感应加热原理
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感应加热电源逆变器主要有并联逆变器和串联逆变器， 串联逆变器输出可等效为一低阻抗的电压源，当两电压 源并联时，相互间的幅值、相位和频率不一样或动摇时 将致使很大的环流，以至逆变器件的电流产生严峻不均， 因此，串联逆变器存在并机扩容困难，而对并联逆变器， 逆变器输入端的直流大电抗器可充任各并联逆变器之间 的电流缓冲环节，使得输入端的AG/DG或DG/DG环节有满 足的时刻来纠正直流电流的误差，到达多机并联扩容， 晶体管化超音频、高频电流多选用并联逆变器构造，并 联逆变器易于模块化、大容量化是其间的一个主要原因。
感应加热原理
感应加热发展过程
我国感应加热在工业上的运用，起步于20世纪50年代， 在机床制造、纺织机制造、汽车、拖拉机工业等有些运 用最早，当时的感应加热技术，绝大有些来自前苏联， 少有些来自捷克、比利时等国家。50年代末，我国已克 己出电子管式高频电源与机械式中频发电机，感应熔炼、 感应透热、淬火、介质加热等各种设备与技术相继在工 业上得到运用。60年代后，各个有些、公司在自给自足 精神鼓舞下，研制出晶闸管中频电源，改进了电子管式 高频电源，并计划、制造了各种型式的淬火机床，其典 型构造已汇编入原机械部第六计划院的淬火机床图集算 计55种。对外开放以来，经过出国考察、进口设备、引 入技术等多种途径，工业发达国家的现代感应加热技术 逐步进入了我国工业的各个有些，使感应加热这一节能、
焦耳热效应是由涡流损耗发生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直 流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流相同，涡流也必 须有一个闭合回路。假定该电路中电压为V，电阻为R，电流为I， 由欧姆定律V＝IR。电势下降时，电能就转变成热能。这种电能 的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是 因为在重力效果下，物体由高处向低处落下时发生的。电势下降 时发生热，其关系式能够由P=I2R给出。在这里，应留意：发生的 是热功率，即单位时间内的热功。
感应加热电源的负载对象各式各样，而电源逆变器与负 载是一有机的整体，一般采用匹配变压器连接电源和负 载感应器，同时,从电路拓扑上可以用三无源元件代替二 无源元件，以取消变压器,实现高效、低成本匹配。 4
关于铁磁性金属材料，感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁 滞发热能够这么来解说，磁滞现象是由分子（或称磁性偶极子） 之间的磨擦力致使的；当铁磁性金属被磁化时，磁性偶极子能够 看成是小磁针，它随着磁场方向改变(即交流电的改变)而滚动， 这种来回滚动所导致的发热，即是磁滞发热。交流电频率越高， 磁场改变就越快，单位时间内发生出的热量也就越多。
透入深度的规则是由电磁场的集肤效应而来的。电流密度在工件中散布 是从外表向里边衰减，其衰减大致呈指数规则改变。工程上一般这么规 则的，当导体电流密度由外表向里边衰减到数值等于外表电流密度的 1/e（约0.368）倍时，该处到外表的间隔δ称为电流透入深度。
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材料的电阻率p，相对磁导率μr断定今后，透入深度δ仅 与频率的平方根成反比，因而它可以通过改动频率来操 控。频率越高，作业的透热厚度就越薄，这种特性在金 属热处理中得到了广泛的应用，如淬火、热处理等。
7Hale Waihona Puke 因而，当温度抵达失磁点时，涡流透入深度明显增大。 超过错磁点的涡流透入深度称为热态涡流透入深度δ热 （δ热=500/ √f），反之称为冷态涡流透入深度δ冷，δ冷 可按公式1-6求出。显然，前者比后者大许多倍，如图1-3 所示。因而在快速加热条件下，即便向工件输入较大功 率时，外表也不易过热。当失磁的高温层超过热态涡流 透入深度时，加热层深度的增加主要靠热传导进行，功 率低。
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由式(1-4)可以看出，感应电势和发热功率与频率高低和磁场强弱有关。 感应线圈中流过的电流越大，其产生的磁通也就越大，因此提高感应线 圈中的电流可以使工件中产生的涡流加大；同样提高工作频率也会使工 件中的感应电流加大，从而增加发热效果，使工件升温更快[13]。另外， 涡流的大小还与金属的截面大小、截面形状、导电率、导磁率以及透入 深度有关。由此可以看出感应加热的加热过程是电磁感应过程和热传导 过程的综合体现，电磁感应过程具有主导作用，它影响并在一定程度上 决定着热传导过程。热传导过程中所需要的热能是由电磁感应过程中所 产生的涡流功率提供的。
