新型带材横向磁通感应加热器设计与相关激励参数优选

针对原有横向磁通感应加热装置漏磁稍大且交变磁场通过磁路的磁导率小和磁阻大的不足,设计了新型感应加热器并对新型装置激励参数进行优选。新型装置是在原有装置基础上,在加热器边缘安装与铁心相同材料的铁轭。基于该文提出的磁热耦合计算方法,对原有和新型装置在相同激励下进行涡流场和温度场计算分析。结果表明:新型装置中用于加热带材的交变磁场的有效值较大,在加热状态稳定后,加热器出口处带材表面能够获得更高的温度分布,且新型装置漏磁较小,使得加热器出口处带材表面温度分布均匀性和加热效率均优于原有装置。同时,基于新型装置,针对横向磁通感应加热技术存在带材温度分布不均匀的缺点,计算了不同激励电流大小和频率参数下带材表面的温度分布情况,优选出一组使温度分布均匀性最好的激励参数。结果表明:当电流大小为1 000A、频率为500Hz时,带材表面温度分布均匀性最好,其温度相对不均匀度为2.9%。     

高频感应钎焊在低压电器触头焊接中的应用

针对高频感应钎焊在低压电器触头焊接过程中的控制与应用问题,分析了感应钎焊加热原理与加热特性.利用Ansys有限元分析软件对感应钎焊触头进行了电-磁-热耦合场分析,模拟了高频感应钎焊过程温度场的变化,得到了钎料、银触头和铜基体焊接时的温度场变化.根据有限元分析结果制定了合理的钎焊工艺,利用自动超声成像无损检测仪对焊接后的触头进行了钎着率标定,并分析焊接结合面处金相组织.结果表明高频感应钎焊触头能够满足质量要求.     

PTC加热器恒温特性及PTC元件选择

PTC加热器的恒温特性依赖于PTC材料的特殊物理性质,它使加热器具自动调节功能,使加热器表面温度或以加热器为中心建立的热系统温度场趋于恒定。PTC加热元件的选择主要依据是材料的居里点。     

热轧平板钢坯边部均温加热的感应透热技术研究

热轧钢板是电力、机械等重大装备行业的基本原材料,如何提高其生产率降低损耗是设备制造行业要研究的问题。针对热轧平板生产过程中的热轧平板边部温度降低所产生的问题进行了研究,并将中频感应加热技术应用于解决这一难题,详细分析了热轧平板边部电磁场感应加热技术的工作机理,提出了设计实用大型边部感应加热器应注意的事项。对准备开发生产热轧板边部感应加热器的企业有指导性作用。     

基于ANSYS的曲轴红套感应加热数值模拟

应用感应加热理论,建立了电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,利用通用有限元软件ANSYS对大型半组合式船用曲轴曲拐感应加热过程进行了模拟分析,得到了随时间变化的工件温度与变形分布图,并分析了感应加热整个温升过程的特点与影响因素,结果表明,通过调整加热装置的频率、电流强度、加热位置等工艺参数,可以建立优化的曲轴红套加热工艺。     

中频热套转子工艺的探讨

我厂自1987年来,转子热套采用中频感应加热。开始时,采用二次加热法。即在~#1感应圈内把转子预热,然后预热过的转子再送入~#2感应圈内再加热(台面回转60°)。其原来的目的是为了能使转子均匀受热而膨胀,有利于套轴。实践证明二次加热存在转子顶部重复加热,易烧熔铝环、效率低和损耗大等问题。后来,对中频热套工艺进行了改进,采用转子一次加热。这种方法有如下优点。     

