為了順應國家建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會發(fā)展的方向，大力實施綠色發(fā)展戰(zhàn)略，緊緊抓住節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品成為市場熱點的機遇，注塑機加熱器)‘商也加快傳統(tǒng)技術(shù)改造、升級換代的步伐，并不斷采用節(jié)能降耗新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新材料，以滿足各類生產(chǎn))‘家的不同需求。本文主要論述了目前注塑機常用電熱圈的結(jié)構(gòu)及工作原理，并將它們之間的性能與特點進行比較，提出了個人的見解，供有關(guān)人士參考。

1注塑機常用電熱圈的工作原理與結(jié)構(gòu)

1 .1電阻式電熱圈

目前市場上的大部分注塑機仍然采用電阻式電熱圈，電阻式電熱圈是基于電流熱效應來產(chǎn)生熱量，即當電流通過導體時，導體的電阻對電流有阻礙作用，而電流要克服導體的阻力要做功，也就將電能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過傳導的方式進行傳遞，故需將加熱圈的內(nèi)壁與料筒的外壁可靠接觸才能將熱能傳遞到料筒上，而加熱圈外壁的熱量大部分散失到空氣中，造成熱效率下降，環(huán)境溫度上升。

1.2電磁感應加熱圈

電磁感應加熱圈是利用磁場感應渦流加熱原理進行工作。將輸入工頻50 Hz/220 V交流電通過整流電路變成315 V的直流電，再通過控制電路轉(zhuǎn)換成頻率為20-35 kHz的高頻電流，高頻電流通過線圈時會產(chǎn)生高速變化的磁場，當磁場內(nèi)的磁力線通過金屬時，會在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使金屬本身自行高速發(fā)熱。用于注塑機料筒加熱的電磁感應裝置通常山隔熱保溫材料、電磁線圈、護罩、控制器等組。

1.3納米紅外電熱圈

當納米紅外電熱圈通上交流電后，其自身已變成遠紅外輻射熱源，其表面溫度會逐漸升高，導致溫度梯度增大，使被加熱物體的熱傳導強度增強，吸熱能力大大提高。通過遠紅外涂層將輻射熱能轉(zhuǎn)換成遠紅外熱能，增強了被加熱物體的熱能吸收速度。高效納米電熱層的表面黑度高，故能吸收大量的輻射熱能，又因其發(fā)射率高，故能將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成被加熱物體易吸收的遠紅外熱能，熱轉(zhuǎn)化率高。

納米紅外電熱圈一般山遠紅外涂層、鋁合金導熱層、納米電熱層、隔熱層、外殼、防輻射涂層等部分組成不。

2 各種電熱圈的性能

以上介紹了在注塑機上廣泛運用的電熱圈結(jié)構(gòu)與工作原理，下面從多角度對不同種類的電熱圈進行分析比較。

2.1節(jié)能

由于注塑機電加熱系統(tǒng)占整機能耗的15%-30%左右，如果能合理的選用不同種類的電熱圈，就能降低能耗，從而降低生產(chǎn)成本。電阻式電熱圈是電阻絲發(fā)熱，通過接觸傳導方式將熱量傳遞到料筒上，且只有電熱圈內(nèi)壁傳遞熱能，而其外壁的熱量大部分散失到空氣中，外表面的溫度一般在10%以上，存在比較大的熱能損失，節(jié)能效果不明顯。而電磁感應加熱圈本體并不發(fā)熱，且實際使用中會在料筒外部包裹一定厚度的保溫材料，電磁感應加熱圈的表面溫度在60攝氏度以下，料筒內(nèi)部的熱量只有微量輻射到空氣中，這樣熱能損失會大大降低，提高了熱效率，因此節(jié)能效果顯著。紅外電熱圈采用納米紅外電熱發(fā)生器，納米級電熱涂層的熱阻大、反射率高，安裝于料筒表面，可將散失的熱能轉(zhuǎn)換成遠紅外熱能以紅外輻射單向傳導至料筒表面，減少了熱能損失，節(jié)能效果明顯。

