小功率感应加热电源设计开题报告
毕业设计开题报告与文献综述

燕山大学本科毕业设计(论文)开题报告课题名称:基于并联谐振型逆变器的电磁炉设计学院(系):里仁学院电气工程及其自动化系年级专业:学生姓名:指导教师:完成日期:一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义随着全球经济的快速发展,人类对能源的需求日益增加,如何实现能源的可持续发展,已经成为世界各国必须解决的问题。
基于常规能源枯竭和环境保护的考虑,目前世界各国都已经把开发新能源和利用可再生能源作为未来能源发展的方向。
近年来,国际油价急速飚升,使中国各行各业的燃料消耗成本越来越大,国家节能减排、综合管理整治工作也深入开展,绿色、节能、环保型产品将逐渐成为大势所趋,而电磁炉的优点最为突出:1、清洁:无烟、无明火、不产生废气、结构简单。
2、使用方便:体积小,移动方便,便于携带。
3、多功能性:功能齐全,蒸、煮、煎、炸、炖、涮、定时保温全有。
4、经济: 加热速度快、加热效率高整机效率可以达到90%左右。
5、安全:全塑外封, 非接触式加热,无漏电,防水性,安全可靠。
6、适用各种场所:特别是禁火场所,因为通电时不产生明火,无高温。
近年来,国内外针对电磁感应加热技术的研究主要分成两个方向,一方面是以逆变为中心,研究串联谐振与并联谐振在感应加热电源系统中应用的各自特点及注意事项;另一方面重点则是放在加热线圈及加热工件间能量转移与功率消耗,这部分主要是以有限元分析法建模来探讨;另外也一直在高频、大功率、高可靠性的感应加热电源系统中做更近一步的研究。
由于使用中、高频电流来做金属热处理或其他材料加工呈现急剧的增加,其应用范围如:表面硬化、铜钎焊接及熔化等。
一般家用电磁炉采用传统的单管自激式电路,在额定工作电压为220V,当输出功率达到2000W以上时就会遇到困难。
这是由于IGBT在高输出功率时受能效问题,及电磁辐射问题所困扰。
要解决这一问题,通常是采用两只IGBT并联,以达到目的。
而基于半桥串联谐振电容设计的电磁炉,主要缺点是功率因数低、稳定性差。
高频感应加热电源的研究的开题报告

高频感应加热电源的研究的开题报告一、课题研究的背景和意义高频感应加热技术因其快速、可控、高效、节能、环保等特点,被广泛应用于钢铁、有色金属、机械制造、汽车制造、电子电器、食品医药等行业的加热、热处理、淬火、熔铸等领域。
高频感应加热技术的核心是高频感应加热电源。
传统的高频感应加热电源存在着功率因数低、能量损失大、体积大、重量重、效率低等缺点。
为了满足工业生产和环保要求,需要研究和开发一种新型的高频感应加热电源。
本课题将针对传统高频感应加热电源存在的问题,研究和开发一种功率因数高、能量损失小、体积小、重量轻、效率高的新型高频感应加热电源,为工业生产提供更高效、更可靠的加热设备。
二、研究内容和目标1. 分析高频感应加热技术的原理、特点和应用现状;2. 对传统高频感应加热电源存在的问题进行分析和研究;3. 研究新型高频感应加热电源的工作原理和基本结构;4. 设计并制作新型高频感应加热电源的电路图和PCB板;5. 对新型高频感应加热电源进行性能测试和优化;6. 编写新型高频感应加热电源的使用说明书。
本课题的目标是研制一种功率因数高、能量损失小、体积小、重量轻、效率高、可控性强的新型高频感应加热电源,在满足工业生产和环保要求的情况下,提高生产效率、降低能耗和成本。
三、研究方法和步骤本课题采用文献研究、理论分析、实验测试和数值模拟等方法。
具体步骤如下:1. 对高频感应加热技术的原理、特点和应用现状进行文献研究和理论分析;2. 对传统高频感应加热电源存在的问题进行文献研究和理论分析;3. 分析和设计新型高频感应加热电源的工作原理和基本结构;4. 制作新型高频感应加热电源的电路图和PCB板;5. 对新型高频感应加热电源进行性能测试和优化,测试参数包括功率因数、效率、温度、频率等;6. 对新型高频感应加热电源进行数值模拟,优化并验证其设计参数;7. 编写新型高频感应加热电源的使用说明书。
