农用薄膜机组电磁加热系统研制

论文摘要

中国是个农业大国,无论是农用塑料薄膜的使用量还是生产量都位居世界前列。随着农用塑料薄膜的大量使用,常用的塑料加工工艺也越来越受到重视,但传统的铸铝片加热方式却存在着热损失大、热效率低、注塑机工作环境温度过高、使用寿命短、维修量大、废品率高等缺点,导致了整个塑料加工行业能源浪费极其严重。针对目前市场上的农用薄膜机组,将电磁感应加热技术引入到生产工艺中,研制了数字化频率跟踪电磁感应加热系统,改变了传统的铸铝加热片方式。电磁感应加热技术为内部加热方式,表面温度低,加热效率高,热量散失小,缩短了机组预热时间,节约了大量电能。由于农用塑料薄膜机组生产加热过程具有强非线性、大时滞、时变等特性,本文中通过将预测控制算法与无辨识自适应控制算法结合,设计了预测无辨识自适应温度控制器,实现对机组温度的精确控制,避免了温度过冲现象,缩短了调试周期,提高了生产质量。冷却方式上采用水冷小流量二位二通电磁阀控制,直接水冷方式降温,提高了冷却效率,而且降低了环境噪声。当加热温度超过预先设定的最高温度值时,通过温控仪控制继电器的闭合打开水路控制电磁阀进行冷却降温处理。实验表明采用本文设计的农用薄膜机组电磁加热系统后,生产节电率能达到54%,节电量约150kwh/t。而且电磁加热系统具有加热迅速、均匀,热能利用率高,无污染,劳动条件好、可靠性高等显著特点,有效地提高了企业的生产效率和自动化水平。节能效果显著,能有效降低生产成本,提高企业竞争力,为塑料加工行业的节能化发展提供了解决思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 电磁感应加热技术研究现状
• 1.3 先进控制技术的研究现状
• 1.4 课题研究的目的与意义
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 电磁加热系统总体改造方案设计
• 2.1 传统农用薄膜机组加热系统分析
• 2.2 电磁加热系统总体方案设计
• 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
• 2.2.4 冷却方式
• 2.3 逆变电源主电路的分析与设计
• 2.4 控制与驱动电路分析与设计
• 2.5 频率跟踪电路分析与设计
• 2.6 其它电路分析与设计
• 2.7 本章小结
• 第3章 电磁加热系统温度控制设计
• 3.1 机组加热工艺对温度的要求
• 3.2 温度控制系统设计
• 3.2.1 测温电路设计
• 3.2.2 温度控制器设计
• 3.2.3 温度控制效果仿真分析
• 3.3 温度控制的软件实现
• 3.4 预热等时达到设定温度的实现
• 3.5 本章小结
• 第4章 电磁加热系统应用效果
• 4.1 机组部件电磁感应加热功率
• 4.2 实际应用节能效果
• 4.3 温度控制及质量效果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