
4.1三相桥式全控整流电路的主要元件和布局 三相桥式全控整流电路的主要元件和布局
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四、三相桥式全控整流电路工作原理
4.1三相桥式全控整流电路的主要元件和布局 三相桥式全控整流电路的主要元件和布局
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四、三相桥式全控整流电路工作原理
4.1三相桥式全控整流电路的主要元件和布局 三相桥式全控整流电路的主要元件和布局
L1 La SCR1 SCR3 SCR5
D4 D2 D5 D3 D6 IGBT1 D9 IGBT4 L
Lb
Lc
D1
scr7 C IGBT2 R1 E1 + IGBT3 R
SCR4
SCR6
SCR2
几种加热方式简介
石墨炉（graphite heater）石墨炉又称电加热石墨炉。
是一个石墨电阻加热器，是原子吸收分光光度计用无焰原子化器的一种。
石墨炉的核心部件是一个石墨管，试样用微量进样孔注入石墨管内，经管两端的电极向石墨管供电，最高温度可达3000℃，试样在石墨管中原子化。
一、原理：是将样品用进样器定量注入到石墨管中，并以石墨管作为电阻发热体，通电后迅速升温，使试样达到原子化的目的。
它由加热电源、保护气控制系统和石墨管状炉组成。
外电源加于石墨管两端，供给原子化器能量，电流通过石墨管产生高达3000℃的温度，使置于石墨管中被测元素变为基态原子蒸气。
二、适用范围三、优点：1、坩埚材料来源丰富，价格便宜，易于加工成各种形状，生长设备较简单，建立起来比较容易，2、更主要的是它适用于某些生长大尺寸高熔点晶体的生长工艺，如垂直梯度结晶法，热交换法等。
这是感应加热难以取代的。
（与感应加热相比较）3、结构简单一次投资少、升温速度快，工作温度高，占地面积小维修方便。
4、由于原子化效率高，石墨炉法的相对灵敏度可达10-9-10-12g/ml，最适合痕量分析。
四、缺点：1、石墨的污染：用石墨电阻加热，石墨的污染有两个方面，一个是它所造成的还原性气氛，使某些氧化物晶体在这种气氛下生长时，由于缺氧而形成氧缺位产生色心，另一个是它本身的挥发对熔体、坩埚或保护材料的侵蚀。
石墨作为一种杂质进入熔体中，在晶体生长时被捕获而形成散射颗粒。
在梯度法生长工艺中，由于坩埚口用钼片盖住，石墨对熔体的污染要少，再加上晶体是从坩埚底部潮汕在熔体下面由下而上生长，没有机械震动和熔体激烈流动的干扰，温度波动对它的影响也较小。
可以在相对稳定的状态下生长，从而获得没有散射颗粒的高质量的晶体。
对于生长熔质分凝系数K<1的晶体，可通过调节发热体结构使其具有线性的温度梯度，并以极其缓慢的降温速率，克服组分过冷的问题。
石墨对坩埚和保温材料的污染，在静态温梯法（垂直梯度凝固法）生长工艺中更显得突出。
感应加热的原理及其应用
感应加热设备按电源频率可分为工频、中频、超音频、高频，其各自的频率范围和加热的功率密度见表1。
▼表1感应加热频段的频率范围和加热功率密度一、感应加热原理感应加热原理图感应加热的主要依据是：电磁感应、“集肤效应”和热传导三项基本原理。
当交变电流在导体中通过时，在所形成的交变磁场作用下，导体内会产生感应电动势。
由于越接近心部，感应电动势越大，导体的电流便趋向于表层，电流强度从表面向心部呈指数规律递减，如图1所示。
这种现象即所谓交变电流的集肤效应。
▲图1交变电流在导体中的分布情况图2所示，为两根矩形截面的导体同向电流和反向电流时的磁场分布情况。
由于电源电动势和自感应电动势的作用，同向电流系统中最大的磁场强度产生在导体表面的外侧，反向电流系统最大磁场强度产生在导体表面内侧，这就是邻近效应。
利用邻近效应，可以选择适当形状的感应器对被处理零件表面的指定部位进行集中加热，使电流集中在与感应器宽度大致相等的区段内。
导体间的距离越小临近效应表现的越强烈。
▲图2存在邻近效应时，磁场和电流分布示意图a）同向电流磁场在外侧b）反向电流磁场在内侧通过感应圈的电流集中在内测表面的现象称为环状效应，见图3。
环状效应是由于感应圈交流电流磁场的作用使外表面自感应电动势增大的结果。
▲图3交流电流的环状效应加热外表面，环状效应是有利的，而加热平面与内孔时，它会使感应器的电效率显著降低。
为了提高平面和内孔感应器的效率，常常设置导磁体，以改变磁场强度的分布，迫使电流趋近于零件所需加热的表面，见图4。
由图可见，导磁体有把电流驱向其对侧的作用。
▲图4加导磁体后电流在感应圈中的分布a）内孔加热b）平面加热表面效应、邻近效应、环状效应均随交变电流频率的增加而加剧。
此外，邻近效应和环状效应还随导体截面的增大、两导体间距的减小和圆环半径的减小而加剧。
由磁场强度分布方程可得出式中：若将上式画成曲线图，其结果如图5a）所示。