四、预期成果和应用价值预期成果:1. 研制出功率因数高、能量损失小、体积小、重量轻、效率高、可控性强的新型高频感应加热电源;2. 完成新型高频感应加热电源的电路图、PCB板、性能测试和数值模拟等工作;3. 编写新型高频感应加热电源的使用说明书。
开关电源设计的开题报告

DC-DC开关电源的具体电路有单端正励式和反励式,推挽式,半桥式,全桥式,降压式,升压式及升降压式。其中升降压式又分有电感传输和电容传输。这应该根据设计要求选择合适的电路。本次设计的控制电路采用的是UC3524集成芯片,功率开关部分为典型的半桥式电路,半桥桥臂其中一管导通时,加在另一截止状态开关管c-e极的方向感应电压钳位,以避免其击穿。为了使开关电源的输入与输出隔离,采用了独立的副电源和输入变压器。启动后由开关电源脉冲变压器专设绕组提供UC3524的工作电压。
(4)……………….;(5)保护电路。
按学校对毕业设计要求,独立完成设计任务;设计主电路,说明主要元件(IGBT)工作过程和选用依据;分析………电路工作原理,设计外围电路;各部分章节分配合理,插图标准;附前言,目录;字数不少于10000字。
4.研究工作进度
第1周:检查资料的收集情况,指导老师下达毕业设计任务书。
[3]李宣江.开关电源的设计与应用.西安:西安交通大学出版社,2004.
[4]杨素行.模拟电子技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2005.
教研室意见
教研室主任签字:年月日
3.研究步骤、方法及措施
1.分析开关电源的工作特点,电源设计的主要指标……………….;
2.说明……………….开关稳压电源的工作原理。画出开关稳压电源原理图;
3分析……………….的主要性能;
4.完成……………….开关电源设计,分析主要组成部分及功能:
(1)……………….电路;(2)……….电路;(3)………….电路;
DC/DC变换器是电源设备中最常用的功能电路之一,其质量和效率直接影响通信设备的正常运行。本电路以Buck变换器为原理,采用功能完善的UC3524控制芯片,设计了DC-DC变换电路,高压DC/DC电源电路输入为DC310V高压,输出为DC24V。另外,由+24V经二次稳压输出的+12V和+5V,向控制系统供电。-12V电压由单独整流电路输出,并经二次稳压后向机内控制系统供电。分析在整个高压DC/DC电源简化电路中,实现半桥和推挽双变换的工作原理以及在整个电路中发挥的作用。
高效节能多供电中频感应加热电源设计研究的开题报告

高效节能多供电中频感应加热电源设计研究的开题报告一、选题背景和意义中频感应加热技术广泛应用于金属材料的加热、熔铸和其他工业领域,在提高生产效率和技术水平方面发挥了重要作用。
其采用电磁感应原理加热金属材料,具有加热速度快、效率高、能量损失小等优点。
但是传统的中频感应加热电源存在很多问题,如能耗高、稳定性差、寿命短等。
因此,对于高效节能多供电中频感应加热电源的设计研究具有重要的理论和实践意义。
一方面可以提高中频感应加热技术在各个领域的应用水平,另一方面可以降低生产成本,减少对环境的污染,改善生产环境。
二、研究内容和主要技术路线1.研究内容(1)研究中频感应加热技术的基本原理和特点;(2)分析传统中频感应加热电源的主要问题;(3)设计高效节能多供电中频感应加热电源方案,并进行仿真分析;(4)制作并测试实验样机,验证电源的性能;(5)对比传统的中频感应加热电源和新设计的高效节能多供电中频感应加热电源的效果。
2.主要技术路线(1)研究中频感应加热技术的基本原理和特点,了解不同材料的加热特性,确定需求功率和频率范围。
(2)对传统的中频感应加热电源进行分析,确认其主要问题,包括能耗高、稳定性差、寿命短等。
