一种简单的电磁感应加热设备的设计

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一种简单的电磁感应加热设备的设计

作者：吕桂娟

来源：《数字技术与应用》2018年第02期

摘要：随着国家对节能环保要求日益的提高。传统的燃煤供热方式逐渐被新能源和清洁能源供热方式所代替。本文介绍了一种电磁感应加热设备的硬件和软件设计，该设备具有一般电磁感应设备的控制方式和保护模式，能够进行功率设定，调节供热温度。

关键词：电磁感应；单片机；IGBT

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0152-01

我国东北地区传统的供热方式是通过燃煤进行供暖，但是近年来随着环境问题的日益突出，人们对环保意识的日益提高，绿水青山就是金山银山的意识的深入人心。同时国家提出要大力治理大气污染，减少煤炭使用量。大力发展核电、太阳能、风能、空气能、生物能等新能源，这样传统的燃煤供热方式将逐渐被新能源与清洁能源供热方式所替代。同时，发改委对电网电价实行峰谷平电价也是对电能使用的一种鼓励。本文介绍一种利用电磁感应加热装置，该设备热效率高，节约环保。

1 系统结构及原理

电磁感应加热原理是通过对IGBT电路进行控制以产生交变磁场，当铁质容器放置在上面时，容器表面即切割交变磁力线而在容器金属内部产生交变的电流（即涡流），涡流使容器内部的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能。从而起到加热的效果。因为是铁制容器自身发热，所以热转化率特别高，最高可达到95%。

控制系统主要由单片机控制系统、液晶显示模块、键盘输入模块、IGBT电路模块、和外部控制模块来构成。系统结构和原理图如图1所示。

1.1 单片机控制模块

单片机选用的是C8051F700单片机，该单片机的复位电路由一个10uF的电容构成，复位电路上电后使单片机运行在初始工作状态。单片机内部自带时钟电路。C8051F系列单片机运行电压在3-3.6V，为了保证单片机电源的可靠性，在设计时使用了LM1117（3.3V）芯片，同时在电源电路增加了大容量电容来进行稳压，高频电容去除杂波干扰。

1.2 IGBT驱动电路

电磁感应加热系统主要是控制IGBT模块的通断造成涡流，对设备进行加热。利用PWM 调制技术对IGBT进行功率调节同时达到对电磁加热设备功率可控的目的。为了防止IGBT器

新型高效变频电磁感应加热技术

新型高效变频电磁感应加热技术 一、所属行业：塑料橡胶制造行业等 二、技术名称：新型高效变频电磁感应加热技术 三、适用范围：工业领域加热，特别适用于塑料橡胶制造加工，石油化工、医药食品、染整服装等加热。 四、技术内容： 1.技术原理 通过内部整流滤波电路将市电（50Hz/220v/380v）的交流电变成直流电，再经过PWM(技术核心)控制电路将直流电转换成频率为20-30KHz的高频高压电，高速变化的电流通过加热线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过被加热金属物体（导磁导电物体）时，会在被加热金属物体内产生无数的小涡流，从而使被加热体自身高速发热。是一种新型高效、环保节能的加热方式。 2.关键技术 PWM控制电路及大功率IGBT元器件。 3.工艺流程 五、主要技术指标：

变频电磁加热器与传统加热器比较： 1、热效率95%以上，节电30%-60%。 2、装机容量（功率）可减少40%，大大减少电网负荷。 3、功率密度不受限制，加热温度可以达到600度以上，甚至可达上千度。 4、加热迅速及时，温度控制实时准确。 六、技术应用情况： XX电磁科技有限公司自主开发“工业微电脑变频电磁加热器”已被国家知识产权局授予实用新型专利技术。这一技术已在全国各地推广应用3年，节能效果较为明显。 七、典型用户及投资效益： XX科技有限公司、XX GROUP CO.LTD等。 八、推广前景和节能潜力： 就塑料加工行业而言，中国目前已经成为仅次于美国的第二大国，2008年规模以上企业塑料制品年生产量达37138Kt（2009中国塑料工业年鉴），全国现有塑料生产机械约160万套，加热部分的电容量就达2000万千瓦，全年用电量为600亿千瓦时，且每年仍以15%速度递增。若所有的设备都采用该项节能技术，按最少节能30%计算，全国每年可节约用电180亿千瓦时。