当交变电流I经过导体时，在它所形成的交交磁场效果下， 导体内会产生感应电动势。因为越近基地的感应电动势 越大，导体基地的电流便趋向外表，电流从外表向基地 呈指数规则衰减，如图1-2所示，这种表象称为集肤效应 或外表效应。
钢铁材料在加热过程中，其电阻率随温度升高而增大(在 800～900℃范围内多种钢材的电阻率值根本一样)；在失 磁点(居里点)以下，磁导率值根本不变，但抵达失磁点时，
相邻两导体通以沟通电流时，因为电流磁场的相互作用， 导体上的电流将从头散布，表现为：两导体通有巨细持 平、方向相反的沟通电流时，电流在两导体内侧外表层 流过；当两导体通有巨细持平、方向一样的沟通电流， 电流在两导体的外侧流过。这种表象称为邻近效应。 8
A、B为两根通有方向一样交流电的导线，因为两导线附 近，A导线上的电流所发生的磁力线切割了B导线，因为 bl、b2与导线A的间隔不一样，且d1>d2，明显bl所铰链的 磁力线多于b2，故bl处比b2处的感生电动势大，又因为 互感电动势与原电动势（即导线A上的电动势）方向相反， 也与导线B的原电动势方向相反，其成果使导线B的总电 动势减小，而bl处总电动势减小比b2处的总电动势减小值 大，所以b2处的电流大于bl处电流。假如A、B间隔很近、 电流足够大、频率足够高，B导体上的电流悉数在b2附近 的导线外侧流过。A导线的电流也因为B导线电流磁场的 效果从头分布，亦在导线外侧流过，导线外侧电流密度
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现在，感应加热电源在中频频段首要选用晶闸管，超音 频频段首要选用IGBT，而在高频频段，因为SIT存在高导 通损耗等缺热电源一般飞功热风率较大对功率器材、无 源器材、电缆、布线、接地和屏蔽等均有很多特殊要求。 因而，完成感应加热电源高频当地加热电源的发展。从 电路的视点来思考感应加热电源的大容量化，可将大容 量化技能分为两大类:一类是器材的串、并联；另一类是 多桥或多台电源的串、并联。在器材的串、并联方法中， 有必要仔细处理串联器材的均压问题和并联器材的均流 问题，因为器材制作技能和参数的离散性，约束了器材 的串、并联数目，且串、并联数越多，设备的牢靠性越 差。多台电源的串、并联技能是在器材串、并联技能基 础上进一步再容量化的有用手段，借助于牢靠的电源串、
感应加热电源逆变器主要有并联逆变器和串联逆变器， 串联逆变器输出可等效为一低阻抗的电压源，当两电压 源并联时，相互间的幅值、相位和频率不一样或动摇时 将致使很大的环流，以至逆变器件的电流产生严峻不均， 因此，串联逆变器存在并机扩容困难，而对并联逆变器， 逆变器输入端的直流大电抗器可充任各并联逆变器之间 的电流缓冲环节，使得输入端的AG/DG或DG/DG环节有满 足的时刻来纠正直流电流的误差，到达多机并联扩容， 晶体管化超音频、高频电流多选用并联逆变器构造，并 联逆变器易于模块化、大容量化是其间的一个主要原因。
感应加热原理
感应加热发展过程
我国感应加热在工业上的运用，起步于20世纪50年代， 在机床制造、纺织机制造、汽车、拖拉机工业等有些运 用最早，当时的感应加热技术，绝大有些来自前苏联， 少有些来自捷克、比利时等国家。50年代末，我国已克 己出电子管式高频电源与机械式中频发电机，感应熔炼、 感应透热、淬火、介质加热等各种设备与技术相继在工 业上得到运用。60年代后，各个有些、公司在自给自足 精神鼓舞下，研制出晶闸管中频电源，改进了电子管式 高频电源，并计划、制造了各种型式的淬火机床，其典 型构造已汇编入原机械部第六计划院的淬火机床图集算 计55种。对外开放以来，经过出国考察、进口设备、引 入技术等多种途径，工业发达国家的现代感应加热技术 逐步进入了我国工业的各个有些，使感应加热这一节能、
焦耳热效应是由涡流损耗发生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直 流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流相同，涡流也必 须有一个闭合回路。假定该电路中电压为V，电阻为R，电流为I， 由欧姆定律V＝IR。电势下降时，电能就转变成热能。这种电能 的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是 因为在重力效果下，物体由高处向低处落下时发生的。电势下降 时发生热，其关系式能够由P=I2R给出。在这里，应留意：发生的 是热功率，即单位时间内的热功。
感应加热电源的负载对象各式各样，而电源逆变器与负 载是一有机的整体，一般采用匹配变压器连接电源和负 载感应器，同时,从电路拓扑上可以用三无源元件代替二 无源元件，以取消变压器,实现高效、低成本匹配。 4
