[科普中国]-高频感应电炉

高频感应电炉是目前对金属材料加热效率最高、速度最快，低耗节能环保型的感应加热设备。

高频感应炉是利用电磁感应原理加热和熔化金属，这种方式是一种较理想的加热工艺，已经广泛应用于金属熔炼、焊接、表面淬火等加工和热处理过程。

简介高频感应电炉的负载是由感应圈和被加热的金属工件组成，为了降低无功功率，需要用串联或并联电容的方式来补偿无功功率，使整个电路中形成中高频的LC振荡。维持这样较恒定的频率振荡，金属内部将形成涡流而发热，从而达到加热和熔化金属的目的。

工作原理高频的高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈（通常是用紫铜管制作）。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物体放置在线圈内，磁束就会贯通整个被加热物体，在被加热物体的内部与加热电流相反的方向，便会产生相对应的很大涡电流。由于被加热物体内存在着电阻，所以会产生很多的焦耳热，使物体自身的温度迅速上升。达到对所有金属材料加热的目的。

用途（1）热处理：各种金属的局部或整体淬火、退火、回火、透热；

（2）热成型 ：整件锻打、局部锻打、热镦、热轧；

（3）焊接：各种金属制品钎焊、各种刀具刀片、锯片锯齿的焊接、钢管、铜管焊接、同种异种金属焊接；

（4）金属熔炼：金、银、铜、铁、铝等金属的（真空）熔炼、铸造成型及蒸发镀膜；

（5）高频加热机其它应用：半导体单晶生长、热配合、瓶口热封、牙膏皮热封、粉末涂装、金属植入塑料

等。

优点（1）采用IGBT为主器件、全桥逆变，保护功能完善，可靠性高。

（2）可远控和配接红外测温，实现温度的自动控制，提高加热质量和简化工人操作。

（3）取代氧炔焰、焦碳炉、盐浴炉、煤气炉、油炉等加热方式。

（4）采用频率自动跟踪及多路闭环控制，安装简单，操作方便1。

存在问题以及解决方案高频感应电炉中传统的控制电路主要采用分离元件的模数混合电路，控制精度低，容易产生噪声问题。

针对这一问题，提出一种优化系统控制电路的方案，基于Altera FPGA可编程器件，利用VerilogHDL语言实现对可控硅的整流脉冲、逆变脉冲以及工作振荡频率的跟踪和系统保护控制的模块化，将其集成到片上，形成片上控制系统，从而提高整个控制系统的可靠性、稳定性和抗干扰性2。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学