电磁感应加热

电磁感应加热 感应加热的性能与特点 与传统的加热方式(如火焰式加热)相比，感应加热具有如下的一些性能特点：具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质；工件材料烧损小，氧化皮生成少。 原理 感应加热方式是通过感应线圈把电能传递给被加热的金属工件，然后电能再在金属工件内部转化为热能，感应线圈与金属工件并非直接接触，能量是通过电磁感应传递的，因而，我们把这种加热方式称为感应加热。 感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。增加工件中感应电流的另一个有效途径是提高感应线圈中电流的频率，由于工件中的频率越高，磁通的变化就越快，感应电势就越大，工件中的感应电流也就越大。对同样的加热效果，频率越高，感应线圈中的电流就可以小一些，这样可以减少线圈中的功率损耗，提高设备的电效率。 在感应加热过程中金属工件内部各点的温度是在不断发生变化的，感应加热的功率越大，加热时间越短，金属工件表面温度就越高，工件中心部位的温度就越低。如果感应加热时间长，金属工件表面和中心的温度通过热传导而趋于均匀。 感应加热设备的选用是根据被加热工件的工艺要求和尺寸大小来决定的。根据被加热工件的材质、大小以及加热区域、加热深度、加热温度、加热时间等工艺要求，进行综合计算与分析，来确定感应加热设备的功率、频率和感应线圈等技术参数。 柔性陶瓷电加热 柔性陶瓷电加热设备是由柔性陶瓷电加热及其温度测量和控制设备组成，其是利用电能激发辐射能并进行加热的装置。当柔性陶瓷电加热器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的远红外辐射性能、可充分发挥辐射加热的特点时称为远红外电加热器。 柔性陶瓷片电阻加热，它的原理是利用远红外辐射方式加热。用这种方法进行厚壁管的热处理时，热源先从加热元件向管子外壁辐射传热再从外壁表面向内壁传导热量，由于管道长度方向的热传递散热，使得内外壁产生较大的温差。管子径向远离加热源中心的部位(焊缝根部)的温度与管子表面温度相差较大。 如在对规格为420×70mm，长度为680mm的P22管子进行的内外壁温差的热处理过程中，以柔性陶瓷加热器进行加热，加热温度770℃，保温4h，加热宽度500mm。结果发现，平焊位置内外壁温差为50℃，仰焊位置温差内外壁为30℃，这么大的内外壁温差很难保证

管道电磁感应加热改造线圈绕线详解

管道电磁感应加热改造线圈绕线详解 管道加热是工业上比较通用的加热负载，常用应用于塑料、橡胶、石油管道、供暖设备、热水炉、模具等设备中，传统的管道加热是采用电阻带或电热管进行加热，电阻式加热虽然造价比较低，但热效率低下，仅60%以下，而且比较容易坏，经常修理、更换，影响整体设备的产能,给用户带来极大不方便。随着变频电力电子的发展，可以很好地利用电磁感应涡流加热的方法来解决这个问题，电磁加热原理由于是非接触式加热，而且热效率高达95%以上，因此受很多用户的青睐。但是，电磁加热的整配备制作，涉及的知识比较广，不仅懂电工，还要懂电子，线圈的制作加热绕制方法给不少用户带来不少困难，在这里，给大家介绍一下江信电磁30kW电磁加热器及其管道电磁线圈的绕制方法，让高深的电磁加热技术不再难，让人人都懂电磁感应加热应用技术，江信电磁技术支持。 一、材料的准备： 1、江信电磁30kW电磁加热器1台 2、30mm玻璃丝毯保温材料，长2米，宽约1米 3、16mm2 国标云母玻璃纤维高温线，50米 4、玻璃纤维布，宽100mm，1卷 5、数字电桥1台 6、100A线耳若干个 二、改装方法详解： 1、选取被加热管道外面包一层30mm玻璃丝毯保温材料，包圈即可，不要多层！刚好一圈，长度约1米左右。 2、用玻璃纤维布把保温材料包住，轻轻包住，也不能压太紧！保证保温棉厚度约20-25mm 之间即可，尽可能包外观漂亮。 3、把准备好的50米16mm2 国标云母玻璃纤维高温线绕上去，保证两边的引线约1.5~2米左右，线圈每圈之间可相隔3-5mm左右，最高不能高于10mm，每圈之间不能过于太密，因为线圈在工作时，也是发热的，保证一定的间隔来散热。 4、用数字电桥量电感量，调到L测量电感量的2mH档测量，约200-250uH左右的电感量就可以完成线圈的制作。 5、最后把线圈的两端用扎带扎紧，防止线圈松动脱落，线圈外面不需要增加任何保护措施，因为线圈外面本来就是云母绕包住，是绝缘材料，不会对人体构成触电危险。特别注意的是，线外面200mm以内不能有金属材料，否则也会发热！若的确需要屏蔽磁场的话，可以在距离线回头100mm左右用铝板进行隔包一圈，但不能完全包住，要留出10mm以上用环氧板固定，绝对不能构成回路，否则在工时时会起火花，严重时，可能会出安全事故。 6、最后，把江信电磁加热控制器上的A B C端子接三相380V电源，L1和L2端子接上线圈两端，把R/S端子短接或按住红色键不放就可以启动。工作时，显示的是电流值，一般43-45A之间就合格。再按一下绿色键，看工作频率10-18kHz之间即合格。若是频率过低了，就减少线圈的圈数，反之就增加线圈的圈数。使控制器工作在理想的工作参数范围之内，完成后，保留足够的引线后，多余的线可以剪掉。江信电磁加热器应放在通风透气的地方，若是放在机箱内，要做好排风系统，必须保证良好的空气对流。

