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&关于电磁感应加热金属的温度极限问题
关于电磁感应加热金属的温度极限问题
作者 gladiater
一般用电磁感应加热，基本就加到金属熔点过热几十度。但我不太确定的是，如果继续不断的提高加热功率，不考虑效率的问题，液体金属的温度会一直增长吗？还是说基本保持不变。比如有个金属熔点800度，我想加热到2000度，能否实现？
这里就有个热平衡的问题。原则上楼主的想法是可以的，但温度越高散热越快，到一定温度最大加热功率与散热速度发生平衡，温度就生不上去了。
样品不同状态下的电阻值会影响温升速度。电磁感应利用的是涡流效应，样品状态不一样，内阻不同，产生的热应该也有差异，会影响热量产生的速度。
引用回帖:: Originally posted by 阿拉雷36 at
样品不同状态下的电阻值会影响温升速度。电磁感应利用的是涡流效应，样品状态不一样，内阻不同，产生的热应该也有差异，会影响热量产生的速度。 嗯，你说的是速度问题，但会上升？一直都，即使很慢
引用回帖:: Originally posted by peterflyer at
这里就有个热平衡的问题。原则上楼主的想法是可以的，但温度越高散热越快，到一定温度最大加热功率与散热速度发生平衡，温度就生不上去了。 假如屏蔽很好呢，加到2000度屏蔽是没有任何问题的，也有2000的炉子应用，
引用回帖:: Originally posted by gladiater at
假如屏蔽很好呢，加到2000度屏蔽是没有任何问题的，也有2000的炉子应用。... 楼主说的很对。我们现在烧结钨钼的氢气感应加热烧结炉就可以烧到2350度。还可以再高些，但耐火材料已经不行了。呵呵。
引用回帖:: Originally posted by peterflyer at
楼主说的很对。我们现在烧结钨钼的氢气感应加热烧结炉就可以烧到2350度。还可以再高些，但耐火材料已经不行了。呵呵。... 用的氧化锆耐火材料？
引用回帖:: Originally posted by gladiater at
用的氧化锆耐火材料？... 是的，有三层，最里层重质氧化锆砖，中间层轻质氧化锆砖；最外层轻质刚玉砖。
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与700万科研达人随时交流工件采用高频感应加热设备进行加热，加热温度不均匀，你知道如何解决吗？
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工件采用高频感应加热设备进行加热，加热温度不均匀，你知道如何解决吗？
信息编辑：郑州高氏&&&发布时间：
工件在采用进行感应加热热处理时，受多方面因素的影响，工件可能会产生一些缺陷，如硬度不足、裂纹、温度加热不均匀等，这些缺陷轻则降低工件的使用寿命，重则导致工件报废，因此，掌握缺陷的预防措施是非常重要的。今天，小编就给大家说说改善工件加热温度不均匀的方法。
横向磁场加热时，钢带边缘温度高于中心部位的原因与磁场强度密切相关。根据横向磁场强度对加热温度的影响，目前用来改进温度均匀性的方法，可归纳为下列几种。
(1)改进加热感应器的结构 从横向磁场加热带材时的温度分规律可以认为：高温区对应于上下感应器的磁极之间，磁极间磁力线密集度高，磁场强度强。对应钢带中产生的感应电流也最大，温度最高。这种情况下，要降低磁极覆盖区钢带的高温区温度，必须降低该区域内的磁场强度。为此，应当采取增加磁极面积和上下磁极之间间隙的措施，从而使高温区温度下降到与中央部位接近的温度，缩小钢带边缘与中央部位的温差。
(2)调整钢带宽度与感应器宽度的比例 当钢带宽度小于感应器磁极宽度时，钢带边缘温度升高，而且高于钢带中央。当钢带宽度等于感应器磁极宽度时，其边缘温度与中央温度仍存在一定的温差。
(3)利用偏置磁极感应器加热 偏置磁极感应器是把磁极（感应器）与被加热钢带偏转一定角度，再进行加热。偏置磁极横向磁场加热可以显著改善钢带温度的均匀性。