(3)设计高效节能多供电中频感应加热电源方案,并进行仿真分析。
其中包括设计高效的功率调节模式、控制系统和保护措施等,同时考虑节能和稳定性。
(4)制作并测试实验样机,验证电源的性能。
根据仿真结果,制作出实际的电源,并进行性能测试。
(5)对比传统的中频感应加热电源和新设计的高效节能多供电中频感应加热电源的效果,评估电源的优缺点和应用前景,并提出可行性意见。
三、预期成果和应用前景本研究的预期成果为设计出一款高效节能多供电中频感应加热电源,具有高效、稳定、寿命长等优点,应用前景广阔。
特点如下:(1)功率调节精确,根据不同材料的加热特性和工艺要求实时调整功率;(2)控制系统稳定可靠,保证加热过程稳定;(3)保护措施完善,保证电源安全稳定运行;(4)供电方式多样,可满足不同的生产需求并节约能源;(5)适用于各种金属加热、熔铸等工业领域,提高生产效率和技术水平,同时降低生产成本和对环境的污染。
毕业设计开题报告——脉冲功率电源设计

毕业设计开题报告——脉冲功率电源设计各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢压敏电阻器是1种电阻值对外加电压敏感的电子元件,随着电压的增高阻值下降,因此i-v特性不是1条直线。
所以压敏电阻器也称为非线性电阻器。
zno 非线性电阻器由于其优异的非线性特性和良好的保护性能,已经逐步取代碳化硅非线性电阻器,在电力系统、电子电路和1般家用电气设备中都得到了广泛应用,尤其在过电压、高能浪涌的吸收以及高压稳压等方面的应用更为突出,成为决定电力系统绝缘配合水平的新1代保护装置。
过压保护又分为大气过压保护和操作过压保护。
1979年日本研制出第1个标称电压值为4。
2~280kv的无间隙避雷器;标称500kv的无间隙避雷器也已通过了各种试验。
在我国,zno 避雷器带串连间隙4星接法(tbp)的提出,成功的解决了我国3~66kv中性点非有效接地系统的保护问题。
在zno非线性电阻的生产过程中,必须测试zno非线性电阻的i-v特性并进行能量冲击试验。
通过所测定的对所测定的特性曲线的计算,分析其电参数是否满足保护要求,从而检测出zno非线性电阻是否合格。
这些电参数主要是非线性系数α、材料c值、通流容量、漏电流和电压温度系数。
课题要设计脉冲功率电源即为测试电源,将模拟实际过压保护时可能出现的高功率脉冲大电流,对非线性电阻进行能量冲击试验,同时测试出非线性电阻的i-v特性和电参数。
毕业设计主要完成的工作内容包括脉冲测试电源的主电路设计、参数选择、储能电抗器参数计算及工程设计等。
该脉冲电源由储能电感、换流开关和控制测量等部分组成。
需要通过整流桥先将3相交流电整流成直流电对储能电抗器进行充电,然后通过控制开关使电抗器与整流桥断开并对zno放电。
电感储能是以磁场方式储能,储能密度高、传输功率大,装置体积小、成本低,电感储能在脉冲功率技术中有着极大的应用潜力。
电抗器设计是整个电源设计的核心,其参数计算的正确性是电源性能工作可靠性的保证。
小功率感应加热电源的设计开题报告

毕业设计开题报告1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:感应加热具有加热速度快、热效率高、适用于局部加热、产品质量好、无环境污染、易于实现生产自动化等优点,其功率密度在被加热工件内的分布可方便地通过频率的选择和感应圈的合理设计而得到。
目前,感应加热技术已广泛应用于金属熔炼、铸造、焊接、热处理、热锻造等热加工工艺.对于小型工件的表面热处理或超小型小工件的加工和焊接,则要求功率更加集中、输出频率更高,但是频率提高受到器件自身开关速度和技术工艺的限制。
提高感应加热的功率和频率,一直是感应加热领域研究的重点与难点旧。