关于铁磁性金属材料，感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁 滞发热能够这么来解说，磁滞现象是由分子（或称磁性偶极子） 之间的磨擦力致使的；当铁磁性金属被磁化时，磁性偶极子能够 看成是小磁针，它随着磁场方向改变(即交流电的改变)而滚动， 这种来回滚动所导致的发热，即是磁滞发热。交流电频率越高， 磁场改变就越快，单位时间内发生出的热量也就越多。
透入深度的规则是由电磁场的集肤效应而来的。电流密度在工件中散布 是从外表向里边衰减，其衰减大致呈指数规则改变。工程上一般这么规 则的，当导体电流密度由外表向里边衰减到数值等于外表电流密度的 1/e（约0.368）倍时，该处到外表的间隔δ称为电流透入深度。
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材料的电阻率p，相对磁导率μr断定今后，透入深度δ仅 与频率的平方根成反比，因而它可以通过改动频率来操 控。频率越高，作业的透热厚度就越薄，这种特性在金 属热处理中得到了广泛的应用，如淬火、热处理等。
7Hale Waihona Puke 因而，当温度抵达失磁点时，涡流透入深度明显增大。 超过错磁点的涡流透入深度称为热态涡流透入深度δ热 （δ热=500/ √f），反之称为冷态涡流透入深度δ冷，δ冷 可按公式1-6求出。显然，前者比后者大许多倍，如图1-3 所示。因而在快速加热条件下，即便向工件输入较大功 率时，外表也不易过热。当失磁的高温层超过热态涡流 透入深度时，加热层深度的增加主要靠热传导进行，功 率低。
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由式(1-4)可以看出，感应电势和发热功率与频率高低和磁场强弱有关。 感应线圈中流过的电流越大，其产生的磁通也就越大，因此提高感应线 圈中的电流可以使工件中产生的涡流加大；同样提高工作频率也会使工 件中的感应电流加大，从而增加发热效果，使工件升温更快[13]。另外， 涡流的大小还与金属的截面大小、截面形状、导电率、导磁率以及透入 深度有关。由此可以看出感应加热的加热过程是电磁感应过程和热传导 过程的综合体现，电磁感应过程具有主导作用，它影响并在一定程度上 决定着热传导过程。热传导过程中所需要的热能是由电磁感应过程中所 产生的涡流功率提供的。
当交变电流I经过导体时，在它所形成的交交磁场效果下， 导体内会产生感应电动势。因为越近基地的感应电动势 越大，导体基地的电流便趋向外表，电流从外表向基地 呈指数规则衰减，如图1-2所示，这种表象称为集肤效应 或外表效应。
钢铁材料在加热过程中，其电阻率随温度升高而增大(在 800～900℃范围内多种钢材的电阻率值根本一样)；在失 磁点(居里点)以下，磁导率值根本不变，但抵达失磁点时，
相邻两导体通以沟通电流时，因为电流磁场的相互作用， 导体上的电流将从头散布，表现为：两导体通有巨细持 平、方向相反的沟通电流时，电流在两导体内侧外表层 流过；当两导体通有巨细持平、方向一样的沟通电流， 电流在两导体的外侧流过。这种表象称为邻近效应。 8
A、B为两根通有方向一样交流电的导线，因为两导线附 近，A导线上的电流所发生的磁力线切割了B导线，因为 bl、b2与导线A的间隔不一样，且d1>d2，明显bl所铰链的 磁力线多于b2，故bl处比b2处的感生电动势大，又因为 互感电动势与原电动势（即导线A上的电动势）方向相反， 也与导线B的原电动势方向相反，其成果使导线B的总电 动势减小，而bl处总电动势减小比b2处的总电动势减小值 大，所以b2处的电流大于bl处电流。假如A、B间隔很近、 电流足够大、频率足够高，B导体上的电流悉数在b2附近 的导线外侧流过。A导线的电流也因为B导线电流磁场的 效果从头分布，亦在导线外侧流过，导线外侧电流密度
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现在，感应加热电源在中频频段首要选用晶闸管，超音 频频段首要选用IGBT，而在高频频段，因为SIT存在高导 通损耗等缺热电源一般飞功热风率较大对功率器材、无 源器材、电缆、布线、接地和屏蔽等均有很多特殊要求。 因而，完成感应加热电源高频当地加热电源的发展。从 电路的视点来思考感应加热电源的大容量化，可将大容 量化技能分为两大类:一类是器材的串、并联；另一类是 多桥或多台电源的串、并联。在器材的串、并联方法中， 有必要仔细处理串联器材的均压问题和并联器材的均流 问题，因为器材制作技能和参数的离散性，约束了器材 的串、并联数目，且串、并联数越多，设备的牢靠性越 差。多台电源的串、并联技能是在器材串、并联技能基 础上进一步再容量化的有用手段，借助于牢靠的电源串、