试验表明，切断坩埚中的感应电流回路对改善熔炼效率有重要意义。感应熔炼用于钛合金熔炼经过了很多人的努力。前者叫感应熔炼法，后者称氧化钙熔炼法。感应加热线圈和水冷铜坩埚构成了熔炼炉的关键件。ISM熔炼基于感应加热原理，在熔炼过程中采用阶梯加热方式。王艳丽等人研究了TC4合金电磁感应熔炼过程中水冷铜坩埚的磁场分布特征，依据的原理是电磁感应原理，采用小线圈法测量冷坩埚内的磁场分布。......
2025-09-29
感应加热电源的优势及应用场景
【摘要】：实际应用中，根据工件的大小和生产工艺的不同，要求感应加热电源输出的交流电频率和功率也不相同。其中，10 kHz～100 kHz 又称为超音频感应加热电源。目前，感应加热电源主要由电力电子电路组成。图3.21并联逆变电路感应加热电源主电路串联逆变电路感应加热电源主电路如图3.22 所示。图3.22串联逆变电路感应加热电源主电路将上述逆变电路中的晶闸管用电力MOSFET 或IGBT 代替，则可使电源的工作频率达到10 kHz 以上，从而得到高频感应加热电源。
感应加热是利用电磁感应原理把电能传递到工件中并转化为热。被加热的金属工件放置在感应线圈中，当感应加热电源为感应线圈供电时，感应线圈中有交流电流流通，感应线圈内产生交变的磁通，使感应线圈中的金属工件受到电磁感应而产生感应电动势并产生感应电流，由于工件本身具有电阻而发热，金属工件因此而被加热。
实际应用中，根据工件的大小和生产工艺的不同，要求感应加热电源输出的交流电频率和功率也不相同。功率范围一般在几kW 到几万kW，频率范围为50 Hz～几百kHz。感应加热电源一般分为工频感应加热电源（50 Hz）、中频感应加热电源（几百Hz～10 kHz）、高频感应加热电源（10 kHz～几百kHz）。其中，10 kHz～100 kHz 又称为超音频感应加热电源。
除工频感应加热可以采用公共电网交流电能外，其他频率的感应加热电源都需要将电网50 Hz 交流电变换为所需频率的交流电。目前，感应加热电源主要由电力电子电路组成。
并联逆变电路感应加热电源主电路结构如图3.21 所示。图中整流电路将工频交流电整流成直流Ud，滤波电感Ld 将直流电滤波成平滑的直流电流Id，单相桥式逆变电路将直流电流Id 逆变成频率为f 的交流方波电流io，并输出到负载电路。电容C 与负载相并联，形成振荡电路。通过调节整流电路触发角的大小可以调节直流电流Id 的大小，从而实现逆变电路输出功率的调节。逆变电路中的开关器件如果采用IGBT，则可以工作于几十kHz 的高频范围。
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图3.21 并联逆变电路感应加热电源主电路
串联逆变电路感应加热电源主电路如图3.22 所示。整流电路直流侧滤波电容Cd 将脉动的直流电压滤波成平滑的直流电压Udo ，单相桥式逆变电路将直流电压逆变成交流方波电压，并输出到负载电路，负载与电容相串联形成串联谐振电路，负载电流波形接近正弦波。该电路可以通过改变逆变器的工作频率等参数来调节输出功率，故整流电路一般采用不可控整流电路，不采用调节Ud 的方法来调节输出功率。
图3.22 串联逆变电路感应加热电源主电路
将上述逆变电路中的晶闸管用电力MOSFET 或IGBT 代替，则可使电源的工作频率达到10 kHz 以上，从而得到高频感应加热电源。
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2025-09-29
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