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用于钢轨焊缝正火的双频感应加热电源的研究

发布时间:2018-08-29 11:36
【摘要】:感应加热是利用电磁感应原理对工件进行加热,具有效率高、设备占地面积少、加热速度快等优点,已经广泛应用于工业生产和家庭生活中。然而由于集肤效应、圆环效应及尖角效应的存在,运用传统单频感应加热电源进行钢轨焊缝正火无法达到均匀正火的目的。为了提高钢轨正火质量,本文对一种新型三桥臂同步双频感应加热电源进行了研究,详细分析了该电源的结构与优势,并进行电路与耦合场仿真。搭建了硬件实验平台,验证了这种新型三桥臂同步双频感应加热电源的正确性。通过对钢轨焊缝正火加热处理的工艺难点进行分析,给出目前的工业双频处理方式与研究现状。提出一种同步双频感应加热电源在电路拓扑与控制策略上的改进方法,使其满足钢轨焊缝正火的要求。其次,应用ANsYs Workbench与Maxwell进行耦合场仿真分析,验证了双频工艺在钢轨焊缝处理上的优良特性。接着对三桥臂同步双频感应加热电源的主电路结构进行了详细说明,详细分析了逆变部分的工作原理及方案的选择,通过对复合谐振电路各元件参数进行简化计算,分析了复合谐振电路的特点。最后,搭建了小功率的硬件实验平台,对新型三桥臂同步双频感应加热电源的特性进行了验证。实验结果证明了该方案的正确性和可行性。
[Abstract]:Induction heating has been widely used in industrial production and family life because of its advantages such as high efficiency, less occupation of equipment and high heating speed. However, due to the skin effect, ring effect and angle effect, the conventional single-frequency induction heating power supply for rail seam normalizing can not achieve the goal of uniform normalizing. In order to improve the normalizing quality of rail, a new type of three-bridge arm synchronous dual-frequency induction heating power supply is studied in this paper. The structure and advantages of the power supply are analyzed in detail, and the circuit and coupling field simulation are carried out. A hardware experimental platform is built to verify the correctness of the new three-arm synchronous dual-frequency induction heating power supply. Based on the analysis of the technical difficulties of normalizing heat treatment of rail welds, the present industrial dual frequency treatment mode and research status are given. An improved circuit topology and control strategy for synchronous dual-frequency induction heating power supply is proposed to meet the normalizing requirements of rail weld. Secondly, the coupling field simulation analysis between ANsYs Workbench and Maxwell is carried out to verify the excellent characteristics of dual-frequency technology in rail weld treatment. Then, the main circuit structure of the three-leg synchronous dual-frequency induction heating power supply is described in detail, and the working principle and scheme selection of the inverter part are analyzed in detail, and the parameters of each component of the compound resonant circuit are simplified and calculated. The characteristics of compound resonant circuit are analyzed. Finally, a small power hardware experimental platform is built to verify the characteristics of a new type of synchronous dual frequency induction heating power supply. The experimental results show that the scheme is correct and feasible.
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG155.2

【参考文献】

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本文编号:2211080

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