電加熱頻率選擇：感應加熱與介電加熱

電加熱工作頻率的選擇是重要的因素，因為它極大地影響了待加熱工件以及加熱方法，無論是介電加熱還是感應加熱。

在實踐中，工作在50 Hz工頻的電爐可以達到1 MW的容量，工作在中頻（約500 Hz至1000 Hz）的電爐容量為50 kW，工作在高頻（約1 MHz至5 MHz）的電爐容量範圍為200 kW至500 kW。

因此，在選擇電加熱（感應加熱或介電加熱）頻率時需要考慮以下因素。

感應加熱

選擇感應加熱頻率時需要考慮以下因素：

• 待加熱物體或表面的厚度，即頻率越高，加熱的表面越薄。

• 所需達到的溫度，即溫度越高，所需的發生器容量越大。

• 連續加熱時間，即時間越長，由於傳導，熱量在待加熱工件中的滲透深度越深。

介電加熱

在介電加熱過程中，消耗的功率由下式給出：

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

因此，從上述公式可以看出，可以透過增加電壓或增加頻率來提高熱量產生速率或消耗功率。

在實踐中，待加熱物體的電壓受其厚度的限制。通常，介電加熱採用500 V至3000 V的電壓。但是，有時也會使用20 kV量級的電壓。

此外，可以透過應用高頻來提高熱量產生速率，但也受到以下因素的限制：

• 在高頻下，由於當振盪器阻抗等於負載阻抗時才能實現最大功率傳輸，因此必須使用特殊的匹配電路。

• 在高頻下，難以調整電感與帶電電容產生諧振。

• 在高頻下，幾乎不可能獲得均勻的電壓分佈。

• 使用高頻時，有可能在兩個電極的表面之間形成駐波，其波長几乎等於或大於所用特定頻率波長的一半。

• 高頻會干擾附近的通訊服務，因此需要採取特殊措施來阻止用於加熱目的的高頻發生器輻射。

下表顯示了各種加熱目的所需的頻率和使用的裝置型別。

Manish Kumar Saini

更新於： 2022年2月23日

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