一种新型双频感应加热电路的研究

摘要

感应加热利用电磁感应原理对工件进行加热，具有效率高、设备占地少、加热速度快等优点，已经广泛应用于工业生产和家庭生活。然而由于集肤效应的存在，传统单频感应加热电路在加热诸如齿轮等具有凹凸结构表面工件时已无法达到令人满意的效果。采用双频感应加热电路不仅精简了齿轮的制造工艺，也降低了能耗，提高了效率。本文对一种新型双频感应加热电路进行了研究，详细分析了该电路的结构与优势，并进行了数学建模、电路仿真与耦合场仿真。搭建了硬件实验平台，验证了这种新型双频感应加热电路的正确性。
　　首先，通过对齿轮感应加热热处理难点进行分析，给出目前的工业处理方式与研究进展。提出一种双频电路拓扑在电路上与控制策略上的改进方法，使其满足齿轮热处理感应加热的要求。其次，应用ANSYS进行耦合场仿真，分别分析了在单一低频，单一高频与双频热处理情况下齿轮的温度分布，验证了该型电路在齿轮热处理应用上的优良特性。最后，搭建了基于TMS320F2812的硬件实验电路，对整周期比控制的新型双频感应加热电路的电路特性与加热效果进行了验证。实验结果证明了该方案的正确性和可行性。

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1 绪论

1.1 感应加热的原理和特点

1.2 齿轮热处理工艺难点

1.3 双频感应加热国内外研究进展

1.4 本课题的意义和所完成的工作

2 双频感应加热电路的分析

2.1 双频准谐振电路

2.2 一种新型双频准谐振电路

2.3 双频感应加热电路的整周期比控制

2.4 本章小结

3 ANSYS耦合场仿真

3.1 ANSYS软件的简介

3.2 感应加热模拟的实现

3.3 基于ANSYS的双频感应加热仿真

3.4齿轮热处理仿真结果分析

3.5 本章小结

4. 硬件系统设计

4.1 加热功率选择

4.2 主电路参数计算

4.3 外围电路设计

4.4 本章小结

5 实验平台的搭建与结果分析

5.1 系统软件设计

5.2 实验结果及其分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献