【摘要】：電磁感應加熱因其環(huán)保、高效、易控等優(yōu)勢已廣泛應用在各行各業(yè)，尤其是板式感應加熱廚具已經落戶千家萬戶。但是，工業(yè)、商業(yè)中板式電磁感應加熱技術大多應用在一些粗獷的恒溫恒功率加熱裝置當中而且存在溫度的死區(qū)以及線圈受熱電感量易變性的問題。因此研究板式感應加熱溫度的均衡性以及提高其高可靠性鎖相頻率跟蹤控制技術具有重大的意義。 本文將板式電磁感應加熱系統(tǒng)分為電磁驅動電源模塊和磁熱耦合兩部分來研究。首先，分析了電磁場基礎理論、感應加熱技術、電磁場的測量技術。Saber軟件仿真了驅動電源的主參數結構電路。對于雙PWM以及隔離驅動電路進行了可靠性的分析，且為了最大功率的輸出對于感應線圈受熱電感量易變的特性結構進行了鎖相頻率跟蹤控制策略技術的研究。制作了3.5kW的樣機，測試了主逆變電路以及頻率跟蹤信號，為磁熱耦合的研究提供了高可靠的電磁驅動技術。 其次，磁熱耦合部分的研究本文重點分析了影響磁熱耦合的參數包括線圈的拓撲結構、線圈的線徑以及感應工件的高度、驅動頻率、電感量、板式導體等。同時，對于不同的線圈的拓撲結構進行了相應的渦流場、溫度場理論分析，且采用紅外熱成像技術對感應線圈映射理論進行了實踐性的驗證；提出已被廣泛應用的餅狀線圈的板式感應加熱裝置的溫度非均衡性的事實，并采取靜態(tài)法磁耦合測量技術繪制出餅狀線圈感應磁場的分布情況，證明其溫度的非均衡性。 最后，提出解決板式感應加熱溫度均衡性的方法，并實際測量相應的感應線圈拓撲結構的磁場均衡性分布的事實。這就為平板式電磁感應加熱領域提供實際的參考價值。這也為平板式電磁感應加熱裝置首次應用在SMD行業(yè)領域提供基本的理論分析和參考的意義。
【圖文】：

圖 2-1 板式加熱實驗裝置Fig.2-1 Panel heating experiment device規(guī)定垂直于板面向上為Z 軸方向，當高頻電流經過線圈時，，其周圍產生磁通鏈，因線圈拓撲結構的不同將在板面上產生不同的磁場強度H 和磁感應強度B ，其關系如(2-5)所示：B H(2-5)其中 為板式工件的磁導率，其值由兩部分組成即：0 r (2-6)其中r 為板式工件的相對磁導率；0 為大氣磁導率；由此看出，當r 為 1 時，線圈上方的感應強度最大。磁通量 在板式工件變化時，產生的感應電動勢e由下式決定：e d dt(2-7)式(2-7)符號說明線圈的電流方向和感應渦流方向相反。線圈內交變電流在板式工件中磁場的變化規(guī)律依然趨向于正弦規(guī)律：

因此，板式工件中主要的熱源源于渦流，其次是磁滯效應引起主要感應加熱方式為渦流，在單位時間t內釋放的熱量Q關系式如下QIRt(J)f (為感應電動勢與工件電阻的比值， R 為工件電阻。逆變拓撲結構特性比較動模塊主要由逆變電路構成，一般負載槽路由兩種形式：電流型和中電流型即并聯(lián)負載如圖 2-2 中圖(a)所示，電壓型為串聯(lián)型負載如(b)所示。電流型并聯(lián)結構主要有線圈等效電阻 R 、電感線圈 L 串聯(lián) 并聯(lián)。其中電容為諧振電容。而電壓型串聯(lián)相對來說比較簡單，主感L和等效電阻R 以及電容串聯(lián)構成。了更好的提高對板式感應加熱電源的磁熱耦合質量指標[30]，對逆變行了比較。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM924.01

【參考文獻】

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本文編號：2531048