电加热是目前对金属材料加热效率更高 、速度 快，低耗节能环保型的感应加热设备。 电加热，又名高频加热机、高频感应加热设备、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频电炉。高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器（焊接器）等，另外还有中频感应加热设备、很高 频感应加热设备等。应用范围十分广泛。

1简介

将电能转变成 以加热物体。是电能利用的一种形式。与一般燃料加热相比,电加热可获得较高温度(如电弧加热,温度可达3000℃以上)，易于实现温度的自动控制和远距离控制，可按需要使被加热物体保持一定的温度分布。电加 在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，并可根据加热的工艺要求，实现整体均匀加热或局部加热（包括表面加热），容易实现真空加热和控制气氛加热。在电加热过程中，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境。因此，电加热广泛用于生产、科研和试验等领域中。特别是在单晶和晶体管的制造、机械零件和表面淬火、铁合金的熔炼和人造石墨的制造等方面，都采用电加热方式。

2分类

根据电能转换方式的不同，电加热通常分为电阻加热、感应加热、电弧加热、电子束加热、红外线加热和介质加热等。

电阻加热

利用电流的焦耳效应将电能转变成 以加热物体。通常分为直接电阻加热和间接电阻加热。前者的电源电压直接加到被加热物体上，当有电流流过时，被加热物体本身便发热。可直接电阻加热的物体需要 是导体，但要有较高的电阻率。由于热量产生于被加热物体本身，属于内部加热，热效率很高。间接电阻加热需由专门的合金材料或非金属材料制成发热元件，由发热元件产生 ，通过辐射、对流和传导等方式传到被加热物体上。由于被加热物体和发热元件分成两部分，因此被加热物体的种类一般不受限 制，操作简便。

间接电阻加热的发热元件所用材料，一般要求电阻率大、电阻温度系数小，在高温下变形小且不易脆化。常用的有铁铝合金、镍铬合金等金属材料和碳化硅、二硅化钼等非金属材料。金属发热元件的更高 工作温度，根据材料种类可达1000～1500℃；非金属发热元件的更高 工作温度可达1500～1700℃。后者安装方便，可热炉更换，但它工作时需要调压装置，寿命比合金发热元件短，一般用于高温炉、温度超过金属材料发热元件允许更高 工作温度的地方和某些特殊场合。

感应加热

利用导体处于交变电磁场中产生感应电流（涡流）所形成的热效应使导体本身发热。根据不同的加热工艺要求，感应加热采用的交流电源的频率有工频(50～60赫)、中频(60～10000赫)和高频（高于10000赫）。工频电源就是通常工业上用的交流电源，世界上绝大多数 的工频为50赫。感应加热用的工频电源加到感应装置上的电压需要 是可调的。根据加热设备功率大小和供电网容量大小,可以用高压电源(6～10千伏)通过变压器供电;也可直接将加热设备接在380伏的低压电网上。

中频电源曾在较长时间内采用中频发电机组。它由中频发电机和驱动异步电动机组成。这种机组的输出功率一般在50～1000千瓦范围内。随着电力电子技术的发展，使用的是晶闸管变频器中频电源。这种中频电源利用晶闸管先把工频交流电变换成直流电，再把直流电转变成所需频率的交流电。由于这种变频设备体积小，重量轻，无噪声，运行可靠等，已逐渐取代了中频发电机组。

高频电源通常先用变压器把三相 380伏的电压升高到约2万伏左右的高电压,然后用闸流管或高压硅整流元件把工频交流电整流为直流电，再用电子振荡管把直流电转变为高频率、高电压的交流电。高频电源设备的输出功率有从几十千瓦到几百千瓦。

感应加热的物体需要 是导体。当高频交流电流通过导体时,导体产生趋肤效应，即导体表面电流密度大,导体电流密度小。

感应加热可对物体进行整体均匀加热和表层加热；可熔炼金属；在高频段，改变加电话 圈(又称感应器)的形状，还可进行 局部加热。

电弧加热

利用电弧产生的高温加热物体。电弧是两电极间的气体放电现象。电弧的电压不高但电流很大，其强大的电流靠电极上蒸发的大量离子所维持，因而电弧易受周围磁场的影响。当电极间形成电弧时，电弧柱的温度可达3000～6000K，适于金属的高温熔炼。

电弧加热有直接和间接电弧加热两种。直接电弧加热的电弧电流直接通过被加热物体，被加热物体需要 是电弧的一个电极或是媒质。间接电弧加热的电弧电流不通过被加热物体，主要靠电弧辐射的热量加热。电弧加热的特点是：电弧温度高， 集中，炼钢电弧炉溶池的表面功率可达560～1200千瓦/平 。但电弧的噪声大，其伏安特性为负阻特性（下降特性）。为了在电弧加热时保持电弧的稳定、在电弧电流瞬时过零时电路电压的瞬时值大于起弧电压值，同时为了限 制短路电流，在电源回路中，需要 串接一定数值的电阻器。

