高频感应电源理论解析及试验进程报告（转自电源网）

电源网讯

一、感应加热发展的历史及其应用场合

1．感应加热发展历史

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。长期以来，技术人员都对这一现象有较好了解，并且在各种场合尽量抑止这种发热现象，来减小损耗。比较常见的如开关电源中的变压器设计，通常设计人员会用各种方法来减小涡流损耗，来提高效率。然而在19世纪末期，技术人员又发现这一现象的有利面，就是可以将之利用到加热场合。来取代一些传统的加热方法，因为感应加热有以下优点：

（1）非接触式加热，热源和受热物件可以不直接接触

（2）加热效率高，速度快，可以减小表面氧化现象

（3）容易控制温度，提高加工精度

（4）可实现局部加热

（5）可实现自动化控制

（6）可减小占地，热辐射，噪声和灰尘

由于感应加热具有以上的一些优点，大量的工程技术人员对此进行了研究，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。而后，20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大的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。同时，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。

80年代后，电力电子器件再次飞速发展，GTO，MOSFET，IGBT，MCT，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50K。而MOSFET较合适高频场合，通常在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500K以上，甚至几M。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。

国内的电力电子技术起步比较完，所以感应加热技术也落后于国外很多。但是由于市场前景广阔，所以研制的感应加热的技术人员逐渐增加。国内在此领域处于领先地位的为浙江大学，但是离国外先进技术还有相当距离。

2．感应加热应用场合

感应加热可以用于多种场合，主要有：

（1）冶金：有色金属的冶炼，金属材料的热处理,锻造、挤压、轧制等型材生产的偷热；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：罐头以及其它包装的封口，比如著名的利乐砖的封口包装。

（4）电子：电子管真空除气的加热

参考文献：熊爱民《高频感应加热电源的研究》硕士论文，浙江大学

二感应加热基本原理

1.电磁感应原理

1831年，英国物理学家faraday发现了电磁感应现象，并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。

利用高频电压或电流来加热通常有两种方法：