串联谐振中频炉的工作原理

　　中频电炉的内部结构：

　　如图2-1所示，电炉炉衬的主要材料是二氧化硅，它的耐热温度最高可以到达1650C。电炉的周围是由感应线圈以及不锈钢丝网环绕组成的，其中感应线圈与中频电源直接连接，并且通过交频磁通来对电炉进行加热;不锈钢丝网与漏炉保护电路直接连接，它是保护电路的一部分。在科学技术的带领下，感应加热电源根据各种各样的需求，形成了不同模式：

　　① 整流器(AC-DC )

　　② 滤波环节(FILTER)

　　③ 逆变器(DC- AC)

　　④ 谐振槽路及负载(RESONANT TANK)

　　⑤ 控制及保护环节(CONTROL AND PROTECT)

　　电磁感应原理

　　根据电磁感应定律，我们可以得出：导体在交变的磁场下，感应电动势会从导体内部产生，感应电流会因为电流的闭合而产生，这便是感应加热的基本原理，也是电磁感应的基本原理。

　　感应加热效应

　　就感应加热而言，他有四种效应，他们分别是集肤效应、邻近效应、端部效应和圆环效应。感应电炉就是利用这四种效应来对负载进行加工的。通过将金属放入感应线圈中，并且对线圈的两端施以交流电压，进而在感应线圈中产生相应的交流电流，然后会产生出交变的磁场。在不断变化的磁场中，圆环效应便会产生，在线圈的内侧表面层之上电流会全部集中，而邻近效会产生于感应线圈与金属之间，集肤效应会出现在金属本体之上。综上为反应加热的效应全过程。

　　集肤效应

　　线圈导体产生的交变电流与金属坯料产生的涡流有着不均匀分布的电流密度，其中，电流密度的峰值将会在它的表层产生，并且按照指数函数的形式向中心部缓慢削弱，这便是集肤效应。

　　邻近效应

　　邻近效应指的是当通有交流电的两根导体相互距离短时，两者分别作用对方，这会更改电流的分布。倘若两根导体中电流的流通方向不同时，电流的最大密度会在导体内侧;倘若两根导体中电流的流通方向相同时，电流的最大密度会在导体外侧。

　　端部效应

　　在感应加热时，工件端部的温度常常与非端部的温度略有不同，这就是感应加热的端部效应。端部效应分为两部分，他们分别是坯料和感应线圈的端部效应。集肤效应与端部效应的不同之处在于，集肤效应主要是对金属坯料磁场分布的反应，而端部效应主要是对坯料和感应线圈端部磁场分布的反应。因为这个的不同，使得坯料的功率分布和加热温度遭受一些限制。

　　圆环效应

　　圆环效应是指当交变的电流在圆环形线圈上流动时，线圈导体的内侧出现最大电流密度。通常情况下，在环内的磁力线较多，而在环外较少，所以，外侧的电流线会比内侧的电流线穿过更多的磁通。综上，外侧的电流密度和总电势会比内侧的小很多。

　　圆环效应在对其加热时是有好处的。这也是在没有导磁体的情况下，原料在其之中仍然可以进行加热的主要原因。然而在对其内孔温度升高时，这样的加热有很大缺陷，我们可以通过导磁体更改磁力线，从而将电流从导磁体的内侧移动到外侧。

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