▲图5涡流强度由工件表面向纵深的变化I0-表面涡流强度I2-距表面x处的涡流强度从式中得知，K=；但由磁场强度分布的基本方程式得知，K²=8πμf/ρ，故K==式中ρ——材料的电阻率（Ω·cm）μ——材料的磁导率f——电流的频率磁场强度分布的基本方程表明，涡流强度随表面距离的变化呈指数规律。
感应加热用户手册
Ud=1.３5Ｕlcｏｓα(α<9０°)
Ｕd—直流电压平均值；Ul—交流线电压有效值；cｏsα－控制角α所决定的余弦函数；
由上式可见,直流电压Ud随控制角α而变化，见图４。当α＝0°时直流输出电压Ud最大;由于续流二极管的作用，α＝120°时Ｕd为零。控制角α小于120°时，由电网馈电经全控桥整流为负载供电,称为整流状态。不同控制角α下的整流桥输出电压波形如图5所示：
２.冷却水要求：电源装置、感应器、淬火变压器、补偿用电热电容器等均采用水冷却,所提供的冷却水状况的好坏直接影响设备运行的可靠性。建议对现有冷却水进行分析检测，其结果应能满足以下条件,如有差异，则应通过有关净化手段加以解决。
机械特性：透明，不浑浊，无沉淀物，总固体含量不超过250ｍg／L；
化学特性：PH值为6～8，硬度不大于10度(即每升水中氧化钙含量≦1０0ｍg）;
3.输出频率:分为8、2０、３0、50ｋHｚ及宽频8~５0ｋHz；
4.工作制式：适用于间断工作及长期工作制;
5.电源冷却水压力及流量：0．１Mpa,8Ｔ／ｈ；
四、结构布置
IＰS系列ＩＧBT中频、超音频感应加热电源具有良好的可靠的装配工艺,可以承受最恶劣的生产环境，内部结构布置如图１所示，主要由以下几部分组成：
一、三相桥式全控整流电路工作原理
如图2中所示,三相桥式全控整流电路由六个桥臂组成,每个桥臂一支晶闸管。晶闸管分两组,１、3、5号晶闸管的阴极连接到一起作为整流输出的正端,2、4、6号晶闸管的阳极连接在一起作为整流输出的负端。在任一时刻必须有两个桥臂同时工作才能与负载构成回路，每个桥臂导通角度为12０°，导通顺序如图5所示，图中黑色的晶闸管代表在ｔ1～t２…t6~ｔ1的时间段内的导通元件。每一段的间隔角度为60°即周期的1/6,要求触发脉冲的间隔尽可能均匀进线电流相等,六路整流桥触发脉冲时序如图3所示。
感应加热用户手册
目录1、IPS系列感应加热电源使用说明书 (2)第一节概述 (3)第二节电源基本工作原理 (5)第三节安装使用和维护..................... 错误!未定义书签。
2、IPS系列感应加热电源故障检修手册............ 错误!未定义书签。
3、IPS系列感应加热电源电路原理图.............. 错误!未定义书签。
4、IPS系列感应加热电源售后服务办法............ 错误!未定义书签。
5、IPS系列感应加热电源现场安装反馈表.......... 错误!未定义书签。
IPS系列感应加热电源使用说明书第一节 概述一、型号含义：IPS100～300/50并联逆变型中频、超音频电源，其额定功率为100、160、200、250、300kW 等几个规格；其额定工作频率为50kHz ，根据实际负载配置情况，可在50kHz 以下各频率段工作。
电源型号含义如下：二、安装环境及使用条件1.本装置应安装于室内，并满足以下条件：➢ 海拔不超过1000m ；➢ 设备周围环境温度应不超过+40℃、不低于+2℃；➢ 周围介质湿度应不超过85%（相对于空气温度20±5℃时）； ➢ 无导电及易爆炸尘埃，无腐蚀性气体和爆炸性气体的场合；➢ 安装于通风良好，无剧烈震动和冲击，垂直倾斜度不超过5°的场合； 2.冷却水要求：电源装置、感应器、淬火变压器、补偿用电热电容器等均采用水冷却，所提供的冷却水状况的好坏直接影响设备运行的可靠性。
建议对现有冷却水进行分析检测，其结果应能满足以下条件，如有差异，则应通过有关净化手段加以解决。
➢ 机械特性：透明，不浑浊，无沉淀物，总固体含量不超过250mg/L ； ➢ 化学特性：PH 值为6～8，硬度不大于10度（即每升水中氧化钙含量≦100mg ）；➢ 电阻率：大于2.5k Ω/cm ；➢ 进水温度：不低于5℃，不高于35℃，冷却水的温升不超过20℃； ➢ 进水压力：0.1～0.2MPa ；输出频率输出功率水冷式变频器IGBTI P - □/ □S➢ 进水水量：100～300 l/min ；3.电网要求：电网输入为三相交流，线电压380V ，电网电压应为正弦波，谐波失真不大于5％，电压持续波动范围不超过±10％，电网电压的频率变化不超过±2％，三相电压相间不平衡度应小于±5％。
高频感应加热设备
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高频感应加热设备使用说明书
第三章 设备的使用要求
一、设备的使用环境
1、环境温度在+5℃～ +40℃范围内。
2、防尘、防潮。
3、装有通风设备，排除淬火时产生的污浊气体。