(完整版)高频开关电源设计毕业设计

目录 引言......................................................... 1本文概述 ................................................. 1.1选题背景............................................................................................................................ 1.2本课题主要特点和设计目标 ........................................................................................... 1.3课题设计思路.................................................................................................................... 2SABER软件................................................ 2.1SABER简介 ..................................................................................................................... 2.2SABER仿真流程 ............................................................................................................. 2.3本章小结............................................................................................................................ 3三相桥式全控整流器的设计.................................. 3.1工作原理............................................................................................................................ 3.1.1 三相桥式全控整流电路的特点 ..................................................................................... 3.2保护电路............................................................................................................................ 3.2.1 过电压产生的原因.......................................................................................................... 3.2.2 过压保护 (1) 3.2.3 过电流产生的原因 (1) 3.2.4 过流保护 (1) 3.3SABER仿真 (1) 3.3.1 设计规范 (1) 3.3.2 建立模型 (1)

电磁感应加热技术的发展

电磁感应加热技术的发展 磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐渐进入实用化阶段。 20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大地促进了感应加热技术的发展。 1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展。 20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及SIT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。现在比较常用的是IGBT和MOSFET，IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。据报道，国外可以采用IGBT将感应加热装置做到功率超过1000kW ，频率超过50kHz。而MOSFET较适用高频场合，通常应用在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500kHz以上，甚至几兆赫兹。然而国外也有推出采用MOSFET的大功率的感应加热装置，比如美国研制的2000kW /400kHz的装置。

我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入，主要应用在汽车工业。随着20世纪电源设备的制造，感应淬火工艺装备也紧随其后得到发展。现在国内感应淬火工艺装备制造业也日益扩大，产品品种多，原来需要进口的装备，逐步被国产品所取代，在为国家节省外汇的同时，发展了国内的相关企业。目前感应加热制造业的服务对象主要是汽车制造业，今后现代冶金工业将对感应加热有较大需求。 一、感应加热特点 感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化和在线生产、生产效率高等特点，是内部热源，属非接触加热方式，能提供高的功率密度，在加热表面及深度上有高度灵活的选择性，能在各种载气中工作（空气、保护气、真空），损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。它与可控气氛热处理、真空热处理少无氧化技术已成为热处理技术的发展主流。 其主要应用有： （1）冶金有色金属的冶炼，金属材料的热处理，锻造、挤压、轧制等型材生产的透热，焊管生产的焊缝。 （2）机械制造各种机械零件的淬火，以及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热;压力加工前的透热。 （3）轻工罐头以及其他包装的封口，比如着名的利乐砖的封口包装。

电磁感应加热

电磁感应加热 一、前言网络的普及，及物流运输业的发展，传统行业的地区性慢慢打破，用户通过网络可以寻找更多的提供商，随着近几年物价的上涨，人工费的上涨，而市场竞争越来越激烈，产品利润越来越低，热加工企业生存压力越来越大，怎样降低产品成本，提高产品的竞争力，是每个企业面临的一个核心问题。随着电磁加热技术的出现以及这几年的实际应用，大量的数据证明，通过电磁加热节能改造后的机器设备，生产效率、产品质量、节省能源方面大大优于传统电阻丝加热的模式。传统的加热方式存在的主要问题：塑料行业，如吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机等生产企业的生产设备大部分是采用电热圈对料筒和模头进行加热，存在以下问题：目前在 1、热损失大： 绕制在料筒上的电阻丝加热圈内外都发热，而只有紧贴在料筒内面的热，大约50%传递到料筒上，同时，外面的热量，约50%散失到空气中，热损失大，传导在现有企业采用的加热方式，是由电阻丝绕制的加热圈，加热圈的内外双面均发热，其内面（紧贴熔胶筒部分）的热传导到溶胶筒上，而外面的热量大部分散失到空气中，造成电能的浪费。 2、车间环境温度上升：由于热量大量散失，周围环境温度升高，尤其是夏季对生产环境影响很大，现场工作温度甚至超过了

