電磁加熱器,是現(xiàn)今工業(yè)領(lǐng)域和民用設(shè)備中最廣泛的一種加熱方式,采用電磁加熱技術(shù),電磁感應(yīng)加熱技術(shù)簡稱為 IH(Induction Heating)技術(shù),是在法拉第感應(yīng)定律的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是法拉第感應(yīng)定律的一種應(yīng)用形式。

其本質(zhì)就是利用電磁感應(yīng)在柱體內(nèi)產(chǎn)生渦流來給加熱工件的電加熱,它是把電能轉(zhuǎn)換為電磁能,再由電磁能轉(zhuǎn)換為電能,電能在金屬內(nèi)部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,達(dá)到加熱金屬的目的,從而杜絕了明火在加熱過程中的危害和干擾,是一種環(huán)保,國家提倡的加熱方案。

中文名

電磁加熱器

應(yīng)用

電磁爐是最成功的應(yīng)用

電壓

220V或者380V交流電

交流電

220V/380V,50/60Hz

加熱率

95%

別稱

渦流加熱器

類別

低頻加熱、中頻加熱、超音頻加熱、高頻加熱(均為感應(yīng)加熱)

內(nèi)容簡介

電磁加熱器是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的裝置。電磁控制器將220V,50/60Hz的交流電整流變成直流電,再將直流電轉(zhuǎn)換成頻率為20-40KHz的高頻高壓電,高速變化的高頻高壓電流流過線圈會產(chǎn)生高速變化的交變磁場,當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過導(dǎo)磁性金屬材料時(shí)會在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流,使金屬材料本身自行高速發(fā)熱,從而達(dá)到加熱金屬材料料筒內(nèi)的東西。

電磁加熱器

工作原理

現(xiàn)階段市場上的塑膠機(jī)械所用的加熱方式普遍為電熱圈加熱,通過接觸傳導(dǎo)方式把熱量傳到料筒上,

只有緊靠在料筒表面內(nèi)側(cè)的熱量才能傳到料筒上,這樣外側(cè)的熱量大部分散失到空氣中,存在著熱傳導(dǎo)損失,并導(dǎo)致環(huán)境溫度上升。另外電阻絲加熱還有一個(gè)缺點(diǎn)就是功率密度低,在一些需要溫度較高的加熱場合就無法適應(yīng)了。電磁加熱技術(shù)是通過電磁感應(yīng)原理使金屬料筒自身發(fā)熱,并且可以根據(jù)具體情況在料筒外部包裹一定厚度的隔熱保溫材料,這樣就大大減少了熱量的散失,提高了熱效率,因此節(jié)電效果十分顯著,可達(dá)30%~75%。因?yàn)殡姶偶訜崛Ρ旧聿⒉话l(fā)熱,而且是采用絕緣材料和高溫電纜制造,所以不存在著像原電熱圈的電阻絲在高溫狀態(tài)下氧化而縮短使用壽命的問題,具有使用壽命長、升溫速率快、無需要維修等優(yōu)點(diǎn),減少了維修時(shí)間,降低了成本?,F(xiàn)已被廣大的塑料制品企業(yè)使用,大大的降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

優(yōu)勢說明

普通

加熱圈

加熱方式:

接觸式熱傳遞加熱

1、耗電的 30-70% 轉(zhuǎn)化為工作熱能

2、加熱必須通過接觸方式傳遞熱能

3、加熱及冷卻都有慣性現(xiàn)象產(chǎn)生,及升溫降溫都緩慢

4、加熱有死角,不能完全包裹在料筒外層

5、加熱圈損耗大,壽命短

電磁感應(yīng)加熱:

