1.高频感应加热机加热功率密度选择

电源装置的功率取决于工件表面以KW/cm2为单位计算的功率密度值(Po)和以cm2计的一次加热面积A。选择功率密度要根据加热表面积及其淬火技术条件而定。电流频率越低，零件直径越小及所要求的硬化层深度越浅，则所需功率密度应越大。表3-4是推荐的输入功率密度值。当使用高频及超音频电源时，Po 常用0. 6 ～2. OkW/cm2。当使用中频电源时，Po 常用0. 8 - 2. 5kW/cm2。

齿轮沿齿廓淬火，在3 - lOkHz 电流频率下建议用低功率密度。

相同硬化层深度值可以用不同的功率密度与不同加热时间来达到。较高功率密度与较短加热时间适合于较低电流频率；较低功率密度与较长加热时间适合于较高频率时。前者加热工件表面向心部传导热能少，热效率较高；而后者热传导作用增强，热效率较低。从节能角与工件硬化层不要太长两个观点出发，表面淬火工件的加热时间好不超过10s，略长一点也不要超过15s，特殊要求例外。

现代化的感应淬火机床，相当部分已配有能量监控仪，以电能kW.s值来控制淬火工件的加热温度与硬化层深度，因此，根据所需电能xkW.s值，先设加热时间ys，再以xkW.s/ys求出所需zkW值（能量监控器上的kW"s其kW一般是振荡功率)。

表3-5是不同电流频率时，硬化层深度与所耗电能的关系，根据此表，可根据不同频率时，各种硬化深度所需的能耗密度值计算出一定加热面积所需的耗能kW.s。

2.经验法选取功率密度与加热时间

生产实践中，常常根据已有生产实践数据 ，考虑工件所需电流频率与所需设备功率。

表3-7是拖拉机磨损零件感应淬火所需电源。

采用lOkHz频率取代2.5kHz频率，是由于频率越高，所需配的电容器等电器装置尺寸越小，因此，曲轴颈淬火加热，从早期应用2.SkHz逐步改为8 -lOkHz。

3.计算机模拟选取P和f

由于计算机模拟技术的发展，现在已有计算机模拟软件，供用户通过计算机模拟进行模拟工艺试验，求出较合适的设备频率与所需功率。例如用ELTA计算机研究一个40mm的轴，硬化层深度为5mm，推荐频率范围为1. 2 - lOkHz，较合适频率大致在2.5kHz。

设钢的奥氏体化的低温度为800℃，高加热温度为10OOaC (1045钢1），采用一个不变的感应器进行模拟试验。模拟结果列于表3-8。

1）从上表中可以看出，当f=2500Hz和3000Hz时，功率因数在此时也高，其意义是电容量减少而变压器效率高。

2)用比较合适频率为高的频率，得到较高的电效率，但加热时间大大增加（在30kHz时，增长达4倍)，总能耗亦增加了，但不超过10%。

3)用比较合适频率为低的频率时，能得到较快的加热，但电效率及功率因数下降，感应器所需功率大大增加，而感应器损耗可达到一个不能接受的数值。

4) 当频率大大低于较合适频率时（如为1000Hz)，加热过程变为较低效率，而操作条件对参数的变化显得特别敏感。

5)感应器端电压在上述较合适频率左右很大范围内基本上是相同的，说明在改变频率时，变压比基本上可以不变。

4.根据生产检验积累结果，绘制功率密度与加热时间曲线

5.同一感应器在不同频率与功率密度下的淬火结果

电流频率2.5kHz比lkHz为好。功率500 -450 kW 比小功率100 或200kW 为好。功率大时，其淬硬区域比小功率为宽。

6.钢加热到淬火温度的能耗

硬化层加热到淬火温度所需能耗，从理论上纯能量转换来讲，其能耗数值是较小的，但由于电源系统的损耗，变压器、感应器的损耗，工件向心部传热、辐射等，能耗值就增加很多。

国内某厂在生产中得出：钢感应透热到锻造温度的能耗值为315kW.h/t。近国内在钢坯透热的能耗指标已小于此值，更加节能。