双转子双鼠笼永磁感应电机三维全域温度场分析

针对永磁感应电机(PMIM)温升影响永磁转子永磁体性能的问题,分别建立双转子双鼠笼永磁感应电机的电磁场模型和三维温度场模型,采用磁—热耦合的方法进行温度场的研究。为保证研究的正确性与有效性,将电机额定负载下稳定运行时的温度场分析与Y160M-4同步进行,并作对比分析。详细分析了额定状态下电机温度的变化趋势;同时分析了不同负载转矩下电机各部件的温度分布、环境温度和永磁体退磁对电机温度场的影响。通过研究双转子双鼠笼永磁感应电机在不同情况下的热效应,为由于过热引起的定子绕组绝缘故障和永磁体退磁故障的预防提供了参考。     

数字中频感应加热电源的研究

针对传统模拟中频控制系统的不足,对新型数字中频控制系统进行了研究和设计。提出一种基于DSP DS80C320微控制器为控制核心,主开关元件采用IGBT的数字感应加热系统,设计了系统的主电路、控制电路的结构。针对串联型感应加热电源频率跟踪的要求,阐述了一种新型的数字锁相环(DPLL)控制方法,并对相位补偿与启动问题进行了探讨,最终给出了实验电路和实验结果。实际应用证明具有功率调节范围宽、频率变化小的优点,适用于在中频感应加热中的应用。     

屏蔽套材料对屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场的影响研究

针对单向耦合法分析屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场时计算精度低的问题,提出了一种磁热双向耦合法。首先,建立了磁热耦合计算模型。其次,采用双向耦合法分析了屏蔽套材料对电机性能的影响,并与单向耦合计算结果进行了比较。最后,建立了电机三维模型,利用有限元软件进行了电磁场和三维温度场分析。研究结果表明所提的磁热双向耦合计算方法可以有效提高电磁场和温度场的计算精度,此外屏蔽套采用不导电不导磁材料可有效提高屏蔽式永磁同步电机效率,降低电机温升。这不仅为屏蔽式永磁同步电机的设计提供了参考,同时对于保证电机高效和可靠运行具有重要意义。     

单桥"寄生中频"双频感应加热电源的研究

感应加热技术如今已经广泛应用在工业领域中,对于齿轮这种复杂的工件,采用双频感应加热技术可以使得齿轮表面加热均匀,硬度高。研究了一种新型的同步双频感应加热技术,采用高频电源"中频寄生"的方式产生双频,从而实现对齿轮的加热。主要分析了单逆变桥的复合谐振网络以及"寄生中频"产生的原理,利用Saber仿真软件进行电路的搭建与仿真。最后搭建实际电路进行验证,通过示波器测得稳定的双频电流波形,从而验证了单逆变桥"寄生中频"双频感应加热技术的可行性。     

大功率中频变压器研究综述

在交直流混合配网、电力机车牵引及工业特种电源等电能变换领域,大功率中频变压器作为关键设备,因其体积与功率密度优势得到了广泛应用。目前国内对中频变压器的建模与设计已接近国际先进水平,但在制造工艺方面仍有一定差距。介绍了大功率中频变压器的应用背景,并回顾了近年来国内外的样机研制工作;分章节阐述了中频变压器的损耗计算与优化,寄生参数建模与控制、干式中频变压器绝缘以及新型热管理技术;最后,对大功率中频变压器领域目前存在的挑战与热点问题作了总结。     

用于消纳风电的城区用户电热水器负荷群滑模控制策略研究

居民电热水器是一种典型的热储能负荷,用电产生的热水具有热存储性,可以消纳波动性风电。提出了用于消纳风电的电热水器负荷群滑模控制策略,来实时控制电热水器负荷群。控制率与电热水器群数量、热水使用情况等相关,对于消纳风电具有较强的鲁棒性。采用某城区居民区电热水器负荷群的仿真研究表明,提出的电热水器群滑模控制策略能有效消纳风电,验证了电热水器负荷群滑模控制策略有效性。     

大型热网加热器的改型设计

大型热网加热器主要用于城市集中供热,设备在制造完工后,运至电厂安装。文章介绍某电厂热网加热器失效现象并对原因进行了分析,确定现场改型设计方案．制定了改造工艺,最终,在现场将大型U型管式热网加热器成功改造为固定管板式热网加热器。     

