1.2、感應(yīng)加熱的負(fù)載特性

把感應(yīng)電爐的線圈看成是原繞組，負(fù)載看成是付繞組，就成了缺乏鐵芯的變壓器。電工原理把這種結(jié)構(gòu)稱為“空心變壓器”，它與真實(shí)變壓器的不同之處在于漏磁通是不可忽略的因素。

等效電路圖中：Ls1---繞組漏電感；Lm---激磁電感；Ls2---負(fù)載漏電感；R1----繞組電阻；R2----負(fù)載等效電阻。

有別于變壓器的是：由于感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁通并不完全穿過負(fù)載，負(fù)載電流產(chǎn)生的磁通也并不完全穿過感應(yīng)線圈，因而漏磁通所表現(xiàn)出的漏電感Is1和Ls2是不可忽略的。此外，由于磁通路徑是空氣和導(dǎo)磁系數(shù)很小的金屬，需要較大的激磁電流才能產(chǎn)生所需的磁通，所以激磁電感Lm較小。

在等效電路圖2中，Ls1和Ls2是和電阻R1、R2串聯(lián)，而Lm是并聯(lián)連接的，故等效電路表現(xiàn)出較大的電感特性。于是，在分析感應(yīng)電爐特性時，可把感應(yīng)電爐看成一個較大電感L和較小電阻R串聯(lián)的電路，這個電感和電阻是感應(yīng)線圈和爐料綜合表現(xiàn)出的負(fù)載特性。

圖3所示的感應(yīng)爐簡化電路圖中，電感L的感抗X值要比等效電阻R大很多，一般感應(yīng)爐的X/R在4～12范圍內(nèi)，多數(shù)情況下在6～10范圍內(nèi)。X/R是衡量電感電阻串聯(lián)電路特性的重要參數(shù)，稱為電路的Q值。

由于電路的電感成分很大，必須經(jīng)電容補(bǔ)償后才能正常運(yùn)行。電容補(bǔ)償?shù)穆?lián)接方式有并聯(lián)補(bǔ)償和串聯(lián)補(bǔ)償兩種方式，故采用并聯(lián)補(bǔ)償方式運(yùn)行的逆變器稱為并聯(lián)逆變器而采用串聯(lián)補(bǔ)償方式運(yùn)行的逆變器稱為串聯(lián)逆變器。

經(jīng)電容補(bǔ)償后的負(fù)載電路成為典型的RLC串聯(lián)電路，其振蕩條件為R＜2*，基本補(bǔ)償條件下，即R＜2X。感應(yīng)線圈經(jīng)電容補(bǔ)償后的負(fù)載電路是一個高Q值的振蕩電路，故感應(yīng)加熱用的逆變器（無論并聯(lián)逆變器或串聯(lián)逆變器）又通稱為負(fù)載振蕩型逆變器。

感應(yīng)加熱的負(fù)載特性除振蕩性外，還有頻率適應(yīng)性。即特定的感應(yīng)加熱負(fù)載在一定的頻率范圍內(nèi)才能獲得較高的加熱效率。

感應(yīng)加熱負(fù)載對頻率的適應(yīng)范圍取決于感應(yīng)體尺寸大小。這是因?yàn)樾〕叽绲呢?fù)載與感應(yīng)線圈尺寸的差別較大，在較低頻率下工作需較大的工作磁通，因而漏磁通較大；通俗地講感應(yīng)器耦合較松，由感應(yīng)線圈傳遞到負(fù)載的能量相對較少，因此效率較低。當(dāng)負(fù)載和感因器結(jié)構(gòu)（直徑、高度、爐襯厚度、材料電阻系數(shù)、導(dǎo)磁系數(shù)等）確定后，隨著運(yùn)行頻率升高，感應(yīng)器的電效率上升，此頻率/效率特性是一條飽和曲線，在一定頻率以上，感應(yīng)器電效率不再增加。然而，頻率偏高后，電容補(bǔ)償量和傳輸損耗都隨之增加。所以，能夠獲得較高感應(yīng)器電效率的一段不太高的頻率范圍稱為感應(yīng)加熱的最佳頻率。