(4)利用辅助线圈调整局部磁场强度 利用在高温区安装辅助线圈来对冲磁力线密度，达到减弱磁场强度、降低高温区温度、改善温度不均匀性的目的。辅助线圈与感应线圈的相对位置、形状等，应根据实际情况加以确定。
通过以上方法来改进横向磁场感应加热退火处理钢带温度均匀性问题取得了一定的效果，基本上可以满足生产要求。如果您还有什么不了解的，您可以咨询我们的技术人员。
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高频感应加热器温度最高是多少？
我有更好的答案
根据工件材料限制加热温度，也可以他配一个红外检测仪来控制温度，超过工件的磁性也就不能加热了。
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感应加热温度控制技术(上)
铝钎焊中的温度控制技术(上)
&& 在感应钎焊中，温度控制是影响焊接质量的关键因素之一，感应钎焊的工作原理是利用感应线圈产生的交变磁场在工件中感应电流从而产生热能，由于在加热过程中，线圈电流、工件内地涡流、磁场、工件温度及其分布、工件阻抗特等多个物理参数都是变化的，且相互影响，再加上测量环节及电源功率调节等因素带来的影响，使得感应加热的温控系统具有滞后性、时变性及非线性等特征。对于铝合金的硬钎焊，经常会遇到钎焊料及助焊剂等工作温度非常接近母的情况，对温度控制提出了更高的要求。跟其它加热方式相比较而言，感应加热温控系统受影响因素较多，因而也为其应用提供了更多的可变因素，控制方法及手段更多样化，其中不但包括温度变化曲线的控制、加热温度精确度的控制，也包括温度在工件上的分布的控制。
二、温度变化的控制
2.1.升温的控制
&& 由于的集肤效应，局部加热功率密度可以很高，比功率密度的提高也就意味着升温速度的提高，快速局部加热是感应加热的优点之一。充分利用这一特点，对钎焊区域进行快速加热，可以有效地提高钎焊效率及能源利用率。对于铝合金钎焊来说，一般是其他因素限制了升温速度，如：
2.1.1.过快的升温速度会在工件造成较大的温差从而引起工件变形，
2.1.2.对于结构复杂的工件局部升温过快引起的超温，
2.1.3.由于感应加热时工件及感应器内的电流都非常大，因此彼此间的电磁力会是一个需要考虑到因素，有时使用过大的功率会导致过大的电磁力，电磁力多大甚至可以引起工件变形；
2.1.4.工艺上的要求，如母材、钎料或钎剂对升温速度有要求
2.2保温的控制
&& 对于感应加热电源来说，保温相对比较容易，在保温过程中，由于温度在工件上的分布一般是要继续变化的，工件的散热也是发生相应的变化，所以如果需要非常精确度温度稳定性，也需要采用闭环温度控制。
2.3.降温的控制
&& 由于电源功率可调，所以可以准确地控制工件降温速度，但是当冷却速度要求高于自然冷却速度时，只能采取外部强制冷却，如空气冷却甚至水冷等。
三、温度精度的控制
&& 由于感应加热系统的复杂性，温度精度的控制相当比较复杂，为了保证温控精度，一般需采用闭环控制系统如下图所示，其控制精度受到测温方法（反馈单元），感应加热电源（受控单元），控制方式（控制单元）等各环节的影响
3.1.测温方法（反馈单元）
&& 由于铝合金在温度变化工程中，表面颜色变化不明显，所以采用目测方式判断温度非常困难，也就是需要非常有经验。而且如果想采用闭环自动温度控制方式，则必须采用其它测温装置。
红外测温由于可以实现非接触测量，在很多感应场合得到应用。但是由于其工作原理是通过测量物体红外发射功率来测量温度，所以对于铝合金加热的温度测量比较困难，一是因为光亮的铝合金表面由于发射率过低，二是铝合金在加热过程中极易氧化，从而导致其发射率在加热中发生变化。但是如果加热过程中工件表面状况一致性及重复性很强时，测温只是用于加热重复性控制时也可以考虑使用。比较常见的是采用热电偶测温，价格低廉测温可靠，缺点是必须跟测温物体良好接触，相比而言，用热电偶要精确的多，但这种接触式测量手段也受到一定的限制，如果采用表面接触式测量，测量精度受热电偶与工件间的接触是否良好的影响，在工件上增加一个测量孔，从测量角度看是最理想的，测量精度很高，但是有时由于工件本身的一些限制而无法实现，如需要测量点不允许打孔或工件本身就不允许打孔。
