感應加熱原理來源于法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象，是指交變的電流會在導體中產(chǎn)生感應電流，從而導致導體發(fā)熱。感應加熱設備是一種將三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的電流，供給由電容和感應線圈里流過的交變電流，在感應圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。這種渦流同樣具有中頻電流的一些性質(zhì)，即，金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動要產(chǎn)生熱量。

　　感應加熱技術的發(fā)展

　　感應加熱技術開始于，1890年瑞典技術人員發(fā)明了第一臺感應熔煉爐 ——開槽式有芯爐;1916年美國人發(fā)明了閉槽有芯爐，從此感應加熱技術逐漸進入實用化階段;1957年，美國研制出作為電力電子器件里程碑的晶閘管，引發(fā)了感應加熱技術的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶閘管研制感應加熱裝置，從此感應加熱技術開始飛速發(fā)展。20世紀80年代后，電力電子器件再次快速發(fā)展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及 SIT等器件相繼出現(xiàn)。感應加熱裝置也逐漸摒棄晶閘管，開始采用這些新器件。現(xiàn)在比較常用的是IGBT和MOSFET。

　　我國感應熱處理技術的真正應用始于1956年，從前蘇聯(lián)引入，主要應用在汽車工業(yè)。隨著20世紀電源設備的制造，感應淬火工藝裝備也緊隨其后得到發(fā)展。現(xiàn)在國內(nèi)感應淬火工藝裝備制造業(yè)也日益擴大，產(chǎn)品品種多，原來需要進口的裝備，逐步被國產(chǎn)品所取代，在為國家節(jié)省外匯的同時，發(fā)展了國內(nèi)的相關企業(yè)。目前感應加熱制造業(yè)的服務對象主要是汽車制造業(yè)，今后現(xiàn)代冶金工業(yè)將對感應加熱有較大需求。

　　感應加熱設備的分類

　　目前的感應加熱設備主要有三類，即：感應熔化設備系列、感應加熱設備系列、感應調(diào)質(zhì)設備系列三個系列。本文中國鑄造網(wǎng)主要介紹中頻感應加熱設備

　　中頻感應加熱設備用途：

　　1、鍛前加熱：應用于齒輪、齒圈、半軸連桿、軸承、卸扣、索具等產(chǎn)品鍛前加熱工藝;

　　2、在線加熱：管道防腐噴涂、棒料藍脆下料、鋼(絲)管在線調(diào)質(zhì)等工藝;

　　3、局部加熱：U型栓折彎、滾筒熱裝配、鋼管彎管等生產(chǎn)加熱工序。用于棒料、圓鋼，方鋼，鋼板的透熱，補溫，蘭淬下料在線加熱，局部加熱，金屬材料在線鍛造(如齒輪、半軸連桿、軸承等精鍛)、擠壓、熱軋、剪切前的加熱、噴涂加熱、熱裝配以及金屬材料整體的調(diào)質(zhì)、退火、回火等。

　　中頻感應加熱設特點：

　　1、節(jié)約。加熱速度快、生產(chǎn)效率高、氧化脫炭少、節(jié)省材料與鍛模成本

　　2、環(huán)保。工作環(huán)境優(yōu)越、提高工人勞動環(huán)境和公司形象、無污染、低耗能

　　3、精準。加熱均勻，芯表溫差極小，溫控精度高

　　4、中頻爐加熱裝置具有體積小，重量輕、效率高、熱加工質(zhì)量優(yōu)及有利環(huán)境

　　中頻爐是鑄造鍛造及熱處理車間的主要設備， 其工作的穩(wěn)定性、可靠性及安全性是流水作業(yè)的鑄造鍛造及熱處理生產(chǎn)線正常穩(wěn)定工作的保證。中頻爐在熱加工領域有著很好的發(fā)展前景如主要生產(chǎn)鍛造鍛前加熱爐，透熱爐以及用于：透熱、軋制、鍛造、彎管、熱處理(淬火)、焊接等工藝的感應加熱。

　　中頻加熱設備的工作原理

　　中頻感應加熱彎管機的工作原理是利用中頻電源對鋼管進行加熱，同時將鋼管勻速推進，使加熱部分的鋼管沿預設的軌道行走從而形成具有一定曲率半徑和角度的彎管。先將鋼管安裝就位，通過搖臂回轉(zhuǎn)裝置上的絲杠絲母傳動裝置調(diào)整好彎曲半徑，采用中頻爐感應加熱圈對鋼管加熱到一定溫度后進行彎曲，彎曲時以液壓為動力，由小車將鋼管向前推進，沿調(diào)整好的彎曲半徑在加熱處發(fā)生變形而彎曲，鋼管變形后對其噴水冷卻，從而獲得所需的彎管管件。

　　1)動力系統(tǒng)

　　動力系統(tǒng)由電機和減速機組成，有兩種工作狀態(tài)：快進(退)和工進，分別由交流電機和變頻電機驅(qū)動。

　　變頻電機：提供彎管機工進的動力。

　　交流電機：制動器和電磁離合器與交流電機聯(lián)動控制。

　　2)傳動機構(gòu)

　　包括齒輪組、鏈條、導軌等。

　　中頻感應加熱設備幾種電路形式在鍛造過程中的能耗比較

　　目前國內(nèi)使用的鍛造用中頻感應加熱設備主要有三種電路形式, 其中使用量最大的是20 世紀80 年代初發(fā)展起來的由晶閘管變頻的中頻感應加熱設備。整流部分由6 只晶閘管完成將三相交流電變成直流,同時擔任設備的功率調(diào)節(jié)。

　　此整流電路的缺點:

　　1、 功率調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)晶閘管的導通角實現(xiàn)的, 導通角減小, 電網(wǎng)的功率因數(shù)就會降低, 用戶不得不另配功率因數(shù)補償柜, 增加新的投入( 如果用戶不另配功率因數(shù)補償柜,將會導致用戶配電室的功率因數(shù)補償柜電容損壞或供電變壓器發(fā)熱) 。

　　2、整流后的直流濾波由大的直流電抗器完成, 此部分帶來1% ～3% 的損耗, 變頻電路由4 只晶閘管完成, 變頻電路的損耗大約為5% 。受晶閘管關斷的制約, 變頻回路的功率因數(shù)只能達到0. 8 ～0. 85。

　　3、輸出電路是由感應線圈( 爐體) 和補償電容組成的并聯(lián)諧振電路。受晶閘管耐壓的限制, 中頻電壓≤750V, 因此,感應線圈上的電流通常是直流電流的5 ～10 倍( 5 ～10是振蕩回路的品質(zhì)因數(shù)俗稱Q 值, 并聯(lián)諧振電路的特征是振蕩電流是直流電流的Q 倍) , 所以并聯(lián)諧振輸出電路通常有較大的損耗, 約占整機功率的25% ～30% 。因此晶閘管變頻中頻感應加熱設備的整機效率大約只有60% ～70% 。