双层共挤农用薄膜整机组感应加热系统研制

摘要

中国塑料产品具有世界领先的使用量和生产量，尤其是国内农用薄膜塑料生产行业。然而，国内农用塑料薄膜生产技术水平与国外相比仍有一定差距，有待提高，尤其是生产过程中的加热环节。目前国内农膜生产常用铸铝片热传导方式加热，是较为传统的老式加热模式，存在的高热量损失、高温的工作环境、高废品率、低效率、能源浪费严重等诸多缺点，随着农用塑料薄膜的量生产，这种加热方式的弊端也日益成为行业急需解决首要问题。
　　根据农膜生产要求，引入电磁感应技术替代热传导加热方式，研制了具有数字化频率跟踪功能的电磁感应加热系统，提高了传统农用薄膜生产技术水平。电磁感应技术加热有别于热传导式加热，具有较高的加热效率、较低的被加热体表面温度、较小的热量散失和较短的预热时间等优点，同等条件下相比热传导式加热可节约大量电能使用。此外，由于物料温升呈现非线性，具有时变、大时滞等特点，为了精确控制薄膜生产中的加热温度，引入相应的控制算法，缩短了调试周期，避免了因上述特性产生的温度过冲现象对产品质量影响。此外，在冷却工艺上引入直接水冷方式降温，采用小流量电磁阀控制，取代传统风冷降温方式，提高了冷却速率，而且改善了现场环境噪音。
　　通过实验结果表明，本文设计的双层共挤农用薄膜整机组感应加热系统节电率达54％，节电150kwh/t效果明显。系统不但具有较高的加热效率、精确的温度控制效果，而且加热模块工作稳定，具有控制操作信息化、智能化特点，加热迅速、物料成品质量良好。加热系统还提供了通信接口、人机交互界面和加热参数调节存储，改善了系统的操作与维护难度，为提高企业生产率起了重要作用，为农用薄膜生产企业带来了直接的经济效益，同时为社会发展带来了较好的间接效益，具有优秀的推广应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景

1．2 电磁加热技术的研究现状

1．2．1 国外电磁技术的发展现状

1．2．2 国内感应加热的发展现状

1．2．3 电磁加热技术的发展趋势

1．3 课题研究的目的与意义

1．4 主要研究内容

第2章 整机组系统总体方案设计

2．1 传统加热系统分析

2．2 总体方案设计

2．2．1 挤塑机加热设计

2．2．2 模具加热设计

2．2．3 电气控制方式

2．3 本章小结

第3章 机组感应加热模块设计

3．1 感应加热模块设计

3．1．1 主电路设计

3．1．2 控制电路设计

3．1．3 驱动电路设计

3．1．4 模块保护及通信电路设计

3．2 频率跟踪电路分析与设计

3．2．1 全数字锁相环设计

3．2．2 频率跟踪仿真分析

3．3 人机交互系统设计

3．4 本章小结

第4章 温度控制分析与设计

4．1 农膜生产的温度要求

4．2 温度控制系统设计

4．2．1 测温电路设计

4．2．2 温度控制算法设计

4．2．3 温度控制效果仿真分析

4．2．4 温度控制的软件实现

4．3 预热时温度等时达到设计

4．4 本章小结

第5章 整机组感应加热系统应用分析

5．1 机组部件电磁加热功率

5．2 节能效果

5．3 温度控制效果

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