本文關(guān)鍵詞：電感應(yīng)加熱線圈優(yōu)化設(shè)計(jì)及變頻電源控制研究

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【摘要】：感應(yīng)加熱技術(shù)近年來在國內(nèi)外有很大的發(fā)展,國內(nèi)產(chǎn)品替代進(jìn)口的比例正日益提高,特別是在鋼鐵與其相關(guān)行業(yè)。感應(yīng)加熱系統(tǒng)的基本組成包括電感應(yīng)加熱線圈、交流電源和工件。根據(jù)加熱對(duì)象的不同,可以把線圈制作成不同的形狀。線圈和電源相連,電源為線圈提供交變電流,流過線圈的交變電流產(chǎn)生一個(gè)通過工件的交變磁場(chǎng),該磁場(chǎng)使工件產(chǎn)生渦流來加熱。由此可見,電感應(yīng)加熱線圈是決定熱處理質(zhì)量與感應(yīng)加熱設(shè)備效率的關(guān)鍵因素之一。本文著重闡述了感應(yīng)加熱熱處理用電感應(yīng)加熱線圈的設(shè)計(jì)原理、優(yōu)化方式、渦流效應(yīng)和電磁場(chǎng)屏蔽的磁通控制理論以及其在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用。本文以寶鋼集體特鋼公司長材事業(yè)部線材分廠—中頻電感應(yīng)加熱線圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目為研究背景,針對(duì)電感應(yīng)加熱線圈在現(xiàn)場(chǎng)使用中出現(xiàn)的問題及設(shè)計(jì)上的缺陷,本文重點(diǎn)將對(duì)線圈的水路、磁場(chǎng)屏蔽、耐熱性、絕緣性和對(duì)水路的流量、溫度監(jiān)測(cè)這些方面進(jìn)行一些設(shè)計(jì)和改進(jìn),從而解決使用中頻繁出現(xiàn)的電拉弧現(xiàn)象、漏水問題、過熱問題,從而提高線圈工作的可靠性。本文主要完成了以下工作:1.論文針對(duì)電感應(yīng)加熱線圈在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的電拉弧現(xiàn)象、漏水問題、過熱問題,以中頻感應(yīng)加熱技術(shù)理論為指導(dǎo),參考電感應(yīng)加熱線圈的設(shè)計(jì)參數(shù),主要對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn);增強(qiáng)了電感應(yīng)加熱線圈的絕緣性;采取熱輻射防護(hù)技術(shù)并在電感應(yīng)加熱線圈外部添加隔熱防護(hù)層,;增設(shè)線圈冷卻水溫度檢測(cè)元件至接口;在線圈的回水處安裝流量檢測(cè)元件。從而徹底解決故障問題,保證了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用。2.論文針對(duì)感應(yīng)加熱的原理進(jìn)行了分析。并在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了感應(yīng)加熱系統(tǒng)的控制方式。以此作為理論基礎(chǔ),提高了電感應(yīng)加熱線圈的承載和加熱能力,不但徹底解決了現(xiàn)場(chǎng)電感應(yīng)加熱線圈電拉弧現(xiàn)象、漏水問題、過熱問題,而且提升了電感應(yīng)加熱線圈的工作效率。這恰好是我們這實(shí)際使用中所需要的。3.論文研究了感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。分析了渦流效應(yīng)與交流電頻率之間的關(guān)系,給出了感應(yīng)加熱方式與諧振的關(guān)系,研究了感應(yīng)加熱系統(tǒng)變頻電源控制裝置。事實(shí)上在功率器件的大容量化和高頻化等性能上不斷完善的情況下,電感應(yīng)加熱線圈的硬件水平也會(huì)得到極大的提高,其性能也會(huì)得到改善。而之將是今后的研究和發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)加熱技術(shù) 感應(yīng)加熱控制系統(tǒng) 渦流效應(yīng) 電感應(yīng)加熱線圈 變頻電源控制裝置
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM924.01
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 感應(yīng)加熱技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展過程12-13
• 1.2.2 電磁感應(yīng)式加熱的分類與區(qū)別13-14
• 1.2.3 感應(yīng)加熱設(shè)備的選擇14-15
• 1.3 感應(yīng)加熱技術(shù)的概述15-16
• 1.3.1 感應(yīng)加熱的原理15
• 1.3.2 感應(yīng)加熱的主要特征15-16
• 1.4 電感應(yīng)加熱線圈的工作原理16-19
• 1.4.1 電感應(yīng)加熱線圈的構(gòu)成16
• 1.4.2 電感應(yīng)加熱線圈的加熱原理16
