电磁出钢系统中感应加热线圈工况温度分析

为了将电磁出钢系统应用于实际生产,提出一种能让该系统使用的感应加热线圈在高温水口砖内正常工作的隔热方法.利用数值模拟方法考察了300t电磁出钢系统用钢包水口座砖的热流密度以及有无隔热层条件下置入在水口座砖内的感应加热线圈的工况温度.结果表明,无隔热层条件下线圈在高温水口座砖内无法使用,而在线圈的顶部及内外两侧布置一层隔热材料可以有效地降低线圈的工况温度;隔热层的厚度和导热系数均影响线圈的工况温度,当隔热层厚度为40mm,导热系数为003W/(m·℃)时,线圈的最高工况温度由原来的1187℃降至467℃,满足线圈的工况温度要求.     

电磁出钢系统中感应加热线圈工况温度分析

为了将电磁出钢系统应用于实际生产,提出一种能让该系统使用的感应加热线圈在高温水口砖内正常工作的隔热方法.利用数值模拟方法考察了300 t电磁出钢系统用钢包水口座砖的热流密度以及有无隔热层条件下置入在水口座砖内的感应加热线圈的工况温度.结果表明,无隔热层条件下线圈在高温水口座砖内无法使用,而在线圈的顶部及内外两侧布置一层隔热材料可以有效地降低线圈的工况温度;隔热层的厚度和导热系数均影响线圈的工况温度,当隔热层厚度为40 mm,导热系数为0.03 W/(m·℃)时,线圈的最高工况温度由原来的1 187℃降至467℃,满足线圈的工况温度要求.     

电磁引流系统的出钢效果分析

利用ANSYS有限元分析软件模拟了在电磁引流系统中用铁粒和碳粉混合物替代传统引流砂时上水口处1,3 h及稳态(时间无限长)的温度场分布,发现Fe/C混合物的温度由上向下逐渐降低,形成一定的温度梯度.在此基础上,验证了Fe/C混合物中的铁粒在一定的工艺参数下可以短时间内熔化,从而实现钢包的顺利出钢.验证了钢包耐火材料在电磁引流过程中可以满足工艺要求.提取了钢包底板的温度场分布,校验了钢包底部钢板在感应加热作用下的安全性.     

电磁软接触中电磁场的影响因素

为了提高铸坯的表面质量和结晶器的寿命,国内外很多学者对电磁软接触连铸技术进行了研究,研究表明电磁软接触连铸技术能有效的控制钢液的初始凝固过程,改善钢液的初始凝固状态,从而在高拉速的条件下生产出无表面缺陷的铸坯,提高成品率,节约能源。综述了电磁软接触连铸过程中结晶器结构、电源频率、感应线圈位置等工艺参数对磁场大小和分布规律,以及电磁场对弯月面变形规律的影响。     

电压型感应加热电源静电感应负载匹配电路静特性分析

分析了电压型感应加热电源利用静电感应法实现负载匹配的三种拓扑电路的静态特性。在负载电阻的变换范围内,对感应线圈参数变换的灵敏度、各补偿元件承受的电量值(电压、电流)等方面进行了系统的理论分析,并在此基础上指出了不同拓扑电路的使用条件和优缺点。最后通过典型感应线圈的仿真与实验,证明了分析的合理性和实用性。     

电磁谐振无线能量传输系统参数研究

谐振线圈参数直接影响电磁谐振无线能量传输系统的效率,研究线圈参数与传输效率之间的关系,对无线传能系统的研究和设计有着非常重要的意义.推导了电磁谐振无线传能系统的数学模型,并利用Matlab对系统的频率、线圈半径、线圈匝数、线圈长度、线圈间距离等参数进行了仿真研究.研究结果指出了系统各参数变化时对系统效率影响,频率、线圈半径和线圈匝数等参数增大有利于提高传输效率,但增大到一定程度后对效率的影响不再明显;线圈长度和线圈间距离增加会降低系统效率,但可以通过提高系统频率来进行补偿.     

