.感应加热原理示意图
为感应加热原理的示意图,图中 为高频的交变电流,h是根据电磁感应原理由 引起的交变磁场, 为金属导体中的高频涡流。由焦耳定律可知,阻性电流的作用会产生热效应。式1-1所示为金属导体中,电流的透入深度与工作频率之间的关系。其中 为电流的透入深度,单位厘米; 为金属导体电阻率,单位欧姆·厘米; 为金属导体的导磁率,单位为高斯/奥斯特; 为感应电流的工作频率,单位为弧度/秒。
(1-1)
由式1-1能够看出,当受热导体一定时, 、 则确定下来,这时 仅跟 有关。给金属表面加热会要求更高的工作频率。
穿透深度,式1-2是电流分布公式。 为距离表面 深度处的电流强度, 为表面处的电流强度, 为透入深度, 为距离表面的径向深度。由式1-2能够看得出,电流主要集中于金属表面,这就是所谓的集肤效应。
(1-2)
负载谐振式感应加热的主电路工作方式主要有两种:串联谐振式和并联谐振式。图1-2为单相桥式串联谐振式感应加热电源的主电路, 为输入的直流电压, 、 、 、 为功率开关器件, 、 、 、 为反并联功率二极管,C为谐振电容,T为逆变变压器, 感应线圈。单相桥式并联谐振式感应加热电源的主电路图如图1-3所示。
.串联谐振式逆变电路 并联谐振式逆变电路
本文主要是研究串联谐振式逆变电源,通常将电路等效成如图1-4所示。其中R为整个电路的等效电阻,包括所有组件寄生电阻和负载的等效电阻; 为整个电路的等效电感,包括变压器的漏感和感应线圈的电感折合到变压器一次侧的值; 为整个电路的等效谐振电容。