發(fā)熱圈是用電熱合金絲作發(fā)熱材料,用云母軟板(有時(shí)用陶瓷芯)作絕緣材料,主要應(yīng)用于電熱水壺等電器。
發(fā)熱圈利用導(dǎo)體處于交變電磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)所形成的熱效應(yīng)使導(dǎo)體本身發(fā)熱,根據(jù)不同的加熱工藝要求,感應(yīng)加熱采用的交流電源的頻率有工頻(50~60赫)、中頻(60~10000赫)和高頻(高于10000赫)。
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工頻電源就是通常工業(yè)上用的交流電源,世界上絕大多數(shù)國(guó)家的工頻為50赫,感應(yīng)加熱用的工頻電源加到感應(yīng)裝置上的電壓必須是可調(diào)的,根據(jù)加熱設(shè)備功率大小和供電網(wǎng)容量大小,可以用高壓電源(6~10千伏)通過變壓器供電;也可直接將加熱設(shè)備接在380伏的低壓電網(wǎng)上。
中頻電源曾在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)采用中頻發(fā)電機(jī)組,它由中頻發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)組成,這種機(jī)組的輸出功率一般在50~1000千瓦范圍內(nèi)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,使用的是晶閘管變頻器中頻電源。
這種中頻電源利用晶閘管先把工頻交流電變換成直流電,再把直流電轉(zhuǎn)變成所需頻率的交流電,由于這種變頻設(shè)備體積小,重量輕,無噪聲,運(yùn)行可靠等,已逐漸取代了中頻發(fā)電機(jī)組。
高頻電源通常先用變壓器把三相 380伏的電壓升高到約2萬伏左右的高電壓,然后用閘流管或高壓硅整流元件把工頻交流電整流為直流電,再用電子振蕩管把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l率、高電壓的交流電,高頻電源設(shè)備的輸出功率有從幾十千瓦到幾百千瓦。
感應(yīng)加熱的物體必須是導(dǎo)體,當(dāng)高頻交流電流通過導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體產(chǎn)生趨膚效應(yīng),即導(dǎo)體表面電流密度大,導(dǎo)體中心電流密度小。
感應(yīng)加熱可對(duì)金屬物體進(jìn)行整體均勻加熱和表層加熱;可熔煉金屬,可用于金屬釬焊,可對(duì)金屬進(jìn)行(淬火,回火,正火)等各種熱處理,以及鍛造用透熱;在高頻段,改變加熱線圈(又稱感應(yīng)器)的形狀,還可進(jìn)行任意局部加熱。