电子束加热

利用在电场作用下高速运动的电子轰击物体表面，使之被加热。进行电子束加热的主要部件是电子束发生器，又称电子枪。电子枪主要由阴极、聚束极、阳极、电磁透镜和偏转线圈等部分组成。阳极接地，阴极接负高位，聚焦束通常和阴极同电位，阴极和阳极之间形成加速电场。由阴极发射的电子，在加速电场作用下加速到很高速度,通过电磁透镜聚焦,再经偏转线圈控制，使电子束按一定的方向射向被加热物体。

电子束加热的优点是:①控制电子束的电流值Ie,可以方便而迅速地改变加热功率；②利用电磁透镜可以自  由地变更被加热部分或可以自 由地调整电子束轰击部分的面积；③可增加功率密度，以使被轰击点的物质在瞬间蒸发掉。

红外线加热

利用红外线辐射物体，物体吸收红外线后，将辐射能转变为 而被加热。

红外线是一种电磁波。在太阳光谱中，处在可见光的红端以外，是一种看不见的辐射能。在电磁波谱中，红外线的波长范围在0.75～1000微米之间，频率范围在3×10～4×10赫之间。在工业应用中，常将红外光谱划分为几个波段：0.75～3.0微米为近红外线区；3.0～6.0微米为中红外线区；6.0～15.0微米为远红外线区；15.0～1000微米为极远红外线区。不同物体对红外线吸收的能力不同，即使同一物体，对不同波长的红外线吸收的能力也不一样。因此应用红外线加热，须根据被加热物体的种类，选择合适的红外线辐射源，使其辐射 集中在被加热物体的吸收波长范围内，以获得 良好的加热效果。

电红外线加热实际上是电阻加热的一种特殊形式，即以钨、铁镍或镍铬合金等材料作为辐射体，制成辐射源。通电后，由于其电阻发热而产生热辐射。常用的电红外线加热辐射源有灯型(反射式)、管型(石英管式)和板型（平面式）三种。灯型是一种红外线灯泡，以钨丝为辐射体,钨丝密封在充有惰性气体的玻璃壳内,如同普通照明灯泡。辐射体通电后发热（温度比一般照明灯泡低）,从而发射出大量波长为1.2微米左右的红外线。若在玻璃壳内壁镀反射层，可将红外线集中向一个方向辐射，所以灯型红外线辐射源也称为反射式红外线辐射器。管型红外线辐射源的管子是用石英玻璃做成，中间是一根钨丝，故亦称石英管式红外线辐射器。灯型和管型发射的红外线的波长在0.7～3微米范围内，工作温度较低，一般用于轻、纺工业的加热、烘烤、干燥和 中的红外线理疗等。板型红外线辐射源的辐射表面是一个平面，由扁平的电阻板组成，电阻板的正面涂有反射系数大的材料,反面则涂有反射系数小的材料,所以 大部分由正面辐射出去。板型的工作温度可达到1000℃以上，可用于钢铁材料和大直径管道及容器的焊缝的退火。

由于红外线具有较强的穿透能力，易于被物体吸收，并一旦为物体吸收，立即转变为 ；红外线加热前后 损失小，温度容易控制，加热质量高，因此，红外线加热应用发展很快。

介质加热

利用高频电场对绝缘材料进行加热。主要加热对象是电介质。电介质置于交变电场中，会被反复极化（电介质在电场作用下，其表面或内部出现等量而极性相反的电荷的现象），从而将电场中的电能转变成 。

介质加热使用的电场频率很高。在中、短波和超短波波段内，频率为几百千赫到300兆赫,称为高频介质加热,若高于300兆赫,达到微波波段,则称为微波介质加热。通常高频介质加热是在两极板间的电场中进行的；而微波介质加热则是在波导、谐振腔或者在微波天线的辐射场照射下进行的。

电介质在高频电场中加热时，其单位体积内吸取的电功率为P=0.566fEεrtgδ×10（瓦/厘米）

如果用热量表示，则为：

H=1.33fEεrtgδ×10（卡/秒·厘米）

式中f为高频电场的频率,εr为电介质的相对介电常数，δ为电介质损耗角,E为电场强度。由公式可知，电介质从高频电场中吸取的电功率与电场强度E的平方、电场的频率f以及电介质的损耗角δ成正比。E和f由外加电场决定，而εr则取决于电介质本身的性质。所以介质加热的对象主要是介质损耗较大的物质。

介质加热由于热量产生在电介质（被加热物体）内部，因此与其余外部加热相比，加热速度快，热效率高，而且加热均匀。

介质加热在工业上可以加热热凝胶，烘干谷物、纸张、木材，以及其余纤维质材料；还可以对模制前塑料进行预热，以及橡胶硫化和木材、塑料等的粘合。选择适当的电场频率和装置，可以在加热胶合板时只加热粘合胶，而不影响胶合板本身。对于均质材料，可以进行整体加热。

3工作原理

高频的高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加电话 圈（通常是用紫铜管制作）。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物体放置在线圈内，磁束就会贯通整个被加热物体，在被加热物体的内部与加热电流相反的方向，便会产生相对应的很大涡电流。由于被加热物体内存在着电阻，所以会产生很多的焦耳热，使物体自身的温度迅速上升。达到对所有金属材料加热的目的。