电加热频率选择：感应加热与介电加热

电加热工作频率的选择是重要的因素，因为它极大地影响了待加热工件以及加热方法，无论是介电加热还是感应加热。

在实践中，工作在50 Hz工频的电炉可以达到1 MW的容量，工作在中频（约500 Hz至1000 Hz）的电炉容量为50 kW，工作在高频（约1 MHz至5 MHz）的电炉容量范围为200 kW至500 kW。

因此，在选择电加热（感应加热或介电加热）频率时需要考虑以下因素。

感应加热

选择感应加热频率时需要考虑以下因素：

• 待加热物体或表面的厚度，即频率越高，加热的表面越薄。

• 所需达到的温度，即温度越高，所需的发生器容量越大。

• 连续加热时间，即时间越长，由于传导，热量在待加热工件中的渗透深度越深。

介电加热

在介电加热过程中，消耗的功率由下式给出：

$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:\mathrm{2\pi}\mathit{fCV^{\mathrm{2}}}\epsilon _{\mathit{r}}\:\mathrm{cos\phi }}$$

因此，从上述公式可以看出，可以通过增加电压或增加频率来提高热量产生速率或消耗功率。

在实践中，待加热物体的电压受其厚度的限制。通常，介电加热采用500 V至3000 V的电压。但是，有时也会使用20 kV量级的电压。

此外，可以通过应用高频来提高热量产生速率，但也受到以下因素的限制：

• 在高频下，由于当振荡器阻抗等于负载阻抗时才能实现最大功率传输，因此必须使用特殊的匹配电路。

• 在高频下，难以调整电感与带电电容产生谐振。

• 在高频下，几乎不可能获得均匀的电压分布。

• 使用高频时，有可能在两个电极的表面之间形成驻波，其波长几乎等于或大于所用特定频率波长的一半。

• 高频会干扰附近的通信服务，因此需要采取特殊措施来阻止用于加热目的的高频发生器辐射。

下表显示了各种加热目的所需的频率和使用的设备类型。

Manish Kumar Saini

更新于： 2022年2月23日

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