1.感应加热电源的作用及应用感应加热早期主要用于有色金属熔炼的热处理工艺.其加热效率高、速度快、可控性好及易于实现自动化等优点,广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等工业生产过程中,成为冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻和船舶、飞机、汽车制造业等不可缺少的技术手段。
感应加热的广泛应用,究其原因,只要是它他本身相对于别的加热式所具有的一些独特性。
(1)加热速度快,可节能。
感应加热是从金属内部,透入深度层开始加热,大大节省了热传导时间。
其它加热是从外到内,导热时间长。
据实验,加热同一坯料到一定温度,感应加热只需火焰炉加热时间的1/10。
(2)加热温度高,是非接触式的电磁感应加热。
(3)可进行局部加热,容易控制加热部位。
被加热产品质量稳定,加热工件的质量再现性与重复性好,各种参数容易控制。
(4)控制温度的精度高,可保证温差在±0.5%~1%范围内。
(5)感应加热的热效率高,一般可达50%~70%,而火焰炉的热效率一般只有30%左右。
(6)容易实现自动化控制。
(7)作业环境好,环保,几乎无热、噪音、粉尘等污染。
作业占地少,生产效率高。
(8)能加热形状复杂的工件,加热或熔炼都能间歇工作。
(9)熔炼中溶液有电磁搅拌作用。
可以均匀地调整金属液成分,溶液温度均匀,不会2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):论文的目的旨在研究感应加热电源的工作原理,设计加热电源主电路,并设计使用单片机(或DSP )实现电源控制电路,使电源运行更加稳定可靠,并能对过压、过流、缺相、控制电源欠压等故障进行保护并报警。
低功耗LED开关电源研究与开发开题报告

低功耗LED开关电源研究与开发开题报告一、题目低功耗LED开关电源研究与开发二、研究背景随着技术的不断提升和社会的不断发展,LED照明产品被广泛应用于机械自动化、汽车电子、光电子等领域。
作为一种新型的照明光源,它不仅具有高光效、低耗能、长寿命、易于控制等优点,还可以更好地保护环境和人类健康。
然而,由于LED的工作电压较低,一般为2.5V~5V,而市面上的交流电源输出电压较高,为220V,因此需要一种低功耗的开关电源来保证LED照明产品的正常运行。
目前,国内外对于LED开关电源的研究较为活跃,然而大部分的开关电源都存在功耗高、效率低、拓扑结构复杂等问题,因此需要深入探究低功耗LED开关电源的研究和开发。
三、研究内容本项目主要涉及三个方面的内容:1. 低功耗LED开关电源的拓扑结构设计:通过对比分析目前常用的电源拓扑结构,选择适合LED照明产品的拓扑结构,包括单电感器、多电感器、Boost、Buck-Boost等。
2. 电路参数的优化设计:根据拓扑结构的特点,对电路中各个元件的参数进行优化设计,包括电感器、电容器、二极管等,以提高电路效率和稳定性。
3. 低功耗LED开关电源的实验研究:建立低功耗LED开关电源的实验平台,对设计的电路进行实验研究,测试其电路效率、输出稳定性等性能指标,并进行对比分析。
四、研究意义本项目的研究意义在于:1. 推动LED照明产品向低功耗、高效率、稳定性方向发展。
2. 为电源拓扑结构的研究提供新思路和新方向。
3. 提高LED照明产品的竞争力和市场占有率。
五、研究方法本项目采用文献调研、拓扑结构分析、电路参数优化设计、实验研究等方法。
六、进度安排第一年:文献调研和拓扑结构设计。
第二年:电路参数优化设计和实验平台搭建。
第三年:实验研究和数据分析。
七、预期成果本项目预期达成的成果包括:1. 低功耗LED开关电源的拓扑结构设计和电路参数优化设计。
2. 建立低功耗LED开关电源的实验平台,并对其进行实验研究。
小功率开关电源课程设计报告

1.2整流滤波电路………………………………………………………………11
2控制电路设计……………………………………………………………………12