45℃，有些企业不得不采用空调降低温度，这又造成能源的二次浪费。 3、传统发热圈使用寿命短、维修量大：由于采用电阻丝发热，其加热温度长时间高达300多度，电阻丝容易因高温老化而烧断，常用电热圈使用寿命不长，多为6个月左右。因此，维修保养的工作量相对较大，而且更换的费用也相对很高。 4、由于车间内温度高，机器油温升高，大大缩短油封、油泵使用寿命，出现漏油和压力不稳定现象 二、电磁感应加热电磁感应加热节能系统，是将电磁感应加热原理应用于塑料、橡胶等行业的节能系统，替代塑料、橡胶等行业中电阻丝加热工艺的节能系统，它解决了塑料行业长期以来使用电阻加热方式进行塑料原料的熔融、混炼和塑化过程中所带来的热效率低，耗电量大和工作条件差的问题，填补了我国用感应加热方式替代电阻加热方式在塑料行业应用的空白。电磁感应加热原理： 科益热技术引进日本最新高频电磁感应加热技术开发出一种适合国内企业要求的新型高频电磁加热系统是通过电磁感应加热控制器把将220V或380V，50Hz的交流电转换成频率为20-40KHz 的高频高压电，当高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行快速发热，从而加热金属材料料筒内的东西。同时，配合高效能的保温装置，

高频开关电源设计与应用

电源网讯传统的工频交流整流电路，因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压，所以使电网的电流波形变成了尖脉冲，滤波电容越大，输入电流的脉宽就越窄，峰值越高，有效值就越大。这种畸变的电流波形会导致一些问题，比如无功功率增加、电网谐波超标造成干扰等。 功率因数校正电路的目的，就是使电源的输入电流波形按照输入电压的变化成比例的变化。使电源的工作特性就像一个电阻一样，而不在是容性的。 目前在功率因数校正电路中，最常用的就是由BOOST变换器构成的主电路。而按照输入电流的连续与否，又分为DCM、CRM、CCM模式。DCM模式，因为控制简单，但输入电流不连续，峰值较高，所以常用在小功率场合。C CM模式则相反，输入电流连续，电流纹波小，适合于大功率场合应用。介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界连续模式，这种模式通常采用变频率的控制方式，采集升压电感的电流过零信号，当电流过零了，才开通MO S管。这种类型的控制方式，在小功率PFC电路中非常常见。 今天我们主要谈适合大功率场合的CCM模式的功率因数校正电路的设计。 要设计一个功率因数校正电路，首先我们要给出我们的一些设计指标，我们按照一个输出500W左右的APFC电路来举例： 已知参数： 交流电源的频率fac——50Hz 最低交流电压有效值Umin——85Vac 最高交流电压有效值Umax——265Vac 输出直流电压Udc——400VDC 输出功率Pout——600W 最差状况下满载效率η——92% 开关频率fs——65KHz 输出电压纹波峰峰值Voutp-p——10V 那么我们可以进行如下计算： 1，输出电流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A 2，最大输入功率Pin=Pout/η=600/0.92=652W 3，输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A 4，那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A 5，高频纹波电流取输入电流峰值的20%，那么Ihf=0.2*Iinrmsmax=0.2*10.85=2.17A 6，那么输入电感电流最大峰值为：ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A 7，那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH 8，输出电容最小值为：Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=1.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF，实际电路中还要考虑hold up时间，所以电容容量可能需要重新按照hold up的时间要求来重新计算。实际的电路中，我用了1320uF，4只330uF的并联。 有了电感量、有了输入电流，我们就可以设计升压电感了！ PFC电路的升压电感的磁芯，我们可以有多种选择：磁粉芯、铁氧体磁芯、开了气隙的非晶/微晶合金磁芯。这几种磁芯是各有优缺点，听我一一道来。

