【摘 要】
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由于人们生态环境保护意识的提高,无污染的供暖方式得到广泛应用。感应加热作为无污染供暖的核心技术,成为目前的研究热点。本文以热储能供暖系统的电磁感应加热装置为研究对象做了以下研究工作:首先,通过大量查阅相关文献,总结了国内外对电磁感应加热的研究成果,并指出其目前存在的问题和不足。在此基础上提出适合于热储能供暖系统的电磁感应加热装置的总体结构。进行了电磁感应加热控制电路设计。根据选定的整流电路和逆变电
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由于人们生态环境保护意识的提高,无污染的供暖方式得到广泛应用。感应加热作为无污染供暖的核心技术,成为目前的研究热点。本文以热储能供暖系统的电磁感应加热装置为研究对象做了以下研究工作:首先,通过大量查阅相关文献,总结了国内外对电磁感应加热的研究成果,并指出其目前存在的问题和不足。在此基础上提出适合于热储能供暖系统的电磁感应加热装置的总体结构。进行了电磁感应加热控制电路设计。根据选定的整流电路和逆变电路的拓扑结构的工作原理,计算出适用于50k W/14k Hz的感应加热电源参数。其次,为了提高感应加热供暖效率,提出新的感应加热体结构,设计了加热体的具体参数。并利用ANSYS-Maxwell软件对感应加热体进行涡流场仿真,通过表面电流密度确定了加热体结构材料。同时得出加热体的涡流损耗,计算出电感值等,对比验证提出的结构要优于单管加热结构。然后使用ANSYS-Fluent模块对温度场进行了仿真,通过观察出水口温度,验证双管加热结构的优势。再次,根据计算得到的适用于50k W/14k Hz的感应加热电源参数,在Matlabsimlink软件里进行电路的搭建并仿真,得出电路的工作特性曲线,验证加热电源设计的合理性和可行性。然后对感应加热电源控制电路进行硬件以及软件的设计。选用STM32F101VBT6芯片为主控芯片,并对基本外围电路进行设计,包括控制电路、保护电路、通信电路等。编写了软件程序的流程图及软件代码。最后,搭建感应加热系统的实验平台,对所设计的电磁感应加热控制电路进行了实验验证。实验结果表明所设计的控制电路具有较好的控制效果。
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