管道感应加热过程的计算机模拟

研究管道感应加热的数学模型,推导有限元分析计算公式,编制轴对称零件感应加热过程的计算机仿真软件,并对一典型厚壁管道的感应加热过程进行了数值仿真,给出了温度场的仿真结果。本文的计算机仿真结果,对管道感应加热过程中工艺参数的确定有指导意义。     

基于PDM的高频感应加热电源的设计与实现

介绍一种以MOSFET为开关器件的高频感应加热电源.设计制作出100 k Hz/5 k W的小功率高频感应加热电源样机,该电源采用脉冲密度调制(PDM)调功控制方式,谐振电路采用串联谐振方式,能够有效克服加热过程中负载参数变化带来的影响,使功率开关管始终工作在零电压开通状态.对该电源的逆变电路、控制电路等方面做了研究和试验.试验结果表明:采用的PDM控制模式和串联谐振电路,能够满足小功率高频感应加热电源的工作要求.     

感应加热谐振电路新拓扑模型研究

为了降低电压型逆变器在高频感应加热电源应用中功率器件上的电流和功耗，提出了一种适用于高频大功率感应加热的新型电感-电感-电容（LLC）谐振拓扑。在拓扑中增加电感，使电源和负载隔离，通过调节负载电流大小来降低功率器件上的功耗；同时去掉高频功率匹配变压器，减小电源的体积和重量，并提高电源效率。给出了该拓扑的谐振特性和各参数设计准则，并根据拓扑特性和系统要求设计了新的锁相环（PLL）控制系统。仿真和实验结果表明，这种拓扑相对于传统的谐振拓扑更能满足高频大功率应用环境的要求。     

感应淬火层内的裂纹分析

针对观察到的一种少见的仅存在于表面淬火层内的裂纹,分析了其形成原因,定性地揭示了感应加热过程中的升温规律和温度分布,阐明了淬火冷却过程中的组织转变顺序,对于深入研究感应加热淬火过程中的传热和组织转变规律有一定的促进作用。     

车轴感应淬火温度场的数值模拟研究

应用感应加热理论,引入复矢量磁位建立了感应加热淬火电磁场、温度场的有限元分析模型。运用通用有限元分析软件ANSYS对感应加热淬火温度场进行了数值模拟。结果表明,数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致。     

感应加热自动淬火机床的关键技术及相关机构的设计

文章介绍了感应加热原理及优势,利用感应加热技术在卧式自动淬火机床上解决了轴类零件自动化感应淬火工艺,替代了传统的淬火工艺。能准确控制并满足不同轴径尺寸的轴类零件的淬火要求。文中主要介绍了三种关键技术:输送料的关键技术,零件表面淬火的均匀性和淬火深度的关键技术,送进料的关键技术。并简单介绍了实现关键技术的结构设计。     

一种大功率石油传输管道加热系统

针对高寒地区石油传输管道存在管道结蜡、石油凝结和输送效率低等问题,设计了一种中频加热电源.依据电磁感应原理,在分析系统原理的基础上设计了控制电路的结构,给出了整流滤波电路、半桥逆变电路、防浪涌保护电路等的设计过程和相应的硬件电路图.建立了比例积分微分(proportional integral derivative,PID)温度控制系统模型,并阐述了系统功率和加热温度的控制方法 .依据电路结构推导出了电路的参数,编写控制程序确定系统模型的参数.通过搭建硬件电路实现了最大输出功率20 k W、频率25 k Hz的感应加热电源,从而验证了系统设计的合理性.     

高频感应加热电源系统设计

针对感应加热电源在小型工件的热处理和焊接等工业加工技术方面,存在功率不集中、输出频率较低和工作状态不稳定等问题,设计了一台1 MHz/5 k W的高频感应加热电源.给出了整流滤波电路、全桥逆变电路、信号处理电路、隔离变压器等的设计过程和相应的硬件电路图.构建了感应加热电源闭环控制系统的仿真模型.通过仿真验证了所提出的基于模糊控制算法的移相调功(pulse skip modulation,PSM)和调频调功(pulse frequency modulation,PFM)双闭环控制的有效性.搭建实验平台,完成了信号处理电路检测及光耦实验,并对实验数据进行曲线拟合并分析得出误差百分比低于5%,从而验证了硬件电路设计的合理性.     

全固态高频感应电源的研究

对高频感应加热电源的逆变器的拓扑结构及其驱动控制电路、功率调整电路及其控制电路、保护电路等进行了分析设计，采用锁相环技术自动进行频率跟踪，使整机能高效率的工作；制作了2KVA/100KHz用于蒸镀法的电源，文中给出了部分具体电路和输出波形。     

大直径65Mn钢圆锯片的感应加热等温淬火

研究了大直径６５Ｍｎ钢圆锯片感应加热等温淬火工艺及基对变形开裂的影响,试验和生产实践表明,感应加热等温淬火,可使锯片硬度达ＨＲＣ６０,平面度≤３ｍｍ锯片使用寿命比传统盐浴淬火提高５０－１００％,生产成本下降２／３。Ｍ     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

一种快速起振中频电源的研究

中频电源是感应加热领域常用的一种设备.传统的中频电源采用扫频方式起振,其一次起振成功率不高,特别当负载变化时容易引起停振现象.针对这些问题,本文提出了一种半桥串联谐振快速起振中频电源电路.电路自动捕捉负载谐振频率,使系统自动进入谐振工作状态.通过对半桥串联谐振逆变器电路的分析、计算,再通过工作电路的实际测试,表明该设计...     