电磁感应加热

感应加热的性能与特点 与传统的加热方式(如火焰式加热)相比，感应加热具有如下的一些性能特点：具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质；工件材料烧损小，氧化皮生成少。 原理 感应加热方式是通过感应线圈把电能传递给被加热的金属工件，然后电能再在金属工件内部转化为热能，感应线圈与金属工件并非直接接触，能量是通过电磁感应传递的，因而，我们把这种加热方式称为感应加热。 感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。增加工件中感应电流的另一个有效途径是提高感应线圈中电流的频率，由于工件中的频率越高，磁通的变化就越快，感应电势就越大，工件中的感应电流也就越大。对同样的加热效果，频率越高，感应线圈中的电流就可以小一些，这样可以减少线圈中的功率损耗，提高设备的电效率。 在感应加热过程中金属工件内部各点的温度是在不断发生变化的，感应加热的功率越大，加热时间越短，金属工件表面温度就越高，工件中心部位的温度就越低。如果感应加热时间长，金属工件表面和中心的温度通过热传导而趋于均匀。 感应加热设备的选用是根据被加热工件的工艺要求和尺寸大小来决定的。根据被加热工件的材质、大小以及加热区域、加热深度、加热温度、加热时间等工艺要求，进行综合计算与分析，来确定感应加热设备的功率、频率和感应线圈等技术参数。 柔性陶瓷电加热 柔性陶瓷电加热设备是由柔性陶瓷电加热及其温度测量和控制设备组成，其是利用电能激发辐射能并进行加热的装置。当柔性陶瓷电加热器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的远红外辐射性能、可充分发挥辐射加热的特点时称为远红外电加热器。 柔性陶瓷片电阻加热，它的原理是利用远红外辐射方式加热。用这种方法进行厚壁管的热处理时，热源先从加热元件向管子外壁辐射传热再从外壁表面向内壁传导热量，由于管道长度方向的热传递散热，使得内外壁产生较大的温差。管子径向远离加热源中心的部位(焊缝根部)的温度与管子表面温度相差较大。 如在对规格为420×70mm，长度为680mm的P22管子进行的内外壁温差的热处理过程中，以柔性陶瓷加热器进行加热，加热温度770℃，保温4h，加热宽度500mm。结果发现，平焊位置内外壁温差为50℃，仰焊位置温差内外壁为30℃，这么大的内外壁温差很难保证钢热处理根部温度达到工艺要求。

中频感应加热电源设计

洛阳理工学院 毕业设计（论文） 题目中频感应加热电源的设计 姓名王强 系（部）电气工程与自动化系 专业应用电子技术 指导教师张刚 2013 年6月1 日

中频感应加热电源的设计 摘要 感应加热电源具有加热效率高，速度快，可控性好，易于实现高温和局部加热，易于实现机械化和自动化等优点，目前已在金属熔炼、工件透热、淬火、焊接、铸造、弯管、表面热处理等行业得到了广泛的应用。 本设计研究了中频感应加热及其相关技术的发展、现状和趋势，并在较全面的论述基础上，对2.5kHz/250kW可控硅中频感应加热电源的整流电路以及控制电路进行了设计。本文设计的电源电路可用于大型机械热加工设备的感应加热电源。整流电路采用三相桥式全控整流电路，其电路结构简单，使电源易于推广；控制策略选用双闭环反馈控制系统，改善了信号迟滞的缺点，为以后研制大功率、超音频的感应加热电源打下了基础。 关键词：可控硅中频电源，感应加热，逆变，保护电路

Design Of Induction Heating Power Of MediumFrequency ABSTRACT Induction heating power is equipped with lots of advantages such as high heating efficiency, fast speed, good controllability, which is prone to make heating of high and partial temperature ，and realize mechanization and automation. At present metal melting, work piece heat penetration, quenching, welding, casting, elbow piece, surface heating processing has been widely applied. Induction heating of medium frequency and development, current situation, and tendency related technology has been studied，and have made quite comprehensive and in the profound elaboration foundation, this article has carried on the design to main circuit and the inversion control of the 2.5kHz/250kW silicon-controlled rectifier intermediate frequency induction heating power. This design is used for big facility of mechanical heating processing. Structure of rectification circuit is easy, which makes power popularized easily. Three-phase bridge rectification circuit is used in Rectification circuit. Rectification circuit uses feedback control of two closed loop, improving the disadvantages. The foundation for inventing induction heating power of big power and super audio is made. KEY WORDS:Controllable silicon medium power,Induction heating,Inverter,Protect circuit 目录

30KW电磁感应加热控制系统

30KW电磁感应加热控制系统 使 用 说 明 书

30KW电磁感应加热控制系统 一、概述 电磁加热器，是现今工业领域和民用设备中最广泛的一种加热方式，采用电磁加热，杜绝了明火在加热过程中的危害和干扰，采用电磁场在被加热够工件表面形成涡流的方式来加热，是一种环保，国家提倡的加热方案。电磁加热器将220V/380V,50/60Hz的交流电经整流电路整流变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成频率为20-40KHz的高频高压电，高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的交变磁力线通过导磁性金属（铁、钴、镍）材料时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行高速发热，从而达到加热金属材料的目的。因为电磁加热圈本身并不发热，而且是采用绝缘材料和高温电缆制造，所以不存在着像原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点，减少了维修时间，降低了成本。现已被广大的企业使用，大大的降低了企业的生产成本。 二、应用范围 1、塑料橡胶行业，如：塑料用吹膜机、拉丝机、注塑机，造粒机，橡胶用 挤出机、硫化机、电缆生产挤出机等。 2、医药化工行业，如：医药专用输液袋、塑料器材生产线，化工行业液体 加热输送管道等等。

