發(fā)布時間：2020-04-07 06:32

【摘要】：在現(xiàn)代工業(yè)中工件表面的加工鍛造、金屬焊接及熔煉都需要很高的熱量,普通的加熱方法效率低、耗能大、對環(huán)境還造成了污染,所以在加熱電源當(dāng)中無污染比較可靠的就是感應(yīng)加熱電源,在工業(yè)中對于感應(yīng)加熱的應(yīng)用最廣泛的就是零件表面淬火,它使零件加工大大簡化,并且使成本降低。經(jīng)過感應(yīng)加熱的零件表面會獲得較高的硬度,內(nèi)部仍能保留韌性,因此這種加熱方法既能增加零件的工作壽命也能提高機器的使用性能,市場上有各種各樣的感應(yīng)加熱電源電路,用于國內(nèi)工業(yè)的感應(yīng)電源其功率范圍從幾百瓦到幾兆瓦不等,感應(yīng)加熱電源的市場也在快速的增長,因此這類工業(yè)應(yīng)用所需要的電源級別也在增加。本文提出了一種新型的高功率、高效率的感應(yīng)加熱電源,該電源具有功率因數(shù)高的優(yōu)點,不受負(fù)載變化的影響,且輸入電流低。在設(shè)計之前先通過仿真比較了二極管整流器+斬波器+IGBT逆變器、可控硅整流器+斬波器+IGBT逆變器、IGBT整流器+IGBT逆變器三種組合在相同情況下的輸出值,最終選擇了二極管整流器+斬波器+IGBT逆變器組成的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文主要側(cè)重硬件,主要包括以下幾個方面:第一,高頻感應(yīng)加熱電源外圍硬件電路的設(shè)計,通過常規(guī)的經(jīng)驗公式對硬件參數(shù)進行計算,然后對濾波、整流、逆變、負(fù)載電路的硬件進行選擇。第二,硬件電路的搭建和軟件調(diào)試,對選好的硬件電路進行組合,將所有的檢測值都輸入到STM32F103芯片當(dāng)中,通過對輸入?yún)?shù)的修改,使每個子硬件模塊能夠達(dá)到輸出要求并能夠得到輸出結(jié)果。第三,試驗觀測與矯正,校驗仿真波形與實際電路波形的差距,通過調(diào)整算法改變參數(shù)使實際電路輸出值更加完美更加優(yōu)化。本文研究的感應(yīng)加熱電源主要應(yīng)用于鐵絲類制品外表面鍍金屬保護層,由于工藝的要求,鐵絲類制品需要先通過高溫水域去除氧化膜,然后經(jīng)過一系列清洗打磨流程后,外鍍金屬保護細(xì)小顆粒,接下來再通過上千度的高溫加熱,使金屬顆粒均勻的熔化,涂在鐵絲制品的表面。本文重點研究并解決了功率因數(shù)、紋波特性、諧波失真、無源元件容量、硬件選擇等技術(shù)難題,通過simulink仿真,驗證了本課題理論的正確性,以理論研究為基礎(chǔ),搭建了約為197kHz的高頻感應(yīng)加熱電源,成功的對鐵絲進行了表面清洗、淬火、鍍層等工作。
【圖文】：

圖 1-1 感應(yīng)加熱原理，利用電磁感應(yīng)加熱直接加熱金屬使電能轉(zhuǎn)化為熱能，大用于加熱的物體而不使用傳熱介質(zhì)，可以迅速加熱[7]。因發(fā)展，金屬鍛造、熔煉、表面硬化、退火等主要領(lǐng)域得到了涂膜機主要用于鐵絲、金屬鋼管等棒狀物件外表面鍍無污置(以鐵絲鍍鎳鋅層為例)主要流程為：未作處理的鐵絲盤高溫水域，對鐵絲表面的雜質(zhì)進行清洗，隨后經(jīng)過鍍層裝，接下來進入高頻加熱裝置對鍍鎳鋅層的鐵絲進行高溫處熱流程、整體結(jié)構(gòu)如圖 1-2 到 1-4 所示。

圖 1-1 感應(yīng)加熱原理圖 1-1 所示，利用電磁感應(yīng)加熱直接加熱金屬使電能轉(zhuǎn)化為熱能，，大量的能量可間內(nèi)直接應(yīng)用于加熱的物體而不使用傳熱介質(zhì)，可以迅速加熱[7]。因此，隨著鋼機械工業(yè)的發(fā)展，金屬鍛造、熔煉、表面硬化、退火等主要領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用題的來源論文研究的涂膜機主要用于鐵絲、金屬鋼管等棒狀物件外表面鍍無污染防腐蝕耐層用，本裝置(以鐵絲鍍鎳鋅層為例)主要流程為：未作處理的鐵絲盤通過電機的鐵絲先通過高溫水域，對鐵絲表面的雜質(zhì)進行清洗，隨后經(jīng)過鍍層裝置迅速對鐵一層鎳鋅膜，接下來進入高頻加熱裝置對鍍鎳鋅層的鐵絲進行高溫處理。感應(yīng)加實物圖、加熱流程、整體結(jié)構(gòu)如圖 1-2 到 1-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TG307;TM924.01

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3 本報記者 陳e

本文編號：2617568