二、设备的供水
1、总用水量：5000 公升/小时。
2、水压在 1.2～2 大气压之间。
3、水的硬度不大于 0.017 克/升。
为了提高设备的稳定性，必须保证振荡管有稳定的灯丝电压，本设备中采用 磁饱和谐振式稳压器，来供给振荡管的灯丝电压，由于振荡管灯丝电压互有差别， 所以稳压器的输出电压是可调的，在稳压器的一次线圈中抽出一个 220V 电压作 控制电源，并利用稳压器上的谐振电压，经截止栅负压整流器整流后，作为振荡 管在需要停止振荡时的截止栅负压，稳压器的性能，应保证输入电源在±10%内 变化时，输出电压的变化不超过±2%。 6、电源控制电路及指示电路
基于IGBT的超音频感应加热电源的研制
（ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｎ ｉ ｍ ａ ｌ Ｈ ｕ ｓ ｂ ａ ｎ ｄ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍ ｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ４ ５ ０ ０ ４ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
５ ０ ｋ Ｈ ｚ ， 单 机 容量 在 ３ ～ ５ ０ ０ ｋ Ｗ 的Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 电 源 已经 完 全 商 品
逆 变 电路 ， 其 中， Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ １ 和Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ ４ 组成 １ 组， Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ ２ 和Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ ３
组成 １ 组。 串联谐 振 电路 由Ｃ 和负载等效电阻Ｒ 和等效 电 抗Ｌ 组成 。 其 中， Ｔ ｌ 是 匹配变压器 ， ｃ ｇ 为隔直 电容器 ， 作用
第３ ２卷第 １ ９期
Ｖｏｌ ＿ ３２ Ｎｏ ． １ ９
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ３ 年 ７月
Ｊ ｕ １ ． ２ ０ １ ３
基于 Ｉ ＧＢ Ｔ的超 音频感应加热电源的研制
孙汉卿
（ 河 南牧业经济学 院 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ４ ）
摘 要： 文章在 分 析 串联 谐 振 逆 变 器原 理 的基 础 上 ， 设计 并 实现 一种 采 用 绝缘 栅 双极 晶 体 管（ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ ） 的５ ｋ Ｗ／ ６ ０ ｋ Ｈ ｚ 超 音 频 串联 谐 振 感应 加 热整 体 系统 ， 通 过 实际 样机 的 工作 结 果表 明 该机 工作 性 能稳 定 ， 加 热效 率 高。
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电流仍为反向 ， 此时二极管Ｖ Ｄ １ 和Ｖ Ｄ ４ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通 ， 由于负载 电 路是Ｌ ｃ 串联谐振 电路 ， 品质因数Ｑ ＞ Ｉ ， 所 以， 电流ｉ 。 按谐振
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它也称超音频电炉。
超音频感应加热设备主要工作频率在10kHz—100kHz。
超音频感应加热设备功率一般在20kW-300kW。
工作原理：超音频感应加热的原理：工件放到感应器内，产生交变磁场，在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，越接近工件中心承递减趋势，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内使工件自身迅速升温，在数秒内可将铁质材料升温至1000℃。
主要应用在行业:
1、各种高强度螺栓、螺母的热镦；
2、各种齿轮、链轮、轴类的淬火；
3、各种半轴、板簧、拨叉、气门、摇臂、球头销等汽车配件的淬火。
4、各种内燃机配件、减速面配件的淬火。
5、各种钳子、刀剪、斧头、锤子等手工工具的淬火。
6、各种金钢石复合片钻头的焊接；
7、各种硬质合金刀头、锯片的焊接；
8、各种截齿、钎头、钻杆、煤钻头、风钻头等矿山。