3、能源、食品行业，如：原油输送管道的加热；食品机械，如：超货机等需要电加热的设备。 4、大功率商用电磁灶机芯。 5、建材行业，如：燃气管生产线、塑料管材生产线、PE塑料硬质平网、土工网机组、自动中空成型机、PP挤出透明片材生产线、挤出聚苯乙烯发泡管材、PE缠绕膜机组。 6、印刷设备里的干燥加热。 7、其它类似行业加热。 三、技术参数 产品电气规格 1、额定电压频率：AC 380V / 50Hz 2、电压适应范围：310V～440V 3、额定功率：30KW (30～100%可调) 环境适应能力 1、温度：-20℃～50℃； 2、湿度：≤95% 基本性能概述 1、电流与电压特性：恒流输出；

基于UC3875的高频开关电源的设计

基于UC3875的高频开关电源的设计 (2011-10-13 16:42) 分类：开关电源 引言 近年来，随着电子技术的发展，邮电通信、交通设施、仪器仪表、工业设施、家用电器等越来越多地应用开关电源，随着科学技术的不断进步，对大功率电源的需求也就越来越大。与此同时大量集成电路、超大规模集成电路等电子通信设备日益增多，要求电源的发展趋势是小型化、轻量化。通常滤波电感、电容和变压器的体积和重量比较大，因此主要是靠减少它们的体积来实现小型化、轻量化。 我们可以通过减少变压器的绕组匝数和金减小铁心尺寸来提高工作频率，但在提高开关频率的同时，开关损耗会随之增加，电路效率会严重下降。针对这些问题出现了软开关技术，它利用以谐振为主的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关电源能高频高效地运行，从20世纪70年代以来国内外就开始不断研究高频软开关技术，目前已比较成熟，下面以2KW的电源为例进行设计。 1.设计内容和方法 1.1主电路型式的选择 变换电路的型式主要根据负载要求和给定电源电压等技术条件进行选择。在几种常用的变换电路中，因为半桥、全桥变换电路功率开关管承受的电压比推挽变换电路低一倍，由于市电电压较高，所以不选推挽变换电路。半桥变换电路与全桥变换电路在输出同样功率时，半桥变换电路的功率开关管承受二倍的工作电流，不易选管，输出功率较全桥小，所以采用全桥变换电路。 传统的全桥变换电路开关元件在电压很高或电流很大的条件下，在门极的控制下开通或关断，开关过程中电压、电流均不为零，出现重叠，导致了开关损耗。开关损耗随开关频率增加而急剧上升，使电路效率下降，阻碍了开关频率的提高。在移相控制技术的基础上，利用功率管的输出电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件，使全桥变换器四个开关管依次在零电压下导通，实现恒频软开关。由于减少了开关过程损耗，变换效率可达80%-90%，并且不会发生开关应力过大。所以选用移相控制全桥型零电压开关脉宽调制（PSC FB ZVS-PWM）变换电路。 移相控制全桥变换电路是目前应用最为广泛的软开关电路之一，它的特点是电路简单，与传统的硬开关电路相比，并没有增加辅助开关等元件。原理如图1所示，主要由四个相同的功率管和一个高频变压器压器组成。E为输入直流电压，T1～T4 为开关管， D1～D4 为体内二极管，C1 ～C4 为开关的输出电容。以第一个桥臂为例介绍，利用变压器漏感和功率输出电容C1 谐振，漏感储能向电容C1释放过程中，使电容上的电压逐步下降到零，体内二极管D1开通，创造了T1 的ZVS条件。

中频感应加热电源设计

毕业设计（论文） 题目中频感应加热电源的设计 姓名 系（部）电气工程与自动化系 专业应用电子技术 指导教师

中频感应加热电源的设计 摘要 感应加热电源具有加热效率高，速度快，可控性好，易于实现高温和局部加热，易于实现机械化和自动化等优点，目前已在金属熔炼、工件透热、淬火、焊接、铸造、弯管、表面热处理等行业得到了广泛的应用。 本设计研究了中频感应加热及其相关技术的发展、现状和趋势，并在较全面的论述基础上，对2.5kHz/250kW可控硅中频感应加热电源的整流电路以及控制电路进行了设计。本文设计的电源电路可用于大型机械热加工设备的感应加热电源。整流电路采用三相桥式全控整流电路，其电路结构简单，使电源易于推广；控制策略选用双闭环反馈控制系统，改善了信号迟滞的缺点，为以后研制大功率、超音频的感应加热电源打下了基础。 关键词：可控硅中频电源，感应加热，逆变，保护电路

