本文關鍵詞：電感應加熱線圈優(yōu)化設計及變頻電源控制研究

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【摘要】：感應加熱技術近年來在國內(nèi)外有很大的發(fā)展,國內(nèi)產(chǎn)品替代進口的比例正日益提高,特別是在鋼鐵與其相關行業(yè)。感應加熱系統(tǒng)的基本組成包括電感應加熱線圈、交流電源和工件。根據(jù)加熱對象的不同,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)生一個通過工件的交變磁場,該磁場使工件產(chǎn)生渦流來加熱。由此可見,電感應加熱線圈是決定熱處理質量與感應加熱設備效率的關鍵因素之一。本文著重闡述了感應加熱熱處理用電感應加熱線圈的設計原理、優(yōu)化方式、渦流效應和電磁場屏蔽的磁通控制理論以及其在現(xiàn)場的實際應用。本文以寶鋼集體特鋼公司長材事業(yè)部線材分廠—中頻電感應加熱線圈結構優(yōu)化設計方案項目為研究背景,針對電感應加熱線圈在現(xiàn)場使用中出現(xiàn)的問題及設計上的缺陷,本文重點將對線圈的水路、磁場屏蔽、耐熱性、絕緣性和對水路的流量、溫度監(jiān)測這些方面進行一些設計和改進,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.論文針對電感應加熱線圈在現(xiàn)場出現(xiàn)的電拉弧現(xiàn)象、漏水問題、過熱問題,以中頻感應加熱技術理論為指導,參考電感應加熱線圈的設計參數(shù),主要對冷卻系統(tǒng)進行了改進;增強了電感應加熱線圈的絕緣性;采取熱輻射防護技術并在電感應加熱線圈外部添加隔熱防護層,;增設線圈冷卻水溫度檢測元件至接口;在線圈的回水處安裝流量檢測元件。從而徹底解決故障問題,保證了現(xiàn)場的實際使用。2.論文針對感應加熱的原理進行了分析。并在此基礎上,重點研究了感應加熱系統(tǒng)的控制方式。以此作為理論基礎,提高了電感應加熱線圈的承載和加熱能力,不但徹底解決了現(xiàn)場電感應加熱線圈電拉弧現(xiàn)象、漏水問題、過熱問題,而且提升了電感應加熱線圈的工作效率。這恰好是我們這實際使用中所需要的。3.論文研究了感應加熱技術的發(fā)展趨勢。分析了渦流效應與交流電頻率之間的關系,給出了感應加熱方式與諧振的關系,研究了感應加熱系統(tǒng)變頻電源控制裝置。事實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,電感應加熱線圈的硬件水平也會得到極大的提高,其性能也會得到改善。而之將是今后的研究和發(fā)展方向。
【關鍵詞】：感應加熱技術 感應加熱控制系統(tǒng) 渦流效應 電感應加熱線圈 變頻電源控制裝置
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 感應加熱技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 感應加熱技術的發(fā)展過程12-13
• 1.2.2 電磁感應式加熱的分類與區(qū)別13-14
• 1.2.3 感應加熱設備的選擇14-15
• 1.3 感應加熱技術的概述15-16
• 1.3.1 感應加熱的原理15
• 1.3.2 感應加熱的主要特征15-16
• 1.4 電感應加熱線圈的工作原理16-19
• 1.4.1 電感應加熱線圈的構成16
• 1.4.2 電感應加熱線圈的加熱原理16
• 1.4.3 電感應加熱線圈在加熱中利用的三個效應16-19
• 1.5 本文的主要工作及意義19-21
• 第2章 電感應加熱線圈的缺陷分析21-35
• 2.1 中頻電源裝置控制結構21-22
• 2.2 電感應加熱線圈的結構設計要求22-24
• 2.2.1 電感應加熱線圈的現(xiàn)場配置要求22-23
• 2.2.2 電感應加熱線圈的材料構成23-24
• 2.2.3 電感應加熱線圈冷卻水技術參數(shù)24
• 2.3 電感應加熱線圈的應用故障分析24-27
• 2.4 電感應加熱線圈存在的設計缺陷27-28
• 2.5 電感應加熱線圈改進措施研究28-32
• 2.5.1 電感應加熱線圈的冷卻回路的研究29
• 2.5.2 電感應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 電感應加熱線圈的隔熱防護措施分析30
• 2.5.5 端口的隔熱處理措施分析30-31
• 2.5.6 電感應加熱線圈絕緣性能的研究31
• 2.5.7 電感應加熱線圈溫度檢測與流量檢測分析31-32
• 2.6 感應加熱線圈優(yōu)化措施的提出32-33
• 2.7 本章小結33-35
• 第3章 基于反向磁場電感應加熱線圈的優(yōu)化設計及缺陷改進方法研究35-55
• 3.1 冷卻回路的分析和改進35-41
• 3.1.1 感應加熱設備冷卻參數(shù)的計算36-37
• 3.1.2 電感應加熱線圈集水和回水結構的改進37-39
• 3.1.3 側面銅板冷卻結構的改進39-40
• 3.1.4 冷卻結構改進后效果的研究40-41
• 3.2 增加隔熱防護層的必要性41-42
• 3.2.1 隔熱層厚度和導熱系數(shù)對線圈工況溫度的影響41
• 3.2.2 隔熱層對線圈本身的防護41-42
• 3.3 基于反向磁場電感應加熱線圈的結構設計42-44
• 3.3.1 電感應加熱線圈本體的結構設計42-43
• 3.3.2 底座固定槽鋼回路兩段式隔離設計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 電感應加熱線圈絕緣性能的分析和改進44-45
• 3.5 對電感應加熱線圈構造的分析和改進45-47
• 3.5.1 熱輻射對隔磁板影響的分析和改進46
• 3.5.2 新增吊環(huán)的安全性能分析46
• 3.5.3 增加電感應加熱線圈固定拉桿支撐效果分析46-47
• 3.5.4 電感應加熱線圈圈體構造的改進47
• 3.6 電感應加熱線圈參數(shù)標準構建47-48
• 3.7 電感應加熱線圈的點檢和維護標準構建48-53
• 3.8 本章小結53-55
• 第4章 感應加熱系統(tǒng)原理與裝置的研究55-73
• 4.1 感應加熱原理的研究和分析55-65
• 4.1.1 感應加熱中交變磁場的實現(xiàn)55
• 4.1.2 渦流效應與交流電頻率之間的關系55-56
• 4.1.3 感應加熱原理與諧振的關系56-59
• 4.1.4 感應加熱電源的分類59
• 4.1.5 感應加熱對電源的要求和系統(tǒng)的維護59-65
• 4.2 感應加熱系統(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計方法的研究65-67
• 4.2.2 基于LC諧振電路的隔離措施67-68
• 4.2.3 變頻換流技術的研究68-70
• 4.2.4 負載特性分析70
• 4.3 本章小結70-73
• 第5章 結論與展望73-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79

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