A new complete model of switch-mode plasma cutting power supply

A complete model of switch-mode plasma cutting power supply and its simulation are developed. The full bridge isolated pulse width modulation (PWM) buck converter in continuous conduction mode (CCM) for high watt plasma power supply is approached. Reduced ripple current and improved power factor are achieved in the plasma power supply. With a PID control strategy, circuit responses become more stable and faster with low overshoot during load and current changing. The converter achieved high efficiency under 3 to 15kW load conditions.     

基于电压前馈补偿算法的小电容电源控制策略

针对小电容电源的控制问题,提出了一种基于电压前馈补偿算法的小电容电源新型控制策略.通过对两级电能变换电路的简化分析后得到了电源系统的动态数学模型,进而分析了直流母线电容和网侧电感引起的共振.基于锁频环算法提取了直流电压脉动的交流分量,从而基于系统简化模型设计了电压前馈补偿控制器,故最大限度地减少了直流母线电压纹波对负载电流的影响.基于5 k W直流电源试验平台开展了对比试验,试验结果验证了新型控制策略的性能.     

高频逆变电源新型软开关调功策略的研究

详细分析了有限双极性控制策略应用在高频感应加热电源的软开关工作过程,理论上计算出有限双极性控制调节功率大小与电路中超前桥臂占空比的关系,并以TMS320F2812为平台进行了系统整体设计,实现功率调节、软开关控制和频率跟踪,提高了装置的效率与灵活性,并将控制方法进行验证。结果证明了此控制策略的可行性与合理性,在整个功率调节范围内实现了开关管的软开关,降低开关管的开关损耗。     

IGBT高频感应加热电源的研制

以IGBT为开关元件,研制了15kW高频感应加热电源。对该电源的逆变电路、控制电路、驱动电路等进行了研究。实验结果表明:并联谐振逆变电路开关器件上流过的电流小,开关损耗低,电路简单,容易控制,适用于小功率感应加热电源。     

IDC电力三相平衡配电柔性切换系统的设计

为提高网络数据中心（IDC）的供电安全和供电效率,提出一种基于单相逆变电源的柔性切换系统.该系统通过调整用电设备的供电相来达到三相平衡配电的目的.切换前,让逆变器跟踪原接入相电压,同步后将负载切换到逆变器供电;逆变器供电时,跟踪备选接入相电压,同步后将负载切换到备选接入相供电,完成切换.分析了冲击电流产生的原因及抑制方法,并通过仿真和实验对理论分析及系统性能进行验证.结果表明：当系统在电压过零点时切换,负载上几乎没有冲击电流,该系统能很好地完成负载在相间的无跳动柔性切换.     

交交变频轧机系统网侧电流畸变与无功的研究

为分析交交变频轧机系统对网侧的影响,提出了一种基于瞬时无功理论的仿真分析方法.该仿真分析方法根据交交变频轧机系统的结构、负荷与控制特点,分析了网侧畸变电流的频率、幅值以及相序特征;并推导出网侧畸变电流与瞬时无功功率的关系表达式,从而将畸变无功功率从瞬时无功功率中分离,确定了影响畸变无功功率幅值和波动规律的因素;同时给出了设计无功补偿装置容量的依据.仿真结果表明,电机转速比是影响交交变频轧机系统网侧基波功率因数与电流总畸变率的关键原因.当电机接近其额定转速工作时,可以有效地减少网侧无功功率,降低电流总畸变率.     

基于DSP低Q值感应加热电源的研究

为了增加感应加热电源的炉壁厚度及提高输出功率,本文提出了一种新型低Q值感应加热电源,采用Buck斩波电路来调节电源的输出功率,通过改变Buck电路的占空比D来改变C2两端的电压值,从而调整逆变器的输入电压,使电源的输出功率恒定;控制系统采用TI公司的TMS320F28335作为控制芯片,控制功率开关管的导通与关断,使电源能够恒定功率输出,并且实现自动变频功能,提高感应加热电源的工作稳定性.实验结果表明,当感应线圈直径不变时,炉胎的炉壁越厚,内径越小,感应线圈与被加热金属的互感系数越小,系统的无功能量增加;低Q值感应加热电源可以把其内部更多的无功能量转换成有功能量,并且炉壁越厚,输出功率越大.该研究提高了电源的输出功率,解决了传统感应加热电源无法加厚炉壁的缺点.     

基于双闭环控制的降压型DC/DC转换器仿真

PWM开关电源系统普遍采用电流、电压双闭环控制,以Buck型变换器为对象,在建立PWM降压开关电源功率级模型的基础上,得出其小信号等效电路图与基于电流控制的Buck型开关电源的系统电路图,采用Matlab对实例进行频率分析,设计双闭环反馈补偿电路,通过仿真分析确定其参数选择的合理性。所建立的Buck型变换器模型可适用于Buck变换器及其衍生的全桥变换器。