Design Of Induction Heating Power Of MediumFrequency ABSTRACT Induction heating power is equipped with lots of advantages such as high heating efficiency, fast speed, good controllability, which is prone to make heating of high and partial temperature ，and realize mechanization and automation. At present metal melting, work piece heat penetration, quenching, welding, casting, elbow piece, surface heating processing has been widely applied. Induction heating of medium frequency and development, current situation, and tendency related technology has been studied，and have made quite comprehensive and in the profound elaboration foundation, this article has carried on the design to main circuit and the inversion control of the 2.5kHz/250kW silicon-controlled rectifier intermediate frequency induction heating power. This design is used for big facility of mechanical heating processing. Structure of rectification circuit is easy, which makes power popularized easily. Three-phase bridge rectification circuit is used in Rectification circuit. Rectification circuit uses feedback control of two closed loop, improving the disadvantages. The foundation for inventing induction heating power of big power and super audio is made. KEY WORDS:Controllable silicon medium power,Induction heating,Inverter,Protect circuit 目录

中频感应加热电源设计开题报告

课题名称中频感应加热电源设计 系部电气与信息工程学院 专业电子信息工程（汽车电子信息工程）班级 学号 姓名 指导教师 2 0 1 5年 3 月 22 日

一、课题研究的意义 感应加热电源在金属熔炼、铸造、透热、淬火、弯管、烧结、表面热焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用。 在中频（0.5-10kHz)范围内，晶闸管中频感应加热装置已完全取代了传统的中频发电机组和电磁倍频器，国外装置的最大容量已达数十兆瓦，国内也形成200-8000Hz，100-3000kw系列产品，可以配备5t以下的熔炼炉及更大容量的保温炉，也适用于各种金属透热、表面淬火等热处理工艺。但国内中频目前都采用并联谐振型逆变器结构，因此在研究和开发更大容量的并联谐振型逆变中频电源的同时，研制结构简单、易于频繁起动的并联逆变中频电源是国内中频感应加热装置领域有待需要解决的问题，尤其是在熔炼、铸造应用中，并联逆变电源易实现全工况下恒功率输出及一机多负载功率分配控制，更值得推广应用。 二、中频感应加热原理及应用 1、集肤效应 当交流电流通过导线时,在导线周围产生交变的磁场，处在交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，称做涡流。在直流电路内，均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的，而当交流电通过导线时，由于交变磁场的作用，在导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应)。交流电的频率越高，则集肤深度越深，同时其交流阻抗也变大，因此在相同数值的电流作用下，负载所获得的能量也越高，而电流及线路损耗相应地也会变小，从而提高了加热效率，同时还可起到节约电能的目的。变频加热电源正是基于这一原理，利用变频技术，可将运行频率提高到工频的数倍，加

电磁感应加热方式及不同频率所适应的加工零件

电磁感应加热方式及不同频率所适应的加工零件 电磁感应加热方式根据设备所输出的交变电流的频率高低不同，可将感应加热技术按工作频率分为五类：低频感应加热，中频感应加热，超音频感应加热，高频感应加热和超高频感应加热。因此电磁感应加热技术主要应用于对金属材料和石墨的加热。因此，工件便会在极短的时间（多以秒计）内急剧升温，如果需要，可使任何金属材料达到熔点，石墨达到升华。电磁感应加热特性比较： 1、低频感应加热方式 频率最低，频率范围：工频（50HZ）至1KHZ 左右，常用的频率多为工频。相对加热深度最深，加热厚度最大，约10-20mm;。主要用于对大工件的整体加热、退火、回火和表面淬火等。 2、中频感应加热方式 频率范围：一般1KHZ至20KHZ左右，典型值是8KHZ左右。加热深度、厚度约3-10mm。多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件的加热、退火、回火、调质和表面淬火及较小直径的棒材红冲、煅压等。 3、超音频感应加热方式 频率范围：一般20KHZ至40KHZ左右（因为音频频率为20HZ至20KHZ，所以称它为超音频）。加热深度、厚度，约2-3mm。多用于中等直径的工件深层加热、退火、回火、调质，较大直径的薄壁管材加热、焊接、热装配，中等齿轮淬火等。 4、高频感应加热方式 频率范围：一般40KHZ至200KHZ左右，常用40KHZ至80KHZ。加热深度、厚度，约1-2mm。多用于小型工件的深层加热、红冲、煅压、退火、回火、调质，表面淬火，中等直径的管材加热和焊接、热装配，小齿轮淬火等。 5、超高频感应加热方式 频率相对最高，频率范围：一般200KHZ以上，可高达几十MHZ。加热深度、厚度最小，约0.1-1mm。多用于局部的极小部位或极细的棒材淬火、焊接，小型工件的表面淬火等。 由于交变电流在导体中流动时存在着趋肤效应，即，随着电流的频率升高，电流会趋向于导体的表层流过。因此，这五种感应加热方式便有了不同的特性。 恒进科技，专业生产感应淬火成套设备，QQ：2502249701。如果您的产品需要感应加热，恒进科技将为您提供完善的解决方案与周到的服务！我们提供的设备属于全自动化成套设备，包括数控淬火机床、IGBT中高频电源、冷水机组、变压器等。