&& 对于形状比较复杂的工件，检测点的选择也比较重要，一般要选择靠近加热区，能够灵敏及时反映温度变化的点，同时也能够反映钎焊区温度曲线特征的区域。
3.2.温度控制方法（控制单元）
3.2.1.手动控制
& 就是采用手动调节功率的方式来控制加热功率，这种方法对操作者的要求很高，有一定的风险。有经验的操作者可以根据母材的颜色、钎料及钎剂的熔融状态判别工件的温度。如果有温度测量装置，则操作要容易得多。
3.2.2.程序控制
& 采用程序控制方式， JouleMax系列电源本身带有程序控制功能，可以编辑功率或电流曲线用于加热自动控制，批量生产时，如果有定位精确的工装设备，采用程序控制的重复精度很高。实际操作中存在如何确定程序参数的问题，一般采用一个调试件利用测温装置直接调试出程序。 其缺点是当系统中有参数（比如环境温度、工件尺寸及位置等）发生变化时，输出功率不能做相应的变化以保证相同的钎焊温度曲线。
3.2.3.PID调节控制
& 是温度闭环控制方式中最为常用的控制调节单元，就是以温度反馈为输入，根据相应的比例、积分及微分参数，对控制输出进行调整，使工件温度能够跟随设定温度。其缺点是PID参数的优化比较麻烦，且当外部条件发生变化时，最优参数也会随着变化。因而在感应加热系统使用时很容易造成超调及振荡。为了避免在升温及保温段容易出现的超调现象，一般将该段改为多段控制。
3.2.4.其他新型的控制模式
&&&& 针对感应加热系统的特点，近年来模糊控制及Fuzzy+PID混合控制方式开始逐渐应用于感应加热，为解决升温拐点处容易超调及振荡提供了新的解决方法。
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& 电磁感应加热常见问题解答必读进阶篇
在&&电磁感应加热用户常见问题解答入门篇中，我们围绕电磁加热的节能原理、电磁加热相比于电阻式加热或烧煤的优势、安装电磁加热设备一般使用回收成本周期、目前电磁加热产品的质量、电磁加热产品的应用范围、电磁加热器的安装注意事项等几个方面讨论。为了提高用户的电磁加热器安装技术水平，深圳润之能节能科技有限公司结合众多用户的安装实际情况，再总结出一些代表性问题，详细解答。
1、电磁加热线圈如何制作？有什么要求？该注意什么事项？
&要知道电磁加热线圈如何制作，首先要了解线圈的两个重要参数：即横截面积和电感量。&横截面积是决定电流多少。功率越大横截面积就越大，反之就越小。一般地，同台机器，电感量越低工作频率也就越高。功率也就会获得越高。反之就会越低。 润之能电磁加热产品2-60KW选择线圈参数表如下：
&&&&&&&&&&&&各种功率数字电磁加热控制器配套线圈参数参考表
确定功率大小后，再从以上表格中确定出线圈参数，然后确定加热负载的形状、尺寸、大小来进行制作。比如加热塑料机械设备炮筒时，，拆下原先的线圈，在炮筒外部绕着一层20-25mm厚保温棉，再用高温布包住。注意：不能扎得太紧！！！否则保温效果不好。还要控制好保温棉厚度，如果保温棉过厚了会影响到电磁加热器的正常工作，就会导致过流保护或过热保护，过薄了，功率会比较小，达不到额定功率。需要美观的话，再用一层0.3mm环氧板包在外面（当然不用也可以）。保温棉包好以后就可以在外面包线圈了。从上表中选出线圈。第一次尽靠长来绕。绕线圈时要是炮筒比较短的话，就紧挨着绕。绕完为止。要是炮筒比较长的话，可以松松的绕，一般地，每圈之间的间隔不能大于线圈本身的直径。太过松了。会导致机器工作不正常！可以根据炮筒的长度估计一下线圈能否绕得下去。还可以先紧绕几圈，再隔30-50mm左右，再紧绕几圈，再隔30-50mm左右的方法来绕，来平衡一下炮筒的加热温度。线圈制作完后，引线的的长度要预留2-3米左右（即电磁加热控制器与线圈的距离）。不能过于长，过长了，会导致功率和热效率下降以及损坏机器。
2、怎么选用电磁加热器功率大小？
应用在注塑机、拉丝机类似机器中时，一般需要考虑五个原来的参数：
第一，炮筒的直径。
第二，炮筒的长度。
第三，加热温区（即测温点）多少个。
