電路整流變成直流電
磁控制器將220V/380V,50/60Hz的交流電經(jīng)整流電路整流變成直流電,再經(jīng)過(guò)控制電路將直流電轉(zhuǎn)換成不同頻率的電壓,電流流過(guò)線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生變化的交變磁場(chǎng),當(dāng)磁場(chǎng)內(nèi)的交變磁力線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)磁性金屬(鐵、鈷、鎳)材料時(shí)會(huì)在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的小渦流,使金屬材料本身自行高速發(fā)熱,從而達(dá)到加熱金屬材料的目的。
電磁加熱器的工作原理是:把220V或者380V交流電,整流后轉(zhuǎn)換成直流電,再將直流電進(jìn)行濾波,利用IGBT或者可控硅再將直流變成交流,在感應(yīng)線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生高頻磁力線(xiàn),是感應(yīng)線(xiàn)圈內(nèi)導(dǎo)體工件表面產(chǎn)生渦流依靠自生內(nèi)阻發(fā)熱。
電磁感應(yīng)加熱主要分4種頻率的感應(yīng)加熱:低頻、中頻、超音頻、高頻。
其中低頻加熱有幾個(gè)顯著地特性:熱量透到工件里面的深度比較深、工件沿徑向這方向上溫度的差值比較小,因此,在低頻加熱的條件下,工件的熱變形不明顯,熱應(yīng)力值小,比較適合容量相對(duì)大的爐進(jìn)行保溫和熔煉,也符合大工件的整體透熱。現(xiàn)在,大多數(shù)傳統(tǒng)的工頻感應(yīng)爐是采用低頻感應(yīng)加熱原理制成。目前在國(guó)外,采用工頻感應(yīng)加熱制作的器件,功率可以達(dá)到好幾百瓦,而且在國(guó)外,大量鋼水的溫度保護(hù)和好幾十噸工件的透熱大多采用工頻感應(yīng)加熱裝置。市場(chǎng)上目前也有其他一些低頻感應(yīng)加熱電源,它們是有固態(tài)器件組成,但是,在價(jià)格、可靠性和功率等方面還是無(wú)法跟工頻感應(yīng)爐相競(jìng)爭(zhēng)。
中頻指頻率在150Hz到10KHz之間,在這頻率之間,有傳統(tǒng)的
電磁倍頻器和中頻發(fā)電機(jī),但是這兩種裝置已經(jīng)被另一種中頻感應(yīng)加熱裝置—晶閘管感應(yīng)加熱裝置所取代,而且在外國(guó),此裝置容量已達(dá)數(shù)十兆瓦,比如美國(guó)日內(nèi)瓦鋼鐵公司研制出 42MW 感應(yīng)電爐。
超音頻指頻率在10KHz到100KHz,在這頻率之內(nèi),早些年前的機(jī)器基本上不存在,超音頻的感應(yīng)加熱裝置是在半導(dǎo)體元器件晶閘管出現(xiàn)以后才慢慢的得以發(fā)展起來(lái),在剛開(kāi)始的時(shí)候,技術(shù)人員做的超音頻電源是采用可控硅以倍頻電路和時(shí)間分割電路組成。到了上個(gè)世紀(jì)八十年代,隨著科技的快速發(fā)展,市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些新型的半導(dǎo)體功率器件(IGBT、GTO),以這些元件為器件組成的超音頻感應(yīng)加熱電熱漸漸占據(jù)了市場(chǎng)。由于不同元件的特性不同,其中IGBT 組成的超音頻感應(yīng)加熱電源最被市場(chǎng)所接受,這是因?yàn)?IGBT 使用起來(lái)更加方便。
高頻指頻率在100KHz 以上,在這頻率以上,國(guó)外目前正處于過(guò)渡階段。日本目前所研制出來(lái)的電子管高頻振蕩器功率為幾千瓦到幾千千瓦,頻率范圍為100KHz到500KHz,而另一種高頻感應(yīng)電源,是采用SIT研發(fā)出來(lái),具有更高的功率和頻率,其功率可以達(dá)到 400 千瓦,頻率達(dá)到 400KHz,而且在1987年,功率達(dá)到1200千瓦,頻率為200KHz的此電源也開(kāi)始研發(fā)了。正在此時(shí),歐洲,美洲等各國(guó)國(guó)家也在研發(fā)以晶體管為主的高頻感應(yīng)加熱電源,例如西班牙采用MOSFET 的電流型感應(yīng)加熱電源的制造水平可達(dá)600KW/200KHz,德國(guó)的電子管高頻電源水平約為110KW,而其在1989年研制的電流型MOSFET感應(yīng)加熱電源的容量已達(dá)480KW/50-200KHz。
電熱圈加熱的方式是通過(guò)接觸傳導(dǎo)方
式把熱量傳到料筒上,只有緊靠在料筒表面內(nèi)側(cè)的熱量才能傳到料筒上,這樣外側(cè)的熱量大部分散失到空氣中,存在著熱傳導(dǎo)損失,并導(dǎo)致環(huán)境溫度上升。另外電阻絲加熱還有一個(gè)缺點(diǎn)就是功率密度低,在一些需要溫度較高的加熱場(chǎng)合就無(wú)法適應(yīng)了。電磁加熱技術(shù)是通過(guò)電磁感應(yīng)原理使金屬料筒自身發(fā)熱,并且可以根據(jù)具體情況在料筒外部包裹一定厚度的隔熱保溫材料,這樣就大大減少了熱量的散失,提高了熱效率,因此節(jié)電效果十分顯著,可達(dá)30%~75%。因?yàn)殡姶偶訜崛Ρ旧聿⒉话l(fā)熱,而且是采用絕緣材料和高溫電纜制造,所以不存在著像原電熱圈的電阻絲在高溫狀態(tài)下氧化而縮短使用壽命的問(wèn)題,具有使用壽命長(zhǎng)、升溫速率快、無(wú)需要維修等優(yōu)點(diǎn),減少了維修時(shí)間,降低了成本。現(xiàn)已被廣大的塑料制品企業(yè)使用,大大的降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。