• 1.4.3 電感應(yīng)加熱線圈在加熱中利用的三個(gè)效應(yīng)16-19
• 1.5 本文的主要工作及意義19-21
• 第2章 電感應(yīng)加熱線圈的缺陷分析21-35
• 2.1 中頻電源裝置控制結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 電感應(yīng)加熱線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求22-24
• 2.2.1 電感應(yīng)加熱線圈的現(xiàn)場(chǎng)配置要求22-23
• 2.2.2 電感應(yīng)加熱線圈的材料構(gòu)成23-24
• 2.2.3 電感應(yīng)加熱線圈冷卻水技術(shù)參數(shù)24
• 2.3 電感應(yīng)加熱線圈的應(yīng)用故障分析24-27
• 2.4 電感應(yīng)加熱線圈存在的設(shè)計(jì)缺陷27-28
• 2.5 電感應(yīng)加熱線圈改進(jìn)措施研究28-32
• 2.5.1 電感應(yīng)加熱線圈的冷卻回路的研究29
• 2.5.2 電感應(yīng)加熱線圈連接方式的分析29-30
• 2.5.3 底部隔磁板作用的研究30
• 2.5.4 電感應(yīng)加熱線圈的隔熱防護(hù)措施分析30
• 2.5.5 端口的隔熱處理措施分析30-31
• 2.5.6 電感應(yīng)加熱線圈絕緣性能的研究31
• 2.5.7 電感應(yīng)加熱線圈溫度檢測(cè)與流量檢測(cè)分析31-32
• 2.6 感應(yīng)加熱線圈優(yōu)化措施的提出32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-35
• 第3章 基于反向磁場(chǎng)電感應(yīng)加熱線圈的優(yōu)化設(shè)計(jì)及缺陷改進(jìn)方法研究35-55
• 3.1 冷卻回路的分析和改進(jìn)35-41
• 3.1.1 感應(yīng)加熱設(shè)備冷卻參數(shù)的計(jì)算36-37
• 3.1.2 電感應(yīng)加熱線圈集水和回水結(jié)構(gòu)的改進(jìn)37-39
• 3.1.3 側(cè)面銅板冷卻結(jié)構(gòu)的改進(jìn)39-40
• 3.1.4 冷卻結(jié)構(gòu)改進(jìn)后效果的研究40-41
• 3.2 增加隔熱防護(hù)層的必要性41-42
• 3.2.1 隔熱層厚度和導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)線圈工況溫度的影響41
• 3.2.2 隔熱層對(duì)線圈本身的防護(hù)41-42
• 3.3 基于反向磁場(chǎng)電感應(yīng)加熱線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-44
• 3.3.1 電感應(yīng)加熱線圈本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.2 底座固定槽鋼回路兩段式隔離設(shè)計(jì)43-44
• 3.3.3 隔磁板分段冷卻隔離渦流處理方法研究44
• 3.4 電感應(yīng)加熱線圈絕緣性能的分析和改進(jìn)44-45
• 3.5 對(duì)電感應(yīng)加熱線圈構(gòu)造的分析和改進(jìn)45-47
• 3.5.1 熱輻射對(duì)隔磁板影響的分析和改進(jìn)46
• 3.5.2 新增吊環(huán)的安全性能分析46
• 3.5.3 增加電感應(yīng)加熱線圈固定拉桿支撐效果分析46-47
• 3.5.4 電感應(yīng)加熱線圈圈體構(gòu)造的改進(jìn)47
• 3.6 電感應(yīng)加熱線圈參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建47-48
• 3.7 電感應(yīng)加熱線圈的點(diǎn)檢和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建48-53
• 3.8 本章小結(jié)53-55
• 第4章 感應(yīng)加熱系統(tǒng)原理與裝置的研究55-73
• 4.1 感應(yīng)加熱原理的研究和分析55-65
• 4.1.1 感應(yīng)加熱中交變磁場(chǎng)的實(shí)現(xiàn)55
• 4.1.2 渦流效應(yīng)與交流電頻率之間的關(guān)系55-56
• 4.1.3 感應(yīng)加熱原理與諧振的關(guān)系56-59
• 4.1.4 感應(yīng)加熱電源的分類59
• 4.1.5 感應(yīng)加熱對(duì)電源的要求和系統(tǒng)的維護(hù)59-65
• 4.2 感應(yīng)加熱系統(tǒng)變頻電源控制裝置的研究65-70
• 4.2.1 基于三相全控橋整流設(shè)計(jì)方法的研究65-67
• 4.2.2 基于LC諧振電路的隔離措施67-68
• 4.2.3 變頻換流技術(shù)的研究68-70
• 4.2.4 負(fù)載特性分析70
• 4.3 本章小結(jié)70-73
• 第5章 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79

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