一种感应加热电源频率跟踪控制系统

针对感应加热电源中负载回路谐振频率时变的特点，在以IGBT为功率开关的2kW感应加热电源中，设计并实现了一种频率跟踪控制系统。该系统通过Hall电流传感器、电压比较器和CD4046锁相环对负载电流实现了频率跟踪，使逆变器工作在功率因数接近于1的准谐振状态。通过试验验证，电路简单可靠，运行良好。     

基于感应加热电源的谐波治理研究

设计一种带有三相电源进线滤波器的超音频感应加热电源,重点解决感应加热电源谐波污染严重的问题,通过对有源滤波的研究,详细介绍一种改进型的电流谐波检测方法。改进后的有源滤波技术可以进一步提升滤波容量和补偿性能,使感性加热电源的谐波治理有更高的可控性和更迅速的响应性。并且阐述感应加热电源各个滤波环节的设计和参数计算,简单说明感应加热电源的拓扑结构。完成感应加热电源系统的设计和MATLAB的仿真,包括进线滤波器、三相桥式不控整流电路、逆变电源输入滤波电路、逆变电路和串联谐振负载电路,通过对电源线电流谐波治理前后的快速傅里叶分析,验证改进后电流谐波检测方法的有效性。     

钢板高频感应加热过程电磁-热耦合场分析

研究静止式钢板感应加热,基于COMSOL Multi-Physics软件开发了二维电磁热耦合数值模型,温度计算结果与实验结果吻合;并分析了感应加热过程中钢板的电磁场分布规律和温度场分布规律.感应器加装导磁体后使涡流产生的焦耳热集中分布于感应器正下方,提高了加热效率.最后,研究了感应加热工艺参数对温度的影响,即在其他加热参数相同的情况下,感应器加载电流、电流频率越高,钢板加热速度越快;感应器与钢板间距越大,钢板加热速度越慢.     

MOSFET高频感应加热电源的研究

以功率MOSFET为开关元件,采用多管并联的方式研制出10kW高频感应加热电源,对该电源的逆变电路、控制电路、多管并联驱动等问题做了研究和实验,实验结果表明：采用MOSFET多谱井联时,正的温度系数能够自动均流,串联谐振电流简单、启动容易、谐振频率高,适应于小功率感应加热电源系统。     

磁耦合谐振式无线能量传输效率分析

为分析无线能量传输的效率问题,利用电磁仿真软件HFSS,建立了单个线圈模型,利用单个谐振线圈模型构建了基于磁耦合谐振的能量传输系统。通过S参数曲线直观反映能量传输效率的变化规律,验证了磁耦合谐振式能量传输效率远远大于一般的感应耦合。通过改变模型中两线圈的相对位置,分析了线圈距离、夹角等因素对能量传输效率的影响,依据效率变化曲线,直观展示了频率分裂现象。仿真和分析表明,为实现系统的高效率、远距离能量传输,应尽量减小收发线圈的角度和线圈的错位偏移量,该系统为设计和优化无线电能传输系统提供了一种理论分析方法。     

不同尺寸毛坯熔炼感应器的设计

该文主要介绍了基于特定的感应加热电源针对不同尺寸毛坯料设计适用的感应器。首先通过现有的感应加热电源参数推导出与之匹配的感应器电感参数;再根据实际情况假定两种尺寸毛坯料的质量和尺寸设计出感应器的结构;最后通过商业软件Comsol模拟仿真以验证感应器设计思路的可行性。仿真结果显示,10 kg和2 kg的45钢毛坯料在额定功率50 kW电源的感应加热下,毛坯料分别在5 610 s和349 s时完全达到1 600℃,证明通过特定的电源及毛坯料尺寸等参数设计感应器的思路是可行的。同时该方法也极大缩短感应器的制作周期和实验周期。     

区熔提纯钕棒时悬浮熔区所受电磁力计算与分析

计算了感应加热悬浮区熔提纯钕棒过程中,感应线圈中的高频电流作用在钕棒悬浮熔区上的电磁力。结果表明,当感应线圈半径a,钕棒半径R和熔区高度h同时满足关系式h＝0,R＝0．2623a时,作用在钕棒熔区上的电磁束缚力达到最大。此结果可作为合理选取区熔提纯实验技术参数的依据。     