第四，每个温区长度。
第五，每个温区功率大小。
先把它分出每个温区，再确定每个温区功率下来后，再根据每个温区的长度，然后参照上表看线圈的长度来决定功率大小。要是炮筒比较短功率又比较大，我们就可以采用半桥控制器，要是炮筒比较长功率又比较小，我们可以用三相5KW或8KW左右，应用在注塑机、拉丝机类似机器中时功率可以选择为原来功率的60-70%左右。当功率比较大，比如造粒机时，一般可以根据螺杆的大小来选择功率大小。根据用户经验，一般螺杆125mm采用单台40KW控制器；螺杆150mm采用单台50KW控制器或双30KW控制器；螺杆大于160mm时，一般可以用50KW，40KW和30KW来组合，具体要看炮筒的长度和加热温度和出料量来计算。造粒机类似机型时，一般选择功率时可以和原来功率当相或大于原来功率的90%，才能保证出料正常和节能效果。
3、电磁加热功率大小是怎么计算？
很多朋友对电功率计算还是很不清楚，以为电流乘电压就是功率了，其实不然的。要看是三相还是单相工作条件。对于单相，我国电压为220V，所以功率=电压*电流（即P=U*I）。公式中，U一般为220V，这是理想值，在工厂中往往电压不稳定。所以，应该以当时的电压测量为准。对于三相，我国动力电压为380V，即每两支相电压之间的电压是380V，当三支同时进行工作时，计算功率有三种方法：第一，功率=220*电流*3，公式中，因为220是单相电压，可以理解为三支单相电压同时工作。第二，功率=相电压*电流*根号3（即P=380*1.732）。一般用第二个方法计算。第三，用户要是采用最简单的方法就直接测量出电流后，再用电流/1.5。即得出功率。
4、加热开水需要功率大小怎么计算？
有些场合，用户咨询到比如烧水，应用多选择多大功率时。应该按以下方法计算：
当烧100公斤水时，在1小时之内从常温加热到100度需要的功率为：（100*4200*（100-25））/KW。公式中：4200为水的比热容，是4200焦/公斤，25是常温，所以100-25是温度升高了75度。3600是秒，即1小时。
当烧1吨水时，在1小时之内从常温加热到100度需要的功率为：（*（100-25））/KW，当要求时间两倍时，功率就除以2。依此类推。
5、电磁加热器安装后发现温度总是达不到怎么处理？
&&1、当为注塑机类似小功率时，安装电磁加热器后有些机器温度总是差一点点。当把功率换原来还大后还是这样。有时总让人摸不着头脑，大多数不是功率安装小的原因的，这是由于原来机器中的温控制器输出的PID运算方法引起的，启动信号很短，电磁加热器都还没有来得及工作，又断了。所以电磁加热器大多数时间处理停止状态，没有加热。这时我们可以调节机器中的断开延时工作时间，来达到温度要求。详细方法请看说明书（F-03功能）一般，调节为8-15S。默为0S，注意，不能调节太大。否则可能会超温！！！
&&2、当造粒机类似大功率时，安装电磁加热器后，温度总达不到。电磁加热器也一直工作，电流也正常，但温度总上不去。一般情况是功率不够大。可以加大实际功率来实现。要是确定实际功率不小了，这是由炮筒的材料引起的，不同材质的在不同的工作频率时吸收热量也不同。应该尝试增加谐振电容容量，让Q值增加，提高线圈高频电流。可以使炮筒内外温度均匀来达到提高炮筒的温度。条件允话的话，可以换掉炮筒试试。
&6、电磁加热器安装后发现温度超温怎么处理？
这种现象大多为注塑机，&注塑机安装的电磁加热器数量比较多，干扰也比较严重，有时候发现温度显示乱跳，温度不稳定时，可以采用几种方法尝试：
第一，热电偶接头两端可以并一个102P瓷片电容以消除高频干扰。
第二，检查一下炮筒接地是否良好？尝试炮筒强制接地处理。
第三，可以把线圈远离一下热电偶，减小干扰。
第四，尝试一下用高温布把热电偶包住，让它不要与炮筒接触。
第五，尝试换一条新的热电偶。
第六，尝试一下注塑机控制电脑中心加一个Pai型虑波器，减小电源干扰。
以上问题为用户常见的问题，还有一些不常见的问题时，我们再另外研究。
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