感应加热是利用电磁感应现象将电能转化为热能的一种加热方式,属于非接触式加热。感应加热被广泛应用于熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属。同时也广泛应用于钢件的热处理,如淬火、回火、表面渗碳等,不同的工件、工艺,需要用不同的电源工作频率和功率。在某些应用领域希望发热层的厚度越薄越好,这就要求加热电源有较高的频率,所以研究感应加热电源的高频化具有一定的实际意义。
高频感应加热电源在工业生产和日常生活中具有重要的作用,高频大功率感应加热电源和谐振技术的研究也逐渐受到重视,但设计和生产高频感应加热电源的工作仍需要加以完善。高频感应钎焊电源正是运用高频感应加热原理设计的,主要用于金刚石刀头、硬质合金锯片、矿山工具以及各种刀具等的焊接,因此研究设计一种适合于多种场合的小型高频感应钎焊电源具有深远的意义。
感应加热基于两个基本物理原理:电磁感应以及焦耳效应。
1831 年,法拉第发现在一个电路围绕的区域内存在交变磁场时,电路两端就会产生感应电动势,当电路闭合时则产生电流,这既是法拉第电磁感应定律,这个定律同时也就是今天感应加热的理论基础[6]。
焦耳效应则是指电流流过物体产生的不可逆发热现象,且每一点发热的单位体积功率与电阻率和电流密度的平方成正比。
感应加热的原理:当感应线圈上通以交变的电流 i 时,线圈内部会产生相同频率的交变磁通Φ,交变磁通Φ则会在工件内闭合的回路中产生感应电流,由于焦耳效应的存在而加热工件。由此可知,感应加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属,是通过电磁感应原理将电能转化为热能的一种加热方式。感应线圈与被加热的金属工件并不直接接触,而是通过电磁感应原理来传递能量。特别指出的是,感应加热原理与一般的电气设备中产生涡流的原理以及由涡流引起发热原理是相同的,两者的区别在于一般电气设备中的涡流是有害的,必须防止或减小,而感应加热却正是利用涡流进行加热的。在线圈的交变磁场中导体内产生的感应电流强度