2.1 UC3842的特点………………………………………………………………12
2.2UC3842的引脚排列及内部框图…………………………………………13
《电力电子技术》
课程设计报告
题目:小功率开关电源的设计
华中科技大学
第1章课程设计目的……………………………………………………………………4
第2章课程设计题目描述与要求……………………………………………………4
1题目描述……………………………………………………………………4
2设计要求………………………………………………………………………5
(3)稳压范围宽。开关电源的交流输入电压在90~270 V内变化时,输出电压的变化在±2%以下。合理设计开关电源电路,还可使稳压范围更宽并保证开关电源的高效率;
(4)安全可靠,具有各种保护功能。在开关电源中,由于可以方便地设置各种形式的保护电路,因此当电源负载出现故障时,能自动切断电源,保障其功能可靠;
本次课程设计的安排旨在提升学生的动手能力,加强大家对专业理论知识的理解和实际运用,通过团队成员之间的密切配合,加强团员的合作协调能力。通过本次课程的历练,加强大家的自学能力,为大家做毕业设计做很好的铺垫。
第2章课程设计题目描述与要求
1题目描述
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。
图2.2开关电源的工作原理
上图中,a图为电路图,b图为波形图。
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中北大学
毕业设计开题报告
学生姓名:
学号:
学院、系:
信息与通信工程学院电气工程系
专业:
电气工程及其自动化
设计题目:
小功率感应加热电源的设计
指导教师:
2011年03月21日
毕业设计开题报告
1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:
文献综述
1.1概述
感应加热技术目前对金属材料加热效率最高、速度最快,且低耗环保。它已经广泛应对工件整体加热,还能对工件局部的针对性加热;可实现工件的深层透热,也可只对其表面、表层集中加热;不但可对金属材料直接加热,也可对非金属材料进行间接式加热[1]。等等。因此,感应加热技术必将在各行各业中应用越来越广泛。
[11]潘天明,张殿敏等.100kW音频感应加热电源[J]电力电子技术,1996,113(4):10-13
[12]章亦葵,李津福.200kHZ/75KW SIT高频感应加热电源的研制[J]工业加热,1996,129(1):20-23
[13]潘天明,姜士林等.lOkW/400kHZ晶体管式高频电源[M]工业加热,1994,120(4):56-59
毕业论文开题报告
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
2.1本课题要研究或解决的问题
1、学习单片机、电力电子及感应加热技术;
2、研究感应加热电源的工作原理,设计加热电源主电路,并设计使用单片机实现电源控制电路,使电源运行更加稳定可靠,并能对过压、过流、缺相、控制电源欠压等故障进行保护并报警。
(3)负载匹配感应加热电源多应用于工业现场,其运行工况比较复杂,它与钢铁、冶金和金属热处理行业具有十分密切的联系,它的负载对象各式各样,而电源逆变器与负载是一有机的整体,负载直接影响到电源的运行效率和可靠性[11]。对焊接、表面热处理等负载,一般采用匹配变压器连接电源和负载感应器,高频、超音频电源用的匹配变压器从磁性材料到绕组结构正在得到进一步的优化改进,同时,从电路拓扑上可以三无源元件代替二无源元件,以取消变压器实现高效、低成本匹配。
1.2感应加热电源研究的背景和意义
感应加热电源在金属熔炼、铸造、锻造、透热、淬火、弯管、烧结、表面热焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用[5]。