全数字中频感应加热电源设计

本设计是全数字中频感应加热电源, 采用串联谐振电路。主电路整流部分采用了三相全控整流电路，逆变电路采用了单相逆变桥。串联逆变器的输入电压恒定，近似为恒压源，逆变元件采用IGBT,利用单片机控制其开关，控制部分采用PIC16F877单片机，实现对中频电源的控制。其中使用了IGBT专用驱动芯片。 本设计完成了中频感应电源控制系统的硬件和软件设计任务，实现了负载频率的自动跟踪。控制电路简单可靠，方案合理。 关键词：整流；逆变；可控硅；IGBT；单片机。

This design is the entire digital mid-frequency induction heating power source. The main circuit rectification part with transported three-phase in this design has all controlled the leveling circuit, inverted the electric circuit to use the single item inversion electric circuit sine pulse width to modulate (SPWM), the load is a antiresonance circuit. This paper introduces a new inversion and three phase bridge rectification control circuit based on PIC16F877 microcontroller for thyristor medium frequency power supply. Meanwhile the hardware and software designs are also provided. It is approved by analysing the experimental results that the circuit softly starts the power supply in the way of sweeping-frequency and zero-voltage, and well tracks the tank resonant frequency in normal working. The power adjustment can be made by adopting SPWM control technology in the system. Series resonance and frequency follow technology are used. The IGBT, as the switch device, can work between 10Hz to 10kHz frequency channel, and based on the principle of the effects . Key Words: inverter; induction;IGBT; single chip computer; rectification.

200KW感应加热电源主电路设计

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文） 题目：200K魔应加热电源主电路设计 院（系）: 电气工程学院 专业班级：电气133 学号：130303087 学生姓名：陈夹夹 指导教师：_______________ 起止时间：2015-12-24 至2015-1-3

课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：电气

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算 摘要 感应加热技术在金属冶炼、铸造、锻造透热、弯管、烧结、表面热处理、铜焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用。 本文针对感应加热装置的需要，对加热电源的主电路进行设计。引入该电源使得加热电源的各方面性能都得到一定的改善。可以跟踪负载的频率，提高装置的效率，从而达到节能和节时的双重目的。 本次课题主要对200KW感应加热电源主电路进行分析确定了整体方案，它包括整流电路、滤波电路、逆变电路的设计。用三相桥式整流电路对三相工频交流电进行整流，输出通过滤波电路做滤波处理。然后，通过对感应加热电源工作原理的分析，确定以IGBT作为功率开关器件的电压型逆变作为本次设计的逆变电路。通过整体方案计算了系统的参数以及进行了器件的选择，并通过对设计的主电路的仿真分析验证了设计的可行性。 关键词：感应加热；IGBT;整流；逆变器 目录 第1章绪论 (1) 1.1感应加热技术概况 (1) 1.2本文设计内容 (2)

第2章感应加热电源主电路设计 (4) 2.1感应加热电源主电路总体设计方案 (4) 2.2具体电路设计 (4) 2.2.1整流电路设计 (4) 2.2.2滤波电路设计 (6) 2.2.3逆变电路设计 (7) 2.3元器件型号选择 (10) 2.3.1整流电路参数计算与选择 (10) 2.3.2滤波电路参数计算与选择 (11) 2.3.3逆变电路参数计算与器件选择 (12) 2.3.4谐振槽路参数设计与选择 (12) 2.4系统仿真 (13) 2.4.1......................................................................................................... M ATLAB仿真软件简介 (13) 2.4.2感应加热电源主电路波形仿真 (14) 第3章课程设计总结 (17) 参考文献 (18)