工业电炉的应用：感应加热的原理与专家控制系统
来源:开封市华能电炉有限公司
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作者:huanengdl
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发布时间: 2017-03-15
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加热电源向感应圈通入交变电流而产生同频率的交流磁通，在感应圈内的工件产生感应电动势，使工件发热，按此原理进行的加热称为感应加热。加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属，然后电能在金属内部转变为热能。
工业电炉的应用：感应加热的原理与专家控制系统。
感应加热的原理
加热电源向感应圈通入交变电流而产生同频率的交流磁通，在感应圈内的工件产生感应电动势，使工件发热，按此原理进行的加热称为感应加热。加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属，然后电能在金属内部转变为热能。在加热的过程中感应线圈与被加热工件不直接接触，能量是通过电磁感应传递的。
为了将工件加热到一定温度，或使之熔化，要求工件中的感应电动势e尽可能地大。这有两条途径：增大通过线圈的电流I或提高电源频率f。在感应炉中，采用较高频率的电源，则磁场就较强，在同一金属内所产生的功率密度就较大，工件受热速度较快。若工件截面增大，则在同样磁通密度的磁场内，通过工件的磁通量也增大，感应功率随之增大。感应电流及工件发热量的大小，不仅与工件的外形有关，还与材料有关，与金属工件的电阻率、磁导率有关。例如，通常电气设备中采用薄的硅钢片，其发热和损耗就小得多。钢材的电阻在加热过程中不断变化，特别是当温度超过居里点后，电阻急剧下降。
由于集肤效应，工件的功率密度在近表面处最大，越趋向内部越小。在频率较高的中频磁场中，工件表面的功率密度较大，且频率越高，发热越集中于表面薄层内温度会迅速升高，甚至局部熔化。因此，感应加热电源可用于透热、熔炼、焊接及淬火等热处理方面。
半导体式感应加热装置的出现使感应加热设备的频率选择概念发生了很大的裱花。传统的电子管式感应加热装置的频率等级很少，不能根据加热工艺要求选择更合适的工作频率，往往不得不迁就频率而牺牲效率。而半导体式感应加热装置的频率应变性极强，还具有频率自动跟随负载变化的特征，可以选择理想的工作频率，使装置效率最高，从而达到节能、省时的目的。
可编程序控制器应用基础
可编程序控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它是一种可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，可编程序控制器及其有关设备的设计原则是它应易于与工业控制系统联成一体和具有扩充功能。
由于PLC的体积小、功能强、速度快、可靠性高，又具有较强的灵活性各可扩展性，具有在线修改功能，很快被应用于机械制造、冶金、化工等工业领域，在很大程度上取代了传统的继电器控制。实践证明，PLC作为通用的自动控制设备，可以用于单一机电设备的控制，也可以用于工艺流程的控制，而且控制的精度和可行性相当高，使用也很方便。
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