非接觸電磁感應(yīng)加熱

1、耗電的 95% 轉(zhuǎn)化為工作熱能

線圈損耗 ≈ 2%, 控制單元損耗 ≈ 2%, 絕緣隔熱層可以將98%

的能量保留在料筒上

2、只加熱料筒,而螺桿保持冷卻

3、消除加熱的慣性現(xiàn)象,升溫降溫迅速高效

4、加熱無死角,整體料筒均勻加熱

5、電磁線圈保持涼爽,因此壽命超長

前景介紹

當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)不景氣,企業(yè)生存壓力大,而塑膠行業(yè)競爭激烈。降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品的競爭力,是每個(gè)企業(yè)面臨的一個(gè)核心問題,而電費(fèi)在塑膠行業(yè)生產(chǎn)成本中占有很大比例,塑料企業(yè)對于節(jié)省電費(fèi),降低生產(chǎn)成本自然非常關(guān)心。采用電磁加熱方式對于塑料機(jī)械來說,可以有明顯的節(jié)電效果,而且最少可達(dá)到30%,有些原來熱效率不高的機(jī)械更是可達(dá)到80%,也正是鑒于這一點(diǎn),引起全國范圍塑料企業(yè)和行業(yè)人士的關(guān)注。

介紹

電磁加熱器是一種利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的裝置。電磁控制器將220V/380V,50/60Hz的交流電經(jīng)整流電路整流變成直流電,再經(jīng)過控制電路將直流電轉(zhuǎn)換成不同頻率的電壓,電流流過線圈會產(chǎn)生變化的交變磁場,當(dāng)磁場內(nèi)的交變磁力線通過導(dǎo)磁性金屬(鐵、鈷、鎳)材料時(shí)會在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流,使金屬材料本身自行高速發(fā)熱,從而達(dá)到加熱金屬材料的目的。

電磁加熱器的工作原理是:把220V或者380V交流電,整流后轉(zhuǎn)換成直流電,再將直流電進(jìn)行濾波,利用IGBT或者可控硅再將直流變成交流,在感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生高頻磁力線,是感應(yīng)線圈內(nèi)導(dǎo)體工件表面產(chǎn)生渦流依靠自生內(nèi)阻發(fā)熱。

電磁感應(yīng)加熱主要分4種頻率的感應(yīng)加熱:低頻、中頻、超音頻、高頻。

其中低頻加熱有幾個(gè)顯著地特性:熱量透到工件里面的深度比較深、工件沿徑向這方向上溫度的差值比較小,因此,在低頻加熱的條件下,工件的熱變形不明顯,熱應(yīng)力值小,比較適合容量相對大的爐進(jìn)行保溫和熔煉,也符合大工件的整體透熱?,F(xiàn)在,大多數(shù)傳統(tǒng)的工頻感應(yīng)爐是采用低頻感應(yīng)加熱原理制成。目前在國外,采用工頻感應(yīng)加熱制作的器件,功率可以達(dá)到好幾百瓦,而且在國外,大量鋼水的溫度保護(hù)和好幾十噸工件的透熱大多采用工頻感應(yīng)加熱裝置。市場上目前也有其他一些低頻感應(yīng)加熱電源,它們是有固態(tài)器件組成,但是,在價(jià)格、可靠性和功率等方面還是無法跟工頻感應(yīng)爐相競爭。

中頻指頻率在150Hz到10KHz之間,在這頻率之間,有傳統(tǒng)的電磁倍頻器和中頻發(fā)電機(jī),但是這兩種裝置已經(jīng)被另一種中頻感應(yīng)加熱裝置—晶閘管感應(yīng)加熱裝置所取代,而且在外國,此裝置容量已達(dá)數(shù)十兆瓦,比如美國日內(nèi)瓦鋼鐵公司研制出 42MW?感應(yīng)電爐。

超音頻指頻率在10KHz到100KHz,在這頻率之內(nèi),早些年前的機(jī)器基本上不存在,超音頻的感應(yīng)加熱裝置是在半導(dǎo)體元器件晶閘管出現(xiàn)以后才慢慢的得以發(fā)展起來,在剛開始的時(shí)候,技術(shù)人員做的超音頻電源是采用可控硅以倍頻電路和時(shí)間分割電路組成。到了上個(gè)世紀(jì)八十年代,隨著科技的快速發(fā)展,市場上出現(xiàn)了一些新型的半導(dǎo)體功率器件(IGBT、GTO),以這些元件為器件組成的超音頻感應(yīng)加熱電熱漸漸占據(jù)了市場。由于不同元件的特性不同,其中IGBT 組成的超音頻感應(yīng)加熱電源最被市場所接受,這是因?yàn)?IGBT 使用起來更加方便。

