電磁加熱入門知識

1、變壓器原理變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。變壓器利用電磁感應(yīng)原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器，輸送的電能的多少由用電器的功率決定?，F(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理（如下圖）：當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓u1時，流過電流i1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通1，這些磁通稱為主磁通，在它的作用下，兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢e1、e2。由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應(yīng)電勢e

2、1、e2大小也不同，當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后，電壓u1和u2大小也就不同。變壓器的電壓比：(變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為n1和n2，n1為初級，n2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)n2>n1 時，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器；當(dāng)n2<n1時，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓低，這種變壓器稱為降壓變壓器。即變壓器端電壓與匝數(shù)成正比。n=n1/n2式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比) 。當(dāng)n>1 時，則n1>n2 ，u1>u2 ，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。變壓器的效率： =p2/p1 式中的

3、p1 為輸入功率，p2 為輸出功率。當(dāng)變壓器的輸出功率p2 等于輸入功率p1 時，效率 等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實(shí)際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。 鐵損包括兩個方面：一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直

4、的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。三利電磁感應(yīng)加熱鍋爐原理工作原理gtg30的主機(jī)是一種特殊結(jié)構(gòu)的水冷干式短路變壓器，直接設(shè)置在循環(huán)水中。在這里，創(chuàng)造性地利用主機(jī)的副邊外殼作為第一主發(fā)熱體。副邊短路電流產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場，其漏磁又使循環(huán)水箱感應(yīng)產(chǎn)生很大的渦流與磁滯，使循環(huán)水箱成為第二發(fā)熱體，而漏磁屬無功。因此，副邊感應(yīng)產(chǎn)生的大電流、原邊銅損、鐵損、雜散損耗及短路漏磁等有功

5、及無功幾乎全部通過介質(zhì)水轉(zhuǎn)換成熱能。此外，直接加熱與循環(huán)傳導(dǎo)方式使得熱量能夠被介質(zhì)水充分吸收。因此，gtg30的熱效率突破了不大于1.0的傳統(tǒng)概念。經(jīng)中國電力科學(xué)研究院電力工業(yè)電力設(shè)備及儀表質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心測試，“gtg30的能效比為：1.056”。變壓器短路情況下的磁場，周圍分布強(qiáng)大的漏磁場，漏磁屬無功。當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過金屬器皿（倒磁又導(dǎo)電材料），金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內(nèi)的東西。加熱主體：副邊外殼包覆副發(fā)熱體：循環(huán)水箱鐵芯原邊繞組外接電源外接電源短路加熱：低電壓大電流渦流加熱（電磁加熱）：渦流使容器的鐵原子高速無規(guī)則運(yùn)動，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生

6、熱能。從而起到加熱物品的效果。因?yàn)槭氰F制容器自身發(fā)熱，所有熱轉(zhuǎn)化率特別高，最高可達(dá)到95%。軸承感應(yīng)加熱器的工作原理概述軸承感應(yīng)加熱器又叫軸承加熱器，電磁感應(yīng)加熱器，感應(yīng)加熱器，是加熱工具的一種。加熱元件與平臺一體化，安全、可靠、使用方便。主要用于對軸承、齒輪、襯套、軸套、直徑環(huán)、滑輪、收縮環(huán)、連接器等多種類型的金屬件進(jìn)行加熱，軸承加熱器通過加熱使之膨脹，達(dá)到過盈裝配的需要。軸承感應(yīng)加熱器工頻感應(yīng)技術(shù)的來源于變壓器的一次意外短路事故。在一次意外的事故中，由于瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)大電流而釋放出了巨大的熱量其原理是電能轉(zhuǎn)換成熱能，（轉(zhuǎn)換效率除去本身損耗接近100%）加熱過程：將待加熱的軸承置于活動的感應(yīng)加

7、熱器鐵軛上，環(huán)形的軸承套圈則相當(dāng)于匝數(shù)為一匝的短路線圈當(dāng)初級線圈上通入工頻或者高頻電流時，由于電磁感應(yīng)原理，會在軸承的套圈內(nèi)感應(yīng)出很大的短路電流，此時由于電熱效應(yīng)，軸承被迅速的加熱。由硅鋼片疊成的二段鐵芯構(gòu)成一環(huán)行回路，其中的一段為凹形鐵框，桑面繞有一組線圈，就等同于我們所講的變壓器的一次側(cè)線圈。鐵芯的另一段位擱置在凹形鐵芯上的軛鐵，用于裝套軸承。環(huán)形的軸承套圈可以看做匝數(shù)為一圈的短路副邊線圈。當(dāng)初級線圈桑通入工頻或者是高頻電流時，則在軸承的套圈內(nèi)形成很大的感應(yīng)電流，由公式w=ixixrt可知此時在軸承上面產(chǎn)生大量的熱量，這樣軸承加熱器使得軸承被迅速的加熱。 軸承即為所需要加熱的物品

8、，鐵芯由兩部分組成：一部分是活動軛鐵，另一部分是凹形軛鐵，它也是心式變壓器的二次側(cè)部分，而線圈則是心式變壓器的一次的側(cè)部分。工作原理軸承加熱器的工作原理是利用金屬在交變磁場中產(chǎn)生渦流而使本身發(fā)熱，通常用在金屬熱處理等方面。原理是較厚的金屬處于交變磁場中時，會由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生電流。而較厚的金屬其產(chǎn)生電流后，電流會在金屬內(nèi)部形成螺旋形的流動路線，這樣由于電流流動而產(chǎn)生的熱量就都被金屬本身吸收了，會導(dǎo)致金屬很快升溫。工作原理是把一個匝數(shù)較多的初級線圈和一個匝數(shù)較少的次級線圈裝在同一個鐵芯上。輸入與輸出的電壓比等于線圈匝數(shù)之比，同時能量保持不變。因此，次級線圈在低電壓的條件下產(chǎn)生大電流。對于感應(yīng)