随着电力电子学的迅速发展,感应加热电源也经历了几代发展过程。在本世纪初玻璃管汞弧整流器的发明标志着电力电子学的起源,而50年代末硅晶闸管的出现则标志着以固态半导体器件为核心的现代电力电子学的开始[6]。在50年代前,感应加热电源主要有;工频感应熔炼炉、电磁倍频器、中频发电机组和电子管振荡器式高频电源。50年代末硅晶闸管的出现引起了感应加热电源技术以致整个电力电子学的一场革命,感应加热电源及其应用得到了飞速发展。至今在中频(150H:~10kH:)范围内,晶闸管中频感应加热装置已完全取代了传统的中频发电机组和电磁倍频器。国外装置的最大容量已达数十兆瓦,国内也已形成200~8000Hz,100~3000kw系列产品,可以配备5t以下的熔炼炉及更大容量的保温炉,也适用于各种金属透热,表面淬火等热处理工艺。但国产中频目前都采用并联谐振型逆变器结构。因此,在研究和开发更大容量的并联逆变中频电源的同时,研制结构简单,易于频繁起动的串联逆变中频电源是国内中频感应加热装置领域有待需要解决的问题,尤其是在熔炼、铸造应用中,串联逆变电源易实现全工况下恒功率输出(有利于降低电能吨耗)及一机多负载功率分配控制,更值得推广应用。
脉冲信号
电流采样值
电流限定值
功率给定
直流电源
起振检测电压采样值
故障检测电压限定值
高频电压
图2.1
2、工作原理
主电路由三相桥式全控整流电路提供可调直流电压,经大电抗滤波后供给单相逆变桥作振荡电源,负载电路采用纯并联结构。此设计采用了快速V-MOS场效应管、高速锁相环MM74HC4046及单片机等组成的频率为1 MHz、输出功率较小的新一代感应加热逆变电源。该电源通过采用高速锁相环实现了频率的自动跟踪,通过单片机对整流部分的最佳控制,在保证设备稳定可靠的条件下,实现了最大的功率调节。
[17]刘红艳.中频感应加热负载分析[J]数字化期刊,1995,12(5):1-3
[18]Mhand A.Ouhrouche,C.Volat,Simulation of A Direct Field-Oriented Controller for an Induction Motor Using MATLAB/SIMULINK Software Package,Proceeding of the IASTED International Conference Modelling and Simulaition,May 15-17,2000-Pittsburgh,Pennsylvania,USA
感应加热装置由两部分组成,一部分是提供能量的交流电源,也称变频电源,变频电源有低频、工频、中频、超音频和高频之分;另一部分是完成电磁感应能量转换的感应线圈及机械结构,称感应炉[4]。早期的感应加热电源有工频固态(50或60Hz)电源、中频有发电机旋转和固态电源、高频电子管电源。第二次世界大战前后的感应加热设备基本本上是上述的初级发展水平。
制约感应加热发展的主要是感应加热电源,而电源受制于高频或大功率的开关器件。电力电子功率器件的发展,才真正促进了感应加热电源的发展[8]。1957年美国研制出世界上第一只普通的阻断型可控硅,我们现在称为晶闸管(SCR),经过60至70年代工艺完善和产品开发,70年代后期已形成从低电压小电流到高压大电流的系列产品,从而使固态感应加热电源产生了革命,走向实用化的阶段。与此同时,世界各国研制了大量的派生器件。如逆导晶闸管(RCT),门极辅助关断晶闸管(GATT),光控晶闸管(LTSCR)、及80年代发展的可关断晶闸管(GTO)等。
由于其具有以上诸多优点,因此在工业中有着广泛的应用[17]。它主要在机械制造工业、冶金及国防等领域用于淬火、透热、熔炼、钎焊以及烧结等[18]。此外,随着感应加热理论和感应加热装置的不断发展,其应用领域也随之扩大,应用范围越来越广,如微波炉、电磁炉等已进人人们的日常生活。
