电磁加热器在塑料机械设备中的应用

一、概述

*，塑料加工离不开加热，不管是热塑性塑料，还是热固性塑料，在加工成塑过程中，都必须让塑料高分子材料加热到熔融状态塑化，再挤压成型。目前常见的塑料加工成型设备，如挤出机（吹膜机、拉丝机、吹瓶机、板片材机、造粒机、再生机等）、注塑机，其加工工艺都是采用电阻式电热圈（片、管）套在机筒或模头上，电热圈（片、管）发热传导给机筒、模头，再对机筒内、模头内的塑料加热。这种加热方式热效率只有40%-60%，加热慢、温度控制不准确，且易损坏、不安全。随着科学技术的发展，一种新型的直接加热方式已取代传统的电阻式传导加热方式。

这种新型的加热方式就是变频电磁感应加热技术。变频电磁加热技术是采用电磁感应的原理，将电能转化为电磁能，电磁能转变成直接热能，热效率达95%以上，平均可节约用电30%-50%，且具有热源稳定、加热迅速、使用寿命长、降低加热功率、维护简单等优点，*可以替代传统电阻式加热方式，广泛应用于塑料橡胶制品加工、化工、医药、食品、能源、印刷、建筑等行业。

塑料加工的主要成本是用电费用，而电机和电热的用电占了绝大部分，生产中电机（动力）和电热差不多各占一半，电机部分现在都用了变频调速，减少了动力用电的浪费，而加热部分如果应用电磁加热技术，可以节约40%的加热功率，加热部分省电30%以上。

如果说，家用电磁炉为厨房厨具带来了一场革命，那么，工业电磁加热器则是工业加热的一块里程碑，是工业企业环保减排、节能增效，降低生产成本、提高竞争力之必走之路。

二、电磁加热技术应用于塑料加工的可行性分析

1、 电磁感应原理

电磁加热器采用电磁感应加热原理将电能转换成为热能。首先通过内部整流滤波电路将市电（50Hz/220v/380v）的交流电变成直流电，再经过PWM(技术核心)控制电路将直流电转换成频率为20-30KHz的高频高压电，高速变化的电流通过加圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过被加热金属物体（导磁导电物体）时，会在被加热金属物体内产生无数的小涡流，从而使被加热金属物体本身高速发热。 塑料加工中，料筒、螺杆、模头都是金属材质，都可以通过电磁加热技术把它自身变成加热器，从而对处于其中的塑料进行加热。

2、 电磁加热与传统电阻丝加热的热效率比较

目前市场上的塑料机械料筒所用的加热方式普遍为传统的电热圈加热，通过接触传导方式把热量传到料筒上，只有紧靠在料筒表面发热丝的热量传到料筒内，电热圈外侧的热量大部分散失到空气中，存在热传导损失。而采用电磁感应技术，加圈和料筒之间没有直接接触，是通过磁场磁力线使金属料筒自身发热，而且在料筒外部包裹了一层隔热保温材料，以减少热传导损失，热效率达到95%以上。经过对佛山南海客户造粒机采用亚飞凌电磁公司的JS1000系列数字电磁加热器的改装之后对比，节电效果在30%-50%以上。

3、 电磁加热对生产环境的影响

（1）环境温度 采用传统电阻丝加热方式，因为大部分的热量散失到空气中去，这样就造成环境温度升高，特别是在夏天，工人生产环境非常恶劣。采用电磁感应加热方式时，因为加圈和料筒之间没有直接接触，是通过磁场磁力线使金属料筒自身发热，而且在料筒外部包裹了一层隔热保温材料，不再有大量热量散失到空气中，大大改善了生产现场的工作条件，将有力提高工人生产积极性，降低厂区通风降温费用。

（2）设备表面温度 采用电磁加热，热量聚集于加热体内部，外部热量耗散几乎没有，设备表面温度只有50-60度，这个温度我们人体是*可以触摸的，避免传统加热方式易造成烧伤、烫伤事故的发生，改善了工作环境，给我们的工人提供了一种人身安全的保障。