高頻指頻率在100KHz 以上,在這頻率以上,國外目前正處于過渡階段。日本目前所研制出來的電子管高頻振蕩器功率為幾千瓦到幾千千瓦,頻率范圍為100KHz到500KHz,而另一種高頻感應(yīng)電源,是采用SIT研發(fā)出來,具有更高的功率和頻率,其功率可以達(dá)到 400 千瓦,頻率達(dá)到 400KHz,而且在1987年,功率達(dá)到1200千瓦,頻率為200KHz的此電源也開始研發(fā)了。正在此時(shí),歐洲,美洲等各國國家也在研發(fā)以晶體管為主的高頻感應(yīng)加熱電源,例如西班牙采用MOSFET 的電流型感應(yīng)加熱電源的制造水平可達(dá)600KW/200KHz,德國的電子管高頻電源水平約為110KW,而其在1989年研制的電流型MOSFET感應(yīng)加熱電源的容量已達(dá)480KW/50-200KHz。

電熱圈加熱的方式是通過接觸傳導(dǎo)方合并圖冊(2張)式把熱量傳到料筒上。

原理

電磁加熱是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的能量轉(zhuǎn)換過程,由整流電路將50/60Hz的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓,再經(jīng)過功率控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20~40kHz的高頻電壓,當(dāng)高速變化的交流電流通過線圈時(shí),線圈會產(chǎn)生高速變化的磁場,磁場內(nèi)的交變磁力線通過金屬管道時(shí)(導(dǎo)磁、導(dǎo)電材料),管壁體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流,使輸油管道的管壁本身自行發(fā)熱與原油進(jìn)行熱交換,達(dá)到加熱原油的目的。

變頻器是高頻電磁加熱器的核心部件,是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。目前使用的變頻器主要采用交流—直流—交流方式,先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

優(yōu)勢

普通加熱圈加熱方式

接觸式熱傳遞加熱。

1、耗電的 30-70% 轉(zhuǎn)化為工作熱能。

2、加熱必須通過接觸方式傳遞熱能。

3、加熱及冷卻都有慣性現(xiàn)象產(chǎn)生,及升溫降溫都緩慢。

4、加熱有死角,不能完全包裹在料筒外層。

5、加熱圈損耗大,壽命短。

電磁感應(yīng)加熱

非接觸電磁感應(yīng)加熱。

1、耗電的 95% 轉(zhuǎn)化為工作熱能。

線圈損耗 ≈ 2%, 控制單元損耗 ≈ 2%, 絕緣隔熱層可以將98%的能量保留在料筒上。

2、只加熱料筒,而螺桿保持冷卻。

3、消除加熱的慣性現(xiàn)象,升溫降溫迅速高效。

4、加熱無死角,整體料筒均勻加熱。

5、電磁線圈保持涼爽,因此壽命超長。

原因分析

管徑89mm加熱器有效加熱段長度450mm,有效加熱面積為89×3.14×450=1257.57(cm2),則其單位面積做功為7/1.25757=5.57(W/cm2);管徑60mm加熱器有效加熱段長度600mm,有效加熱面積為60×3.14×600=1130.40(cm2),則其單位面積做功為4.5/113.40=3.98(W/cm2)。管徑60mm加熱器加熱面積與管徑89mm加熱器的加熱面積基本相當(dāng),管徑89mm加熱器加熱功率7kW左右,比管徑60mm加熱器加熱功率(4.5kW)大,因而管徑89mm加熱器總換熱量較大,這是造成管徑89mm加熱器加熱管結(jié)垢較快的原因之一。