参考文献:
[1]衰俊国,于非,吴兆麟.移相式高频感应加热装置的研究[J].电力电子技术,1999,33 (6):56-59
(2)大容量化从电路的角度来考虑感应加热电源的大容量化,可将大容量化技术分为两大类:一类是器件的串、并联,另一类是多桥或多台电源的串、并联[10]。在器件的串、并联方式中,必须认真处理串联器件的均压间题和并联器件的均流问题,由于器件制造工艺和参数的离散性,限制了器件的串、并联数目,且串、并联数越多,装置的可靠性越差。多台电源的串、并联技术是在器件串、并联技术基础上进一步大容量化的有效手段,借助于可靠的电源串、并联技术,在单机容量适当的情况下,可简单地通过串、并联运行方式得到大容量装置,每台单机只是装置的一个单元(或一个模块)。
1.3感应加热电源的发展趋势
感应加热技术从诞生至今,经过近百年的发展,取得了令人瞩目的成果,尤其是六十年代以后,固态电力电子器件的出现与发展,使感应加热技术和现代化生产的许多方面密切相关,发挥了很大的的作用,因此世界各国都十分关注感应加热技术的发展,并投入了相当的经济支持和技术力量[7]。目前传统的感应加热电源与固态感应加热电源取长补短,互补共存。
[14]沈旭、吴兆麟等.20KW/300KHZ高频感应加热[J]电力电子技术,2001,23(9):25-30
[15]林渭勋.可控硅中频电源[M]北京:机械工业出版社,1983,45(2):17-38
[16]金玉兰,齐铂金,张伟.IGBT逆变电源串联准谐振频率自动跟踪技术[J]电焊机,2004, 34(12): 32-34
用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。这种热处理工艺常用于表面淬火,也可用于局部退火或回火,有时也用于整体淬火和回火。20世纪30年代初,美国、苏联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火[2]。随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。
感应加热是目前人类所知的最快的加热方式,传统的加热方式是热传导,即由一个热的物体将自身的热能量传递给另一个物体,而感应加热则是通过交变电流在电感线圈中产生电流漩涡,也就是涡流,使处于线圈中的导磁性物体内的电子空穴运动从而产生热量[3]。感应加热是传统加热方式的一次伟大的革命。
感应加热电源技术的发展与功率半导体器件的发展密切相关,随着功率器件的容量化、高频化,带动感应加热电源的大容量化和高频化[9]。
(l)高频化目前,感应加热电源在中频频段主要采用晶闸管,超音频频段主要采用IGBT,而高频频段,由于SIT存在高导通损耗等缺陷,国际上主要发展MOSFET电源。感应加热电源虽采用谐振逆变器,有利于功率器件实现软开关,但是,感应加热电源通常功率较大,对功率器件、无源器件、电缆、布线、接地、屏蔽等均有许多特殊要求。因此,实现感应加热电源高频化仍有许多应用基础技术需进一步探讨,特别是,新型高频大功率器件的问世将进一步推动高频感应加热电源的发展。
(4)成套装置及智能化控制随着对感应热处理生产线自动化控制程度及电源高可靠性要求的提高,必须加强加热工艺成套装置的开发,感应加热系统正向智能化控制方向发展,具有计算机智能接口、远程控制和故障自动诊断等控制性能的感应加热电源系统正成为下一代发展目标[12]。
1.4感应加热电源的优点及应用
感应加热装置是利用电磁感应原理把电能转化为热能的设备[13]。它与传统的加热设备相比具有诸多优点:加热温度高,而且是非接触式加热;加热效率高,节能[14]。加热速度快,被加热物的表面载化少[15]。温度容易撞淤,产品质量稳定;可以局部加热;容易实现自动控制;作业环境好;能加热形状复杂的工件[16]。工件容易加热均匀,产品质量好。