基于智能变频技术的电磁感应加热设备的节能技术研究

发布时间：2019-08-14 18:31

【摘要】：电磁感应加热技术具有快速、清洁、高效、节能、易于实现自动化等特点，近年来得到了长足的发展，已经广泛应用于工业生产以及家庭生活中。随着我国整体厨房概念的推广，电磁感应加热产品的种类逐步增加，电磁感应技术结合单片机控制和相关传感器技术被应用在电磁炉、电饭煲、洗碗机、电水壶、饮水机、咖啡机等小家电上，给我们的生活带来很多便利。根据统计局数据，目前每年工业用电量占全国总用电量的70%左右，家庭用电量占全国总用电量的12%左右，并且家庭用电量所占百分比这几年有缓慢上升的趋势。当今世界的主题之一是节能、环保与可持续发展，能源紧张与能源消耗急剧增长的矛盾，已经引起了各方的高度关注和重视，并通力合作来解决这一重大问题。因此，开展对电磁感应加热节能控制的研究，具有十分重要的理论意义和实际价值。本文以家用电磁炉为研究对象，对电磁炉的组成、原理以及温度控制进行了分析，，对电磁炉的温度控制过程的理论数学模型进行了辨识。分析了模糊控制、神经网络控制的原理，并将模糊神经网络的控制应用到电磁炉变频节能技术中。借助于Matlab/Simulink仿真软件，对电磁炉的PID控制、模糊控制和模糊神经网络控制进行了仿真和比较，在理论上验证了本文所提出的模糊神经网络控制的效果优于其它的控制方法。最后，在研究了电磁炉3-D涡流场理论的基础上，通过maxwell电磁场仿真软件对电磁炉的涡流场进行建模、仿真分析，提出了电磁炉结构上的一些优化方案。其次，通过对不同电磁炉锅体材料的涡流场、磁导率、热传导的综合分析，得出锅体材料对电磁炉加热的影响，对电磁炉锅体选择具有一定的参考意义。
【图文】：

世界能源,家庭,电力能源,用电

在《INTERNATIONAL ENERGY OUTLOOK 2011》[1]报告中，揭露了一个事实。1990 年,世界能源消耗量是 35.4 兆 Btu（lbtu/h=0.293w)；如图 1-1 所示，2008 年的统计结果是 50.5 兆 Btu。按照这个速度，为了满足 2035 年全球的能源需求，必须增长至少49%的电力能源生产，这显然是不可行的。为了可持续发展，必须减少能源的使用量。

感应加热原理

图 2-2 感应加热原理图在感应线圈中通以交变的电流 i 时，围绕工交变磁通在加热的金属工件中产生感应电件中感应电动势的数值是:dtdeN 交变磁通是按正弦规律变化的，则有：tm s in ：eNtm c o s值为：mNffNE 4.442
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM924.01

【参考文献】