电介质高频加热方法的物理基础（电介质干燥）
在工业技术过程中，通常需要加热属于电介质和半导体组的材料。此类材料的典型代表是各类橡胶、木材、织物、塑料、纸张等。
对于此类材料的电加热，使用的装置利用电介质和半导体在暴露于交变电场时的吸附能力。
发生加热是因为在这种情况下，电场的部分能量无法挽回地损失，变成热量（电介质加热）。
从物理的角度来看，这种现象可以用位移能量的消耗来解释 电荷 在原子和分子中，这是由交变电场的作用引起的。
由于同时加热产品的整个体积 介电加热 特别推荐用于需要均匀温和干燥的应用。该解决方案最适合干燥食品、工业和医疗行业中的热敏产品，以保持其所有特性。
重要的是要注意，即使在电极和材料之间没有直接电接触的情况下，电场也会对电介质或半导体产生影响。只需要材料处于作用于电极之间的电场区域即可。
1930 年代提出使用高频电场加热电介质。例如，美国专利 2,147,689（于 1937 年提交给贝尔电话实验室）指出：“本发明涉及一种电介质加热装置，本发明的目的是均匀且基本同时地加热此类材料。”
图中显示了用于使用两个扁平电极形式的电介质进行加热的设备的最简单示意图，其中施加了交流电压，加热材料放置在电极之间。
电介质加热电路
显示的图表是 电容器，其中加热的材料充当板之间的绝缘体。
确定有功功率元件材料吸收的能量，并按以下比率计算得出：
P = USe·I 因为phi = USe2·w C tg delta,
式中 UTo——电容器极板上的电压； C为电容器的电容量； tg delta——介电损耗角。
注入增量（介电损耗角）互补角 fi 高达 90°（fi 是有功和无功功率组件之间的位移角）并且由于在所有介电加热设备中该角度接近 90°，我们可以假设余弦phi 大约等于 tangent delta。
对于理想的无损电容，角度fi=90°，即电流矢量和电压矢量相互垂直，电路有纯 无功功率.
非零介电损耗角的存在对于传统电容器来说是不受欢迎的现象，因为它会导致能量损失。
在电介质加热装置中，正是这些损耗代表了有用的效果。损耗角 delta = 0 的此类装置的运行是不可能的。
对于扁平平行电极（扁平电容器），电极间材料单位体积的功率可由下式计算
Py = 0.555·e daTgdelta,
其中 f 是频率，MHz； Ru——比吸收功率，W/cm3，e——电场强度，kv/cm； da = e / do 是材料的相对介电常数。
这是Y的比较表明，介电加热的效率由以下因素决定：
正如公式的分析所示，装置的效率随着电场强度和频率的增加而增加。实际上，这仅在一定限度内是可能的。
在高于 4-5 MHz 的频率下，高频发生器转换器的电效率急剧下降，因此使用更高的频率在经济上是无利可图的。
电场强度的最高值由每种特定类型的加工材料的所谓击穿场强决定。
当达到击穿场的强度时，要么局部破坏材料的完整性，要么在电极和材料表面之间出现电弧。在这方面，工作场的强度必须始终小于击穿的强度。
材料的电性能不仅取决于其物理性质，还取决于表征其状态的可变参数——温度、湿度、压力等。
这些参数在工艺过程中会发生变化，在计算介电加热设备时必须考虑到这些参数。只有正确考虑所有这些因素的相互作用和变化，才能确保在工业上经济和技术上有利地使用介电加热装置。
高频胶水机是一种使用介电加热的设备，例如，可以加快木材的粘合速度。该设备本身几乎就是一台普通的胶水印刷机。然而，它也有特殊的电极，用于在要粘合的部分产生高频电场。该场迅速（在几十秒内）提高了产品的温度，通常高达 50 — 70 ° C。这显着加速了胶水的干燥。
与高频加热不同，微波加热是频率在100MHz以上的介电加热，电磁波可以从一个小的发射器发出，通过空间指向物体。
现代微波炉使用频率比高频加热器高得多的电磁波。典型的家用微波炉在 2.45 GHz 范围内运行，但也有 915 MHz 的微波炉。这意味着微波加热中使用的无线电波的波长为 0.1 厘米至 10 厘米。
微波炉中微波振荡的产生 带磁控管.
每个电介质加热装置都包含一个变频器发电机和一个电热装置——一个带有特殊形状板的电容器。因为电介质加热需要很高的频率（从几百千赫兹到兆赫兹单位）。
高频电流加热介电材料技术最重要的任务是保证整个加工过程中的必要模式，由于材料的电性能在加热、干燥或由于材料状态的其他变化。其结果是违反了过程的热状态并且改变了灯发生器的操作模式。
这两个因素都起着重要作用。因此，在开发高频电流加热介电材料的技术时，必须仔细研究加工材料的特性，并分析这些特性在整个工艺周期中的变化。
材料的介电常数取决于其物理特性、温度、湿度和电场参数。介电常数通常会随着材料干燥而降低，在某些情况下会变化数十倍。
对于大多数材料，介电常数的频率依赖性不太明显，仅在某些情况下才应考虑在内。例如，对于皮肤，这种依赖性在低频区域很明显，但随着频率的增加，它变得微不足道。
如前所述，材料的介电常数取决于始终伴随干燥和加热过程的温度变化。
介电损耗角的正切在加工过程中也不会保持恒定，这对工艺流程有重大影响，因为 delta 正切表征了材料吸收交变电场能量的能力。
在很大程度上，介电损耗角的正切取决于材料的含水量。对于某些材料，到加工过程结束时，正切增量从其初始值变化数百倍。因此，例如，对于纱线，当湿度从 70% 变为 8% 时，吸收角的正切减小 200 倍。
该材料的一个重要特性是 击穿电场应力 本材料允许。
电场击穿强度的增加限制了电容器极板上电压升高的可能性，从而决定了可装机功率的上限。
材料温度和湿度的增加以及电场的频率会导致击穿场强度的降低。
为了即使在干燥过程中物料的电气参数发生变化也能确保预定的技术模式，有必要调整发电机的运行模式。通过正确改变发电机的运行模式，可以在整个运行周期内实现最佳条件并实现装置的高效率。
工作冷凝器的设计取决于加热部件的形状和尺寸、加热材料的特性、工艺过程的性质以及最终的生产类型。
在最简单的情况下，它由两个或多个相互平行的平板组成。板可以是水平的和垂直的。扁平电极用于干燥锯材、枕木、纱线、胶合板的装置。
加热材料的均匀性取决于电场在被处理物体的整个体积内分布的均匀性。
材料结构的不均匀性、电极和零件外表面之间可变的气隙、电极附近导电物质（支架、支撑等）的存在导致电分布不均匀场地。
因此，在实践中，使用了各种各样的工作电容器设计选项，每一种都是为特定的工艺流程设计的。
在高频电场中用电介质加热的装置具有相对低的效率，并且这些装置中包括的设备成本相当高。因此，只有在对不同加热方式的经济和技术指标进行深入研究和比较后，才能证明使用这种方法是合理的。
所有高频电介质加热系统都需要变频器。这种转换器的总效率被定义为提供给电容器板的功率与从电网接收的功率之比。
有用作用系数的值在 0.4 - 0.8 的范围内。效率的大小取决于变频器上的负载。通常，转换器在正常负载时达到最高效率。
电热装置的技术经济指标在很大程度上取决于电热装置的设计。正确选择后者的设计可确保高效率和机器时间因素。
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