管徑60mm加熱器加熱管進(jìn)油與出油管徑相同,而管徑89mm加熱器加熱管是60mm管道進(jìn)、出油。在加熱段位置變徑造成2個(gè)問題:①原油進(jìn)入89mm管道后流速降低,經(jīng)過60mm管道出口時(shí)流速相對升高。加熱段內(nèi)產(chǎn)生兩次流速變化,利于沉積。②依附管壁的原油不易流動(dòng),造成依附管壁原油長時(shí)間受熱,使其與中間位置原油之間存在溫差,原油自身的表面張力降低。加熱線圈中間部分是整個(gè)加熱段的高溫區(qū),實(shí)驗(yàn)測試,線圈中間部位溫度高于出口溫度45℃。由此可見,在加熱段位置采用變徑方式是導(dǎo)致加熱管結(jié)垢的主要。

應(yīng)用范圍

1、塑料橡膠行業(yè),如:塑料用吹膜機(jī)、拉絲機(jī)、注塑機(jī),造粒機(jī),橡膠用擠出機(jī)、硫化機(jī)、電纜生產(chǎn)擠出機(jī)等。

2、醫(yī)藥化工行業(yè),如:醫(yī)藥專用輸液袋、塑料器材生產(chǎn)線,化工行業(yè)液體加熱輸送管道等等。

3、能源、食品行業(yè),如:原油輸送管道的加熱;食品機(jī)械,如:超貨機(jī)等需要電加熱的設(shè)備。

4、大功率商用電磁灶機(jī)芯。

5、建材行業(yè),如:燃?xì)夤苌a(chǎn)線、塑料管材生產(chǎn)線、PE塑料硬質(zhì)平網(wǎng)、土工網(wǎng)機(jī)組、自動(dòng)中空成型機(jī)、PE蜂窩板生產(chǎn)線、單雙壁波紋管擠出生產(chǎn)線、復(fù)合氣墊膜機(jī)組、PVC硬管、芯層發(fā)泡管生產(chǎn)線、PP擠出透明片材生產(chǎn)線、擠出聚苯乙烯發(fā)泡管材、PE纏繞膜機(jī)組。

6、印刷設(shè)備里的干燥加熱。

7、其它類似行業(yè)加熱。

安裝步驟

電磁加熱器的安裝及調(diào)試:電磁加熱器的安裝及調(diào)試比較簡單

1、改造之前,先把設(shè)備接線情況理一下,拍照,做記號(以備恢復(fù)原狀)

2、確定控制板或電柜安裝位置,以便于確定高溫線引線長度。一定要跟工廠電工或領(lǐng)班交流,確認(rèn)。

3、拆線圈測量功率,數(shù)據(jù)要準(zhǔn)。來確定安裝功率。可以結(jié)合工廠電工,這也要拍照,留原始記錄

4、量炮筒周長,確定保溫棉尺寸,黃蠟板尺寸,黃蠟板預(yù)留探頭孔,孔尺寸要準(zhǔn),確定每個(gè)溫區(qū)長度,固定

5、確定高溫線長度,繞制。要求美觀。整齊。包括間距大小控制,松緊控制。繞完后測量電感量大小。注意儀表量程

6、接線。確認(rèn)以前斷路器電流表量程,過小要換掉。先分別測試,測電壓,電流是否正常。有問題一一解決,沒問題后在整機(jī)測試

7、整理,清理現(xiàn)場。要求利索整潔。

為保證原設(shè)備改用電磁加熱圈后原生產(chǎn)工藝不變,原操作程序不變,在設(shè)計(jì)時(shí)針對兩種加熱方式性能上的差別,電磁加熱器已降低約 30% 功率使用,并且在電磁加熱控制器上設(shè)計(jì)了功率調(diào)整及功率保護(hù)功能。所以調(diào)試過程相當(dāng)簡單,用戶可按說明自行調(diào)試。

注意事項(xiàng)