2.2安全性

電阻式加熱圈山于采用電阻絲為發(fā)熱元件，對人體健康無不良影響。而電磁感應加熱

圈是山高頻電流通過線圈產(chǎn)生高速變化的交變磁場，當磁場強度到達一定量時會對人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成危害。筆者曾以一臺鎖模力為90 t的注塑機為測試樣機，該機配置三段電磁感應加熱圈，每段額定功率為2.25 kW，根據(jù)EN62233- 2008電磁場的測量方法，使用電磁場分析儀ELT- 400逐段通電進行測試。

2.3熱慣性與溫控精度

注塑機的溫控精度對制品的質(zhì)量影響較大，特別是對溫度較敏感的塑料，要求溫度控制在士3 0C。電阻式加熱圈是電阻絲發(fā)熱，然后將熱量慢慢的從料筒外表面?zhèn)鲗е亮贤驳闹行模贤餐獗砻鏈囟扰c料筒的塑料溫度有較大的誤差，當溫度到達設(shè)定值后，雖然電阻絲已停比加熱，但因其熱慣性大，料筒表面仍然繼續(xù)向料筒內(nèi)部傳導熱量，造成溫控精度降低，溫度容易過沖1 0 0C以上。而電磁感應加熱圈是利用磁場感應渦流加熱原理，被加熱的料筒通過自身的電流發(fā)熱，熱量山料筒整體產(chǎn)生，加熱迅速，料筒的內(nèi)外溫度基本一致，溫度控制實時準確。但如果在產(chǎn)生高剪切熱的系統(tǒng)中使用，溫度容易過沖15 0C以上，故對溫度敏感的塑料是不適用的。紅外電熱圈采用納米紅外電熱發(fā)生器，電熱轉(zhuǎn)換率高，熱效率95%以上，加熱速度比電磁感應加熱圈慢，但因其本身熱慣性小，溫控精度較高，可明顯改善制品的品質(zhì)。

2.4對電網(wǎng)的影響

電阻式加熱圈與紅外電熱圈都屬于直熱型發(fā)熱圈，不產(chǎn)生諧波，對電網(wǎng)無不良影響。而電磁感應加熱圈山于采用了電子整流裝置與大功率的1GST，會產(chǎn)生高次諧波，對電網(wǎng)存在諧波污染，使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變，造成電網(wǎng)的功率損耗增加、設(shè)備壽命縮短和不安全運行。另外對周邊的精密儀器也會帶來不良影響，如測溫熱電偶、位移傳感器、注塑機控制器，則會出現(xiàn)溫度波動、位置跳動、控制器失控等現(xiàn)象。

2.5成本和經(jīng)濟效益

筆者以一臺鎖模力為90 t的注塑機為試驗機，該機共有四段電加熱圈，電熱總功率為7.38 kW，分別配置不同類型的加熱圈，連續(xù)工作24 h后。

2.6發(fā)熱功率及使用壽命

電阻式加熱圈山于電阻絲發(fā)熱，發(fā)熱功率較小，其加熱溫度可至300 0C左右，如需要更高的溫度時，則需將表面功率密度加大，這樣就會使電阻絲在高溫下快速老化而燒斷，所以電阻式加熱圈需要不定期的更換，使用壽命大約為6個月。電磁感應加熱圈特點就是只在被感應的金屬內(nèi)部才產(chǎn)生高溫，而加熱圈本體的溫度很低，自身的電損耗很小，所以即使發(fā)熱功率很大時也不會影響加熱圈的使用壽命，但山于注塑機的料筒都有多個加熱區(qū)，每個加熱區(qū)都分別配置加熱圈和電磁感應控制器，故料筒上纏繞著多個電磁線圈，當流過電磁線圈的電流發(fā)生變化時，變化的磁通量會使線圈產(chǎn)生感應電動勢，也就是自感電動勢，且相鄰的兩個電磁線圈之間也存在互感電動勢，自感電動勢與互感電動勢的存在，直接造成控制器的同步電路紊亂，電磁感應控制器經(jīng)常燒壞，使用壽命一般在1年左右。紅外電熱圈發(fā)熱功率與電阻式相同，但其使用壽命為2年左右。