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横向磁通感应加热装置的研究

发布时间:2018-01-24 14:04

  本文关键词: 横向磁通 感应加热 MagNet 有限元 均匀性 出处:《河北工业大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:横向磁通感应加热相对于传统的燃料加热不仅具有加热速度快、加热精度高、产生污染少,便于实现自动化管理等优点,还具有无功功率小、加热频率低、适合连续加热等优点。但是在横向磁通感应加热装置中对带材进行加热时,带材表面的温度分布不均匀的问题,影响了此项技术的推广和应用。 本文首先从麦克斯韦(Maxwell)电磁场方程组出发,推导了横向磁通感应加热带材内电磁场、涡流场及温度场分布的理论公式;建立了感应加热装置的有限元数学模型。 本文应用Infolytica公司的MagNet和ThermNet软件。并对在MagNet软件中建模、材料设定、网格剖分等步骤做了简介,建立感应加热装置二维和三维数值模型并对感应加热装置的二维全模型和二分之一模型进行了仿真计算,并对其结果进行了数值比较。确定了在对横向磁通感应加热装置部分模型进行磁-热耦合仿真计算时应采用的边界条件。 建立了横向磁通感应加热装置的三维四分之一数值模型,进行了相应参数的设置,并对其进行了磁-热耦合仿真计算。采用控制单一变量法对不同线圈大小、不同线圈形状、铁芯与带材不同气隙大小、不同电流大小时的感应加热装置进行了磁-热仿真计算,并对结果进行比较,得到了较好的感应加热装置结构,使带材在感应加热装置出口处温度的分布有了较好的均匀度。 最后对本做的工作进行了总结,并对需要继续进行的研究做了简要说明。
[Abstract]:Compared with traditional fuel heating, transverse flux induction heating not only has the advantages of fast heating speed, high heating precision, less pollution, easy to realize automation management, but also has the advantages of low reactive power and low heating frequency. It is suitable for continuous heating, but when the strip is heated in the transverse flux induction heating device, the uneven temperature distribution on the strip surface affects the popularization and application of this technology. In this paper, the theoretical formulas of electromagnetic field, eddy current field and temperature field in transverse flux induction heating strip are derived from Maxwell's equations of electromagnetic field. The finite element mathematical model of induction heating device is established. In this paper, the MagNet and ThermNet software of Infolytica Company are used, and the steps of modeling, material setting and mesh generation in MagNet software are introduced. The two dimensional and three dimensional numerical models of induction heating device are established, and the two dimensional full model and 1/2 model of induction heating device are simulated and calculated. The results are compared numerically and the boundary conditions used in the magnetic-thermal coupling simulation of some models of transverse flux induction heating device are determined. The 3D 1/4 numerical model of transverse flux induction heating device is established, the corresponding parameters are set up, and the magnetic-thermal coupling simulation calculation is carried out. The control single variable method is used to control the different coil sizes. The induction heating device with different coil shape, different air gap size and different current size is calculated by magnetic-thermal simulation, and the results are compared, and a better induction heating device structure is obtained. The distribution of the strip temperature at the outlet of the induction heating device is uniform. At last, the paper summarizes the work done, and gives a brief explanation of the further research.
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM924.01

【参考文献】

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本文编号:1460224

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