9、加熱器來說，軸承是一個短路單匝的次級線圈，在較低交流電壓的條件下通過大電流，因而產(chǎn)生很大的熱量。加熱器本身及磁軛則保持常溫。由于這種加熱方法能感應(yīng)出電流，因此軸承會被磁化。重要的是要確保以后給軸承消磁，使之在操作過程中不會吸住金屬磁屑。軸承加熱器的感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)的方法，使被加熱工件本身內(nèi)部產(chǎn)生電流磁場使工件產(chǎn)生渦流來加熱，依靠這些渦流的能量來達(dá)到加熱的目的。軸承加熱器感應(yīng)加熱系統(tǒng)的基本組成包括:感應(yīng)線圈、交流電源、工件及控制部分，利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能，設(shè)備通過帶感應(yīng)線圈的加熱主機(jī)，轉(zhuǎn)換成交變磁場，當(dāng)磁力線通過導(dǎo)磁性工件軸承時，在軸承體內(nèi)產(chǎn)生渦流是軸承表面自行高速均勻發(fā)熱，主

10、機(jī)溫度不變。電磁感應(yīng)軸承加熱技術(shù)是一種先進(jìn)的電加熱技術(shù)，它是通過電磁場傳輸能量，使金屬被加熱體自身發(fā)熱從而達(dá)到加熱的目的。電磁加熱系統(tǒng)一般包含電磁加熱控制板和加熱線圈兩部分。電磁感應(yīng)加熱控制板通過將電源的輸入工頻交流電進(jìn)行整流、濾波成之流，再逆變成1630khz的高頻交流電，并輸送到電磁加熱圈上，被加熱體通過接收電磁加熱線圈上的高頻交變電磁場，形成感應(yīng)電流而發(fā)熱。可以通過在被加熱體上安裝溫度控制器來控制電磁加熱控制板，從而對被加熱體的溫度進(jìn)行控制。軸承加熱器與感應(yīng)拆裝器工作時,感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁通穿過導(dǎo)磁體和軸承內(nèi)環(huán)。磁通量的變化在軸承內(nèi)環(huán)中產(chǎn)生感生渦流,加熱軸承內(nèi)環(huán)。中頻感應(yīng)加熱爐的作用原理中

11、頻無鐵芯感應(yīng)電爐的結(jié)構(gòu)(見圖1)主要有三部分組成1感應(yīng)圈(由水冷卻的空心銅管繞制的)2坩堝(通常用耐火材料搗制而成) 3爐料（可為各種金屬材料的碎塊）。中頻無鐵芯感應(yīng)電爐的基本原理是屬于空氣芯變壓器的一種類型,感應(yīng)圈相當(dāng)于變壓器的初級繞組，而坩堝內(nèi)部的金屬爐料則相當(dāng)于變壓器的次級繞組(既負(fù)載)。當(dāng)在初級繞組中通過中頻電流(200hz 8000hz)就在電磁場的作用和響應(yīng)下，產(chǎn)生磁力線切割次級繞組，致使?fàn)t料產(chǎn)生感應(yīng)電勢，并在垂直于感應(yīng)圈軸線的表面內(nèi)引起感應(yīng)電流(稱渦流)，從而使?fàn)t料本身發(fā)熱將金屬熔化。中頻感應(yīng)加熱爐是用交流電流流向被卷曲成環(huán)狀的導(dǎo)體（通常為銅管），由此產(chǎn)生磁束

12、，將金屬放置其中，磁束就會貫通金屬體，在與磁束自繳的方向產(chǎn)生渦流，于是感應(yīng)電流在渦流的影響下產(chǎn)生發(fā)熱，用這樣的加熱方式就是感應(yīng)加熱。中頻電流的產(chǎn)生：就是通過一個三相橋式整流電路，把50 hz的工頻交流電流整流成直流，再經(jīng)過一個濾波器(直流電抗器)進(jìn)行濾波，最后經(jīng)逆變器將直流變?yōu)閱蜗嘀蓄l交流以供給負(fù)載，所以這種逆變器實(shí)際上是一只交流直流交流變換器。電磁爐的加熱原理 電磁爐是采用磁場感應(yīng)渦流原理，它利用高頻的電流通過環(huán)形線圈，從而產(chǎn)生無數(shù)封閉磁場力，當(dāng)磁場那磁力線通過導(dǎo)磁（如：鐵質(zhì)鍋）的底部，既會產(chǎn)生無數(shù)小渦流（一種交變電流，家用電磁爐使用的是1530khz的高頻電流），使鍋體本生自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物。 對于電磁爐的發(fā)熱原理我們可以這樣簡單的理解： 鍋和電磁爐內(nèi)部發(fā)熱線圈盤組成一個高頻變壓器，內(nèi)部線圈是變壓器初級，次級是鍋。當(dāng)內(nèi)部初級發(fā)熱線圈盤有交變電壓輸出后，必然在次級鍋體上產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過鍋體自身的電阻發(fā)熱（所以鍋本身也是負(fù)載），產(chǎn)生熱量。假如：當(dāng)內(nèi)部初級發(fā)熱盤有交變電壓輸出，若次級及負(fù)載（鍋）不存在，則輸出功率將非常低。當(dāng)然在實(shí)際電路中，我們必須要很快的檢測到此功率的變化，并將輸出到發(fā)熱線圈盤的交變電流關(guān)斷。 由于非導(dǎo)磁性材料不能有效匯聚磁力線，幾乎不能