中频加热电源在铸造熔炼炉中的应用研究

论文摘要

随着大功率中频电源的不断发展,中频感应熔炼炉在铸造行业中的应用越来越广泛。根据逆变部分的补偿方式的不同,中频电源分为并联逆变型、串联逆变型、串并联逆变型。根据对实际应用中的并联逆变型中频电源和串并联型中频电源的使用比较,发现并联中频电源在加热金属过程中,由于金属的磁导率、电阻率在过居里点前后发生较大变化,等效负载电阻与电感相应地有很大变化,将会引起负载回路谐振角频率、输出功率的变化。此外,尽管并联型电源的工作频率能自动跟踪负载电路的谐振频率,但负载回路输出功率的变化将使中频电源不能在整个熔炼过程中保持全功率输出。因此,中频感应炉加热时间越长,单位质量耗电量越大,其效率也就越低。而串并联型逆变电源在铁水加热过程中能够保持恒功率因数运行,全功率输出,节电效果明显,经济效益显著。本文针对这两种不同形式的逆变电源的工作情况,在理论上进行深入地分析、研究,找出了并联型逆变电源不能全功率输出的原因和串并联逆变电源能够保持恒功率因数运行的原因,研究表明,合理、恰当地选择串联补偿电容和电感,可以对负载在熔炼过程中的变化达到有效的补偿效果。本文通过计算还提出了对并联逆变型中频感应熔炼炉电源进行改进的方案,以提高设备生产效率,达到节能降耗的目的。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 熔炼炉的发展
• 1.2 感应加热原理
• 1.2.1 感应加热的本质
• 1.2.2 熔炼炉中感应加热的频率与电流的透入深度
• 1.3 课题的提出及意义
• 第二章 中频感应加热电源
• 2.1 中频感应加热电源原理
• 2.2、中频感应加热电源各部分的组成
• 2.2.1 电力半导体器件的选择和比较
• 2.2.2 储能元件C和L以及二极管
• 本章小结
• 第三章 整流器
• 3.1 三相全控整流原理
• 3.2 三相全控整流的电量计算
• 3.3 整流器的控制要求
• 3.4 滤波电路
• 3.5 三相全控整流交流侧谐波和功率因数分析
• 本章小结
• 第四章 逆变器
• 4.1.并联式逆变器
• 4.1.1 并联谐振电路分析
• 4.1.2 并联逆变器的主要电路参数
• 4.1.3 并联谐振负载电路分析
• 4.2 串并联逆变器
• 4.2.1 串并联逆变器的工作区
• 4.2.2 串并联逆变器的主要参数关系
• 4.2.3 逆变器主要元器件的选择
• 4.2.4 负载参数的计算
• 4.3、并联逆变器的控制方法
• 本章小结
• 第五章 并联式中频电源的控制系统
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表