高强度钢方管局部感应加热数值模拟及实验研究

为了解决高强度钢方管难变形、易开裂等成形难题，在传统冷成形工艺基础上，引入局部感应加热技术.基于矢量磁位法和物理环境法，利用ANSYS参数化设计语言建立局部感应加热电磁-温度场耦合模型.在不同加热工艺参数下进行数值模拟，并采用优化后参数进行实验研究.模拟结果表明，导磁体通过增大磁场强度，可以明显提升感应加热效率.加热频率越高，外圆角区域加热速度越快，但与内圆角区域之间的温差也越大.加热功率越高，高温区域和温度峰值越大，但外圆角区域更容易过热.实验结果表明，采用优化后的加热工艺参数，可以获得圆角半径极小、角部厚度增加且没有裂纹缺陷的高强度钢尖角方管.加热温度模拟值与实测值的误差均值约为7.57%,说明有限元模型具备良好预测精度.     

基于非支配排序遗传算法的直缝焊管焊接工艺参数优化

高频感应焊接的机理研究十分复杂,影响到焊接钢管高频加热温度分布的工艺参数众多,且影响程度和影响规律不尽相同。本文在建立的高频焊管主要电磁工艺参数和目标函数的映射模型基础上,利用改进的非支配排序遗传算法对直缝焊管高频感应焊接参数进行优化。对优化得到的Pareto最优解集进行综合分析,最终确定了该工况下当开口角为6°、电流频率为218.39 k Hz、线圈到V点距离为255 mm时,所对应的优化目标值均较小,其所对应焊缝的焊接质量较好。本文的研究为进一步提高高频焊管的焊接质量提供了理论依据。     

VD-MOS高频感应加热装置的研究

以功率MOSFET为开关元件,采用多管并联方式研制出高频感应加热电源。该电源逆变控制采用了锁相技术,利用锁相技术使功率MOSFET实现零电流开关,并使逆变器的工作频率跟踪系统因有谐振频率。使得该电源始终能运行在负载功率因数为1的状态。     

VD-MOS高频感应加热装置的研究

以功率MOSFET为开关元件 ,采用多管并联方式研制出高频感应加热电源。该电源逆变控制采用了锁相技术 ,利用锁相技术使功率MOSFET实现零电流开关 ,并使逆变器的工作频率跟踪系统因有谐振频率。使得该电源始终能运行在负载功率因数为1的状态 。     

振动上料装置的机电参数研究

分析研究了振动上料装置的机电参数,指出机械参数决定了上料装置的幅频特性;驱动电路的电气参数决定了电磁牵引力的频率、变化幅度和波形;时间常数限制了驱动频率的提高;线圈电阻则决定了线圈电流的最大值。同时还给出了机电参数的设计原则:首先考虑机械参数满足生产的要求,再使得电气参数与之匹配,从而得到最佳的工作状态。     

应用单片机控制的感应加热电源频率跟踪调功方式

本文主要对感应加热电源的调功方式进行了研究。由于感应加热过程中负载等效参数随温度而变化和加热工艺的需要,感应加热电源需要对负载进行功率调节。针对几种常用的功率调节方式进行比较的基础上,本文提出了一种应用单片机控制的频率跟踪调节方法。这一开发使用PWM控制器SG3525A和数字电位器X9312WP实现,控制电路简单可靠,整机效率高,大大降低能耗。     

螺旋翅片管轧制的中频感应加热数值模拟

在对钢管中频加热过程进行理论分析的基础上,从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,考虑了材料物理性能随温度变化对加热过程的影响,使用Ansys软件建立了钢管电磁-热耦合分析的有限元模型,对钢管中频感应加热问题进行了数值模拟计算. 计算结果中工件外表面温度与实测温度相差5.19%,吻合较好. 提出了感应透热深度的概念,并以此区分钢管内感应加热区域和热传导区域. 根据模拟结果讨论了钢管感应透热深度及温度分布的影响因素,并证明了双线圈感应加热工艺在工件温度分布、热效率及频率分配方面的合理性.