回热加热器变工况端差基准值研究

高压加热器端差是加热器的重要指标。以热平衡为基础,通过迭代计算求出加热器凝结段给水进、出口温度,从而求解各种工况时的上、下端差。考虑到加热器出现堵管、管子结垢等情况,指出加热器运行工况对加热器端差有较大的影响。     

高压加热器在线检修期间快速冷却技术研究

机组运行期间,加热器发生泄漏被迫在线解列检修时,在不改变高压加热器热力系统的基础上,将汽轮机快冷装置加热后的压缩空气引入高压加热器,通过控制快冷装置出口压缩空气温度．对加热器进行快速冷却。使用该技术可以在较短时间内降低加热器金属温度,缩短加热器冷却及抢修时间,使加热器可快速恢复使用。由于加热器快冷技术的使用,加热器冷却过程中的金属内外壁温降速度均匀、温差小,保证加热器金属特性,并避免因加热器冷却不当造成的加热器损坏。     

芳烃馏分C10点火稳燃技术在煤粉锅炉上的应用

介绍了上海石化煤粉锅炉在点火和稳燃过程中燃烧芳烃馏分C10、相对于燃烧轻柴油所产生的问题,提出了相应的燃烧器改进措施,经试验后获得应用,取得良好的收效.     

输电线路中频融冰频率与热功率均匀度分析

输电线路的覆冰会引发线路过负载、绝缘性能降低、杆塔倒塌、导线舞动等事故,而主流的短路融冰方法都存在着不可克服的缺陷;为此在高频激励新型输电线路融冰方法基础上,针对其在冰层介质损耗角正切值较小时电源频率过高的问题,提出了以牺牲一定融冰热功率均匀度为代价的中频融冰方法。首先基于均匀传输线理论,以长为100 km、电压等级为220 kV输电线路为例,搭建覆冰线路均匀传输线等效电路模型;继而分析沿线电压、电流和功率因数分布规律以及融冰频率与热功率均匀度的相互影响;最后提出输电线路中频融冰最佳电源频率的确定方法。仿真结果验证了所提方法的有效性与实用性。     

应用等效焓降法分析加热器端差对机组经济性的影响

加热器的传热端差是影响热力系统经济性的主要因素之一,计算加热器端差对经济性的影响可以指导热力系统的经济运行。基于等效焓降理论,提出了端差对经济性影响的计算模型,以超临界600MW机组为研究对象,分析各级加热器端差对新蒸汽效率、工质循环吸热量、装置效率等的影响。     

Development of a three-dimensional coupled electromagnetic-thermal model of induction heating process of moving bars

In this paper, a set of coupled and uncoupled mathematical models of induction heater will be presented. Those models based on the finite volume technique have been used in the three-dimensional structure. The heater is designed to treat aluminum bars prior to the deformation of the moving case. For this reason, the operation requires the knowledge of desired temperature. Therefore, the purpose of this work has physical and mathematical aspects. The first aspect copes with the various physical phenomena: electromagnetic, thermal and moving as well as their coupling. Once this is done, we shall attempt to show the influence of the input quantities on the output quantities of uncoupled models. The second aspect is to look for a way to solve such multi-physics mathematical problem, strongly nonlinear with complex boundary conditions not previously well defined. The problems that the development of this new software tool encounters show the importance of the work compared to similar work which has been published.     

中频电源间谐波发射特性机理研究

针对中频电源间谐波严重危害电力设备的安全稳定运行问题,基于中频电源的电路拓扑结构,深入分析了此设备间谐波的产生机理。首先分别对中频电源中整流器和半桥逆变器的谐波发生特性进行了数学建模;然后结合两者的谐波传递规律推导出中频电源间谐波发射机理的数学模型;最后以十二脉中频电源为例,分别对其进行了仿真设计和实测数据分析。仿真结果和实测数据结果表明,该间谐波数学模型准确描述了中频电源间谐波的发射特性,其模型准确度可满足工程应用的要求。