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防爆电加热器的当感应线圈刚刚接通电源需要注意什么


发布时间:2018/5/30 9:25:13 来源: 浏览次数:

摘要:防爆电加热器的当感应线圈刚刚接通电源,工件温度开始明显升高前的瞬间,涡流在零件中的透入深度是符合冷态分布式(2.5)的。由于越趋

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 防爆电加热器的当感应线圈刚刚接通电源,工件温度开始明显升高前的瞬间,涡流在零件中的透入深度是符合冷态分布式(2.5)的。由于越趋近零件表面涡流强度越大,因此表面升温也越快。当表面出现已超过失磁温度的薄层时,加热层就被拆分成两层:外层的失磁层和与之毗邻的未失磁层。失磁层内的材料导磁率的急剧下降,造成了涡流强度的明显下降,从而使最大的涡流强度出现在失磁层和未失磁层的交界处。涡流强度分布的变化,使两层交界处的升温速度比表面的升温速度更大,因此使失磁层不断向纵深移动,零件就这样得到逐层而连续的加热,直到热透深度热为止。这种加热方式称为透入式加热。  当失磁的高温层厚度超过热态的涡流透入深度热后,继续加热时,热量基本上是依靠在厚度为热的表层中析出,而在此层内越靠近表面,涡流强度和所得的能量越大。同时,由于热传导的作用,加热层的厚度将随时间的延长而不断增大。当零件的加热层厚度远远大于材料在该电流频率下热态的涡流透入深度时,那么这种加热层就是主要依靠传导式方式获得的,其加热过程及沿截面的温度分布特性与用外热源加热(如在炉内加热或火焰加热)的基本相同,为热传导加热方式。  热总是从温度高的地方向温度低的方向转移,称之为热传递。从微观来看,就是区域分子受到外界能量冲击后,由能量高的区域分子传递至能量低的区域分子。热传递主要有三种方式:传导、对流和辐射。固体的热传递方式就是热传导。热传导是指完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。从微观角度看,热传导是依靠物体中分子、原子或自由电子等微观粒子的热运动而进行的热能传输过程。其基本定律是傅里叶定律,级单位时间内通过单位截面积的导热能量与温度梯度成正比大容量化  从电路的角度来考虑感应加热电源的大容量化,可将大容量化技术分为二大类:一类是器件的串、并联,另一类是多台电源的串、并联器件的均流问题,由于器件制造工艺和参数的离散性,限制了器件的串、并联数目,且串、并联数越 多,装置的可靠性越差。多台电源的串、并联技术是在器件串、并联技术基础上进一步大容量化的有效手段,借助于可靠的电源串、并联技术,在单机容量适当的情况下,可简单地通过串、并联运行方式得到大容量装置,防爆电加热器每台单机只是装置的一个单元或一个模块。感应加热电源逆变器主要有并联逆变器和串联逆变器,串联逆变器输出可等效为一低阻抗的电压源,当二电压源并联时,相互间的幅值、相位和频率不同或波动时将导致很大的环流以致逆变器器件的电流产生严重不均,因此串联逆变器存在并机扩容困难;而对并联逆变器,逆变器输入端的直流大电抗器可充当各并联器之间的电流缓冲环节,使得输入端的AC/DC或DC/AC环节有足够的时间来纠正直流电源的偏差,达到多机并联扩容。  ③负载匹配  感应加热电源多用于工业现场,其运行工况比较复杂,它与钢铁、冶金和金属热处理行业具有十分密切的联系,他的负载对象各式各样,而电源逆变器与负载是一有机的整体,负载直接影响到电源的运行效率和可靠性。对焊接、表面热处理等负载,一般采用匹配变压器连接电源和负载感应器,对高频、超音频电源用的匹配变压器要求漏抗很小,如何实现匹配变压器的高输入效率,防爆电加热器从磁性材料选择到绕组结构的设计已成为一重要课题,另外,从电路拓扑上负载结构以三个无源元件代替原来的二哥无源元件以取消匹配变压器,实现高效、低成本隔离匹配。现在,电力电子应用国家工程中心设计研制出了5~50KW/100~400KHz高频MOSFET逆变电源。上海宝钢1420冷轧生产线于1998年引进了日本富士公司的71~80KHz,3200KW高频感应加热电源,是目前世界上最为先进的逆变电源。  总体说来,国内在感应加热电源的设计开发和产品化方面虽有发展,但远不能适应我国工业发展的要求,对于应用范围越来越广泛的高频感应加热电源领域的研究尤为薄弱,处于刚刚起步阶段。 (1)防爆电加热器的感应加热电源技术发展与趋势  感应加热电源的水平与半导体功率器件的发展密切相关,因此当前功率器件在性能上的不断完善,使得感应加热电源的发展趋势呈现出以下几方面的特点。  ①高频率  目前,感应加热电源在中频频段主要采用晶闸管,超音频频段主要采用IGBT,而高频频段,由于SIT存在高导通损耗等缺陷,主要发展MOSFET电源。感应加热电源谐振逆变器中采用的功率器件利于实现软开关,但是,感应加热电源通常功率较大,对功率器件,无源器件,电缆,布线,接地,屏蔽等均有许多特殊要求,尤其是高频电源。


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