1、主機(jī)要定期除塵,一般1個(gè)月除一次,可用軟毛刷或高壓氣槍除塵,以保證儀器內(nèi)部良好的通風(fēng)環(huán)境。

2、如使用環(huán)境是帶有腐蝕性氣體的地方須噴上絕緣清漆?;蛘哂闷渌慕^緣防腐材料。

3、空氣溫度不能高于50℃

電感量只是應(yīng)用的其中一個(gè)參數(shù)而已,具體要實(shí)測工作頻率和電流,通過增減線圈匝數(shù)來匹配功率

區(qū)別

一、家用電磁爐功率相對較小,且是220V交流轉(zhuǎn)變成直流,實(shí)現(xiàn)方法簡單,家用電磁爐功率一般在2200瓦以內(nèi)(實(shí)際功率1900瓦以內(nèi)),家用電磁爐要求保證每天工作2-3小時(shí)。而電磁加熱器則是應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備上,并且功率達(dá)到了60KW,選材和控制模式與家用電磁爐是完全不同的。電磁加熱器是屬于商用工業(yè)級產(chǎn)品。具備家用電磁爐無法比擬的穩(wěn)定性和耐用性。正常使用,可連續(xù)工作10年(10萬小時(shí))以上。

二、電磁加熱器和家用電磁爐區(qū)別之家用電磁爐是為了滿足居家生活而設(shè)計(jì)開發(fā)的,而電磁加熱器是為了解決塑料加熱的問題而設(shè)計(jì)開發(fā)。

日常護(hù)理

關(guān)于電磁加熱器的使用壽命逐步受到大家的關(guān)注。電磁加熱控制器使用壽命一般平均在三到五年,但是它的使用壽命和幾個(gè)因素有很大的關(guān)系。

1.產(chǎn)品是否正確安裝。每一款電磁加熱器及電磁加熱圈所要求的保溫棉的厚道,繞線的粗細(xì)長度,電感值,輸入電流值都是不同的,一定要按照廠家出廠時(shí)安裝說明書為標(biāo)準(zhǔn)。以及每一臺電磁加熱控制板之間的線圈組間隔間距在10cm以上也是非常重要的,因?yàn)榭康奶鼤嗷ビ绊?。只有電磁加熱器安裝在正常參數(shù)范圍內(nèi)才能保證的長期穩(wěn)定工作。

2.車間的環(huán)境包括粉塵,灰塵,潮濕度有關(guān)。一般來講粉塵灰塵越大,對電磁加熱控制主板越不利。如果是粉塵灰塵比較大的情況下,需要定期清理電磁加熱器上的風(fēng)扇,風(fēng)冷電磁加熱器主要是散熱,室內(nèi)通風(fēng)要好,避免風(fēng)扇被卡住而起不到主板散熱效果從而使得元器件過熱而燒壞。

3.產(chǎn)品的質(zhì)量也有很大關(guān)系。如果是已經(jīng)按說明書上的參數(shù)來安裝,車間粉塵灰塵也不大的情況下電磁加熱器還是經(jīng)常出故障,那么這就是質(zhì)量方面的問題了。不排除有的廠家為了降低成本而采用便宜的元器件來做導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定而經(jīng)常出現(xiàn)故障,另外一個(gè)原因就是雖然用的元器件是好的,但本身電路板設(shè)計(jì)不合理也會導(dǎo)致易出現(xiàn)故障。如果是質(zhì)量問題導(dǎo)致的,建議可以換一家了。

4.對產(chǎn)品的愛護(hù)程度。對于車間灰塵粉塵比較大的用戶,應(yīng)該定期用毛刷刷一下電磁加熱器上的風(fēng)扇,與電磁加熱線圈上的粉塵,對于線圈不用有重物壓住,或割破,不要經(jīng)常有水濺到線圈上或電磁感應(yīng)加熱器上。更不要將電磁加熱器暴露在露天環(huán)境下,因?yàn)槁短飙h(huán)境如果遇到下雨天肯定就要淋濕,在未干的情況下開機(jī)就會導(dǎo)致壞掉?;蛘呗短飙h(huán)境早晨雨露較多,導(dǎo)致電路板潮濕,未干的情況下開機(jī)也會導(dǎo)致里面的線路短路。