華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。  

感應加熱的頻率

  用于感應加熱電源的頻率可以從 50Hz 到幾 MHz。選擇頻率首先要考慮的是加熱效率和溫度分布。其次是熔煉、透熱和淬火等不同加熱工藝對電源頻率的特殊要求。如透熱、熔煉等加熱工藝要求加熱時(shí)溫度均勻，而淬火則不要求溫度均勻只需要滿(mǎn)足淬硬層厚度。對于熔煉還需要考慮攪拌力的作用和功率密度。再者，頻率高功率大的電源設備一般都比頻率低比功率小的價(jià)格高。因此，選擇電源頻率最終需要考慮其綜合經(jīng)濟技術(shù)指標。

  電磁感應的三個(gè)效應

  電磁感應在導體上產(chǎn)生的交流電流的分布是不均勻的，主要受到三個(gè)效應即集膚效應、臨近效應和圓環(huán)效應的影響。

  (1) 集膚效應、透入深度△及有效加熱層

  導線(xiàn)通過(guò)直流時(shí)，能保證導線(xiàn)中的電流密度是均勻的。但只要電流變化率很小，電流分布仍可認為是均勻的。對于工作于低頻的細導線(xiàn)，這一論述仍然是可確信的。但在高頻電路中，電流變化率非常大，不均勻分布的狀態(tài)較為嚴重。最大電流密度出現在導體的表面層。這種電流集聚于導線(xiàn)表面的現象叫做集膚效應。集膚效應可解釋如下：如圖 2.3(a)所示，當電流通過(guò)導體時(shí)，在導體的外部和內部都建立了磁場(chǎng)，磁力線(xiàn)的形狀是以導體的中心為圓心的同心圓，如果流過(guò)的電流是交變的，那么磁場(chǎng)也是交變的，顯然與導體表面部分相交鏈的磁力線(xiàn)，比與導體內部（接近中心部分）所交鏈的磁力線(xiàn)要少，于是導體中心部分的自感電勢，或者說(shuō)中心部分的電感和阻抗，大于表面部分的電感和阻抗。電流總是沿阻抗最小的路徑流動(dòng)，所以電流會(huì )集聚在導體的表面層。

  電流頻率越高，自感電動(dòng)勢的作用越強，集膚效應也越顯著(zhù)。以上分析的是導體中通入交變電流時(shí)電流在導體中產(chǎn)生的集膚現象。另一種情形是導體放在交變電磁場(chǎng)中，也就是感應加熱工件的情形，工件中的渦流也是交變電流，它沿截面的分布也是集聚在工件表面一層。在工業(yè)應用方面，對金屬進(jìn)行表面淬火就是利用集膚效應。

(2) 鄰近效應

  相鄰兩個(gè)導體分別通入交流電流時(shí)，兩個(gè)導體會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，導體除了受自身產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響外，還受另一個(gè)導體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響，在這種相互影響下導體內的電流會(huì )重新分布。當兩導體內電流的方向相反時(shí)導體內側電流密度比較大；當兩導體內電流的方向相同時(shí)，導體外側電流密度比較大（如圖 2.5 所示）。這種現象稱(chēng)為鄰近效應。

  鄰近效應原理可解釋如下：如果兩個(gè)平行的導體中流過(guò)電流的方向相反時(shí)(圖 2.5(a))，兩導體中電流所建立的磁場(chǎng)在兩導體之間的方向相同的，因此兩導體中間的總的磁場(chǎng)強度增大，而在兩導體外側的磁場(chǎng)強度減弱。兩導體之間的磁感線(xiàn)不僅通過(guò)空氣，而且也穿過(guò)導體內部。顯然導體的外側較內側要交鏈更多的磁通，因此導體外側的阻抗值比內側大。因此導體外側較內側電流密度要小。導體間的距離越近，鄰近效應越顯著(zhù)。

(3) 圓環(huán)效應

  如果在圓環(huán)形螺管線(xiàn)圈通過(guò)交流電流時(shí)，線(xiàn)圈導體的內側電流密度會(huì )比較大（如圖 2.6），這種現象叫做圓環(huán)效應。導體的徑向厚度與圓環(huán)直徑之比越大，這種效應就越顯著(zhù)。通常磁力線(xiàn)在圓環(huán)內集中，在園環(huán)外分散，因此導體的外側較內側交鏈較多的磁通，這樣導體外側的電感和阻抗較內側為大，電流向內側集聚。感應電爐即是對這幾種效應的綜合利用。在感應器中置以爐料（見(jiàn)圖2.7(a)）,在感應器兩端施加交流電壓，即產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。此時(shí)感應器本身表現為圓環(huán)效應，感應器與爐料間即為鄰近效應，而爐料本身表現為集膚效應。感應器和爐料中的電流密度（δ）分布如圖 2.7(b)所示。

中頻電源主電路結構

  電力半導體感應加熱電源的出現，使感應加熱電源無(wú)論從外觀(guān)還是內在電路結構都更加簡(jiǎn)單。電力半導體感應加熱電源電路結構與它的工作頻率和功率大小無(wú)關(guān)，一般是由整流電路、濾波電路、逆變電路及其控制電路和保護電路等組成(見(jiàn)圖2.8)。工作時(shí)，三相工頻交流電經(jīng)整流電路整流，再經(jīng)過(guò)濾波電路濾波后，變?yōu)檩^平滑的直流傳送給逆變器。逆變器部分采用電力半導體作為開(kāi)關(guān)器件，再將直流電轉換成負載所需頻率的交流電供給負載。

  按采用的濾波器不同，中頻電源可分為電流型和電壓型。電流型采用直流平波電抗器濾波，可獲得較平直的直流電流，負載電流為矩形波，負載電壓近似正弦波；電壓型采用電容器濾波，可獲得較平直的直流電壓，負載兩端電壓為矩形波，負載電流近似正弦波。按負載諧振方式分，中頻電源可分為并聯(lián)諧振式，串聯(lián)諧振式和串并聯(lián)諧振式三種。本章主要是對中頻電源主電路的整流部分和逆變部分分別進(jìn)行分析和研究，進(jìn)而提出本課題解決方案。