用于齿轮热处理的双频感应加热电源研究

发布时间：2020-05-04 09:35

【摘要】：感应加热的理论依据是电磁感应原理,通过非接触的方式将电能转化为热能,以其加热均匀、加热效率高、加热速度快、环保节能、安全可靠且易于实现产品的生产控制和机械自动化等优点,被广泛应用于各个领域,如熔炼、焊接、冶金和热处理等。在感应加热中,由于集肤效应、邻近效应、圆环效应的共同作用,使得在加热齿轮这类表面不均匀工件时,单一频率的电流会造成这类工件尖端与底部受热不均匀的情况,,难以达到理想的热处理效果,而同步双频感应加热可有效解决这一问题。现有的同步双频感应加热电源存在不易频繁启动、输出频率信号准确性差、两种频率电流的幅值和频率难以中单独调节等问题,而为了满足齿轮淬火的工艺需求,本文通过对一种传统的双逆变桥同步双频感应加热电源的拓扑结构以及电路特性进行详细分析研究,得到了一种无中频变压器的改进型主电路结构。本文在对传统电路结构以及电路特性分析的基础上,计算了无中频变压器的主电路结构中的核心参数;同时,对该主电路中各谐振元件两端电压以及高、中频逆变器输出端的串扰电流进行详细的分析。其次,通过使用ANSYS Workbench与Maxwell软件对齿轮进行电磁-热耦合场仿真分析,验证了双频工艺对齿轮淬火的优良特性。最后,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型和小功率硬件实验平台,对比仿真结果与实验结果,验证了理论研究的正确性及该方案的可实现性。
【图文】：

绪论均匀、加热效率高、加热速度快、环自动化等优点，被广泛应用于各个领热工件形状越来越复杂，如齿轮、火均匀工件的热处理要求。因此，研究原理和特点应定律，将电能通过电磁感应的方式热的目的，其原理图如图 1-1 所示【1-金属工件 感应线圈交流Φ

（a）高频加热 （b）中频加热 （c）双频加热图 1-2 不同加热方式下的齿轮加热效果图Fig. 1-2 The heating effect diagram of gear in different heating modes加热电源在热处理、淬火等工业场合应用广泛，，其发展推动了工业化生双频感应加热电源将是感应加热技术针对不均匀物体进行加热的长远追双频感应加热电源结构现有文献，双频感应加热电源拓扑可分为两种，一种为异步双频感应加同步双频感应加热电源【8】。双频感应加热电源双频感应加热电源是指先采用中频电流对齿根加热，再采用高频电流对样就可以沿整个齿轮的轮廓进行淬火处理【10-13】。中频感应加热电源（MF）高频感应加热电源（HF）载负载负
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM924.01

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 何婷;周伟松;赵前哲;;单逆变桥同步双频感应加热电源的研究[J];电力电子技术;2013年10期

2 石照耀;林虎;林家春;张白;;大齿轮测量:现状与趋势[J];机械工程学报;2013年10期

3 高军才;;双频感应熔炼电源的应用[J];工业加热;2013年01期

4 王娅琦;周伟松;赵前哲;;同步双频感应加热电源的研究[J];电力电子技术;2013年01期

5 王志明;;齿轮同时双频感应淬火新技术[J];机械传动;2012年11期

6 王志明;;齿轮双频感应淬火技术[J];金属热处理;2012年10期

相关博士学位论文 前2条

1 李金刚;电压型负载谐振变换器谐振槽路参数优化设计与负载匹配的研究[D];西安理工大学;2007年

2 王英;固态高频LLC电压型感应加热谐振逆变器研究[D];浙江大学;2005年

相关硕士学位论文 前7条

1 史培辰;用于钢轨焊缝正火的双频感应加热电源的研究[D];西安理工大学;2017年

2 杨亚萌;同步双频感应加热电源的研究[D];郑州大学;2017年

3 陈威宇;Cr8钢轧辊同步双频感应加热数值模拟研究[D];燕山大学;2017年

4 邓朝昀;LLC负载超高频感应加热电压型谐振逆变器并联研究[D];华北电力大学;2016年

5 何婷;单逆变桥同步双频感应加热电源的研究[D];清华大学;2013年

6 邹明;基于LLC负载感应加热电源三级功率调节的研究[D];天津大学;2012年

7 孙琪;用于水加热装置的高频感应加热电源设计[D];西安理工大学;2010年

本文编号：2648342