大型工件感應加熱關鍵技術研究.pdf

1、感應加熱是利用電磁感應的方法使被加熱工件內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，依靠這些渦流的能量達到加熱目的。隨著感應加熱理論和技術的不斷發(fā)展，感應加熱已經(jīng)應用工業(yè)各個領域。然而基于試驗的傳統(tǒng)設計方法卻耗時費力，并且成本高。因此，感應加熱數(shù)值模擬計算具有重要意義。目前，很多研究人員開始對感應加熱數(shù)值模擬方法進行研究，并已取得了一定的成果。本文根據(jù)PWM控制技術設計感應加熱電源，采用溫度和功率的閉環(huán)控制進行功率調(diào)節(jié)；并研究建立有限差分計算模型，實現(xiàn)對45＃鋼大

2、型圓柱體工件的感應加熱過程溫度計算。
　　全文內(nèi)容分為4章：
　　第1章，簡述了本文選題背景和意義。分析了國內(nèi)外學者在感應加熱電源部分和數(shù)值模擬方面所做的研究工作，最后給出了本文主要研究內(nèi)容。
　　第2章，介紹了感應加熱電源主電路結(jié)構。詳細分析了逆變器的結(jié)構和工作狀態(tài)，最終選擇電壓型逆變器進行電源部分主電路設計。敘述了感應加熱電源功率調(diào)節(jié)的幾種方法，采用PWM波控制方法進行電源控制系統(tǒng)設計。最后，分析了感應加熱系統(tǒng)中的

3、溫度控制過程，采用數(shù)字PI控制算法實現(xiàn)了電源的輸出功率與溫度的閉環(huán)控制，并給出了閉環(huán)控制規(guī)則。
　　第3章，根據(jù)傳熱學的基本理論推導了感應加熱數(shù)值模擬通用計算模型，并采用控制容積法和有限差分法建立了一維有限差分模型和二維有限差分模型。隨后進行了感應加熱相關理論分析和邊界情況分析。最后，總結(jié)本文所研究的感應加熱系統(tǒng)的所有有限差分模型。
　　第4章，搭建以45＃鋼為材料的大型圓柱體工件的感應加熱實驗系統(tǒng)。給出了感應加熱有限差分模