感应加热设备按电源频率可分为工频、中频、超音频、高频，其各自的频率范围和加热的功率密度见表1。
▼表1感应加热频段的频率范围和加热功率密度
一、感应加热原理
感应加热原理图
感应加热的主要依据是：电磁感应、“集肤效应”和热传导三项基本原理。当交变电流在导体中通过时，在所形成的交变磁场作用下，导体内会产生感应电动势。由于越接近心部，感应电动势越大，导体的电流便趋向于表层，电流
强度从表面向心部呈指数规律递减，如图1所示。这种现象即所谓交变电流的集肤效应。
▲图1交变电流在导体中的分布情况
图2所示，为两根矩形截面的导体同向电流和反向电流时的磁场分布情况。由于电源电动势和自感应电动势的作用，同向电流系统中最大的磁场强度产生在导体表面的外侧，反向电流系统最大磁场强度产生在导体表面内侧，这就是邻近效应。
利用邻近效应，可以选择适当形状的感应器对被处理零件表面的指定部位进行集中加热，使电流集中在与感应器宽度大致相等的区段内。
导体间的距离越小临近效应表现的越强烈。
▲图2存在邻近效应时，磁场和电流分布示意图a）同向电流磁场在外侧b）反向电流磁场在内侧
通过感应圈的电流集中在内测表面的现象称为环状效应，见图3。环状效应是由于感应圈交流电流磁场的作用使外表面自感应电动势增大的结果。
▲图3交流电流的环状效应
加热外表面，环状效应是有利的，而加热平面与内孔时，它会使感应器的电效率显著降低。为了提高平面和内孔感应器的效率，常常设置导磁体，以改变磁场强度的分布，迫使电流趋近于零件所需加热的表面，见图4。由图可见，导磁体有把电流驱向其对侧的作用。
▲图4加导磁体后电流在感应圈中的分布
a）内孔加热b）平面加热
表面效应、邻近效应、环状效应均随交变电流频率的增加而加剧。此外，邻近效应和环状效应还随导体截面的增大、两导体间距的减小和圆环半径的减小而加剧。
由磁场强度分布方程可得出
式中：
若将上式画成曲线图，其结果如图5a）所示。
▲图5涡流强度由工件表面向纵深的变化I0-表面涡流强度I2-距表面x处的涡流强度
从式中得知，K=ρ，故
K=
=
；但由磁场强度分布的基本方程式得知，K2=8πμf/
式中ρ——材料的电阻率（Ω·cm）μ——材料的磁导率f——电流的频率
磁场强度分布的基本方程表明，涡流强度随表面距离的变化呈指数规律。涡流高度集中在表层中，它随距离的增大而急剧下降。在工程应用中，规定Ix降
感应加热的原理及其应用 - 图文
