感应加热作为一种非接触式加热技术广泛应用于工业甚至消费电器中，具有许多明显的优势。
对于许多工程师来说，一个非常常见的设计挑战是管理和消散系统内部产生的或撞击在系统上的多余热量，以使该系统或其某些组件的温度不超过某个特定限制。然而，有些设计的工程目标是产生热量——通常是大量热量——并将热量传递给负载中国机械网okmao.com。
有几种方法可以产生热量并将其从热源传递到负载，通过对流、传导和辐射的经典热能传递模式的不同组合（图 1）。
图 1：将热能从热源传递到负载的方法有三种，但感应加热使用的方法是通过磁能而不是热传递使负载自热。（图片：亚马逊）。
历史悠久且显而易见的方法是使用明火（由木材、煤炭、石油、天然气或其他燃料燃烧），但这具有低效率和明显的物理布置安全问题。另一种方法是完全电气化的，通过将电阻损耗（通常被认为是一件坏事）引入热源。使用这两种方法中的任何一种，产生的热量都必须直接流向负载。
一种间接的方法是使用微波能量来刺激负载中分子的振动并产生热量，但不适用于多种类型的材料，尤其是那些导电的材料。此外，为了用户的安全，微波能量必须限制在射频屏蔽的外壳中，因为微波会对活细胞和组织以及无生命的材料产生不利影响。
还有另一种一开始似乎几乎“神奇”的方法：感应（或感应）加热。这是基于电磁原理和迈克尔·法拉第在 1830 年代首次研究的经典交流变压器，当时我们所知道的电子学甚至基本电学甚至还没有建立起来。
感应加热使用由磁能流动引起的损耗而不是由于电流流动引起的电阻损耗在目标负载中产生热量。与基于电阻的加热不同，在热源处产生热量，然后通过传导、对流和辐射的不同组合将热量传递到负载，而感应产生的热量是在负载本身产生的。
这是通过交流电 (AC) 的相互作用来完成的，交流电会产生磁场，而磁场又会与放置要加热的负载（材料）的容器或材料本身相互作用。感应加热是另一种巧妙的工程案例，其中通常的负面属性——在这种情况下是电阻和损耗——被转化为积极的用途。
本文将介绍感应加热的原理和应用。由于其许多有利的特性，例如非接触式方法、清洁度、相对安全性和可控性，它通常用于商业和工业环境中，用于基本加热以及熔化大量金属物质。
它还用于材料测试系统中以加热金属样品（图 2）。我已经看到感应加热的实际应用，将一根长约 5 厘米、直径约 1 厘米的实心钢测试样品棒在几秒钟内变成樱桃红色——这是一个你不会忘记的戏剧性演示。
图 2：感应加热通常用于材料测试系统，作为一种快速有效的方法，可以将测试样品局部加热到极端温度，而无需大型熔炉。（图片：ZwickRoell LP）
感应加热并不是一个新的发展。如前所述，它始于 Michael Faraday 和他对通过打开和关闭电池在电线中感应电流的研究——这是一种创建非直流电流的粗略方法（图 3）。感应加热的基本原理后来由 James C. Maxwell 在他的统一电磁理论中建立和发展，而 James P. Joule 是第一个描述电流流过导电材料的加热效应的人。
图 3：法拉第发现的磁感应和变压器原理是感应加热的核心/（图片来源：Engineering Timelines）
1887 年，Sebastian Z. de Ferranti 提出了用于金属熔化的感应加热，并就感应加热的工业应用申请了第一个专利。FA Edwin F. Northrup 于 1891 年提出了第一台全功能感应炉。1916 年，Northrup 实施了 Kjellin 和感应加热的第一台高频炉应用。
一些消费者熟悉感应加热，即使不是原理，因为它用于一些家庭炉灶范围。感应加热适用于温度低至 100⁰C (212°F) 和高达 3000⁰C (>5400°F) 的工艺。它用于持续时间不到一秒的短期“快速”加热过程以及持续数月的长期加热过程。