（3）电磁辐射 现代生活是离不开电磁波的，且我们生活的空间也充满着各式各样波长的电磁波，像雷达、电台、无线电、电力输送等等，凡是家用电器都会有电磁辐射，电磁加热也会产生电磁辐射。佛山市亚飞凌电磁制造有限公司生产的数字电磁加热器，经检测，其电磁辐射符合《国家电磁辐射防护规定》标准，根据欧盟EN62233:2008D的标准测试，其辐射剂量非常微弱，测试结果W值为0.0234(国家标准为≤0.3)，还不到国家标准的十分之一，在人体安全范围以内，*达到EMC的要求，且对周围环境设备没有任何干扰，可以放心使用。

4、 电磁加热优越性

（1）加热时间与温度控制

传统的电阻丝加热原理，是电阻丝本身产生高温后热量再慢慢地从料筒外表面高温区传到料筒的中心低温区速度缓慢，并且位于料筒中心的塑料实际温度和料筒表面温度有较大误差，当塑料温度达到要求时虽然电阻丝停止加热，由于存在温度误差，料筒表面仍然向料筒内部传导热量，导致温度控制不准确，既影响了产品成型质量，也降低了生产效率。

电磁感应加热，是使机筒、螺杆、模头等通过自身发热，直接对塑料加热，温度控制实时准确，料筒内外温度*，明显改善了产品的质量和提高了生产效率。

（2）使用寿命与维护

电磁加热器采用绝缘材料和高温导线绕制，绕线本身不会产生热量，并可承受500℃以上高温。电阻式电热圈（片、管）的电阻丝在高温状态下容易氧化而缩短使用寿命，因此，采用电磁加热技术，具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点。

三、采用电磁加热技术利国利民、造福社会、企业得益

1、 减少电网的负荷，减少企业电容量

采用电磁感应加热，加热功率只是传统加热功率的60%就可以达到原来的电热效果，大量减少电网负荷。据不*统计，全国现有塑料生产机械约160万台套，每年还以15%的速度递增，加热部分的电容量为2000万千瓦,日用电量约为2000万千瓦×0.5×20小时=2亿千瓦时,（0.5为机器加热通断比，20为机器一天生产的工时），按每台机每年300个工作日计算，全国塑料加工机械全年用电量为600亿千瓦时,若所有的机器都安装了电磁加热装置，那么全国节约电能约在180亿千瓦时，这比葛洲坝全年的发电量还多23亿千瓦时。

工业用电是推动全社会用电量告诉增长的主要力量，而塑料机械电磁加热是一项重要节能减排技术，采用该技术对缓解国家电力紧张和降低国家投资都有十分积极的作用和意义。对企业来说，也可以成为减少电容量或把减少电容量用到发展生产，扩大生产规模上。

2、 节能减排，提高效益

进入新世纪，节能减排工作越来越收到重视， 2008年4月1日，新修订的《中华人民共和国节约能源法》正式施行，明确规定，节约资源是我国的基本国策，节能减排工作已成为全社会参与的国事、大事。国家实施节约与开发并举、把节约放在*的能源发展战略。可见，我国已将节能减排工作提升到了战略性的高度。应用电磁加热技术节能，不但给国家和社会节能减排带来了积极的社会意义，而且也给企业带来可观的经济效益。

3、 企业直接效益与间接效益

随着制造业成本的增加，使得中国塑料制造业竞争日益激烈，节能已作为企业增效，降低经营成本，提高竞争力的重要手段。而电费在我们塑胶行业产品成本中又占有很大比例，因此，降低企业电费能够有效减低企业产品的生产成本，提高竞争力。

采用电磁感应加热技术，根据对直接效益与间接效益的分析评估，企业进行此项节能技术改造的投资，在不同类型的塑料设备可在半年至一年内*可以收回投资；由于工作环境的改善，将直接影响到工人工作热情，提高工作效率，提升本企业的形象，其经济效益和社会效益都十分显著。