中频感应加热炉温度控制系统的数学建模大学毕业论文

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1、中频感应加热炉温度控制系统的数学建模摘要：通过对中频感应加热炉温度控制系统的数学建模，可以更精确的对温度进行控制，从而得到电源功率与温升的最佳方案，使电能得到最高效的利用，从而在最快的时间内达到所需要的最准确的温度，减少工件的废品率，并提高生产效率。本文运用电磁学及热学的知识，研究中频感应加热炉温度控制系统电源输出功率与被加热材料电涡流的关系；电涡流与发热量的关系；发热量与温升的关系。从而得出电源的输出功率与被加热材料温升的电-热学模型。数学模型中运用金属材料学的知识考虑材料电阻、比热随温度变化而变化的影响，得出在这些条件影响下的数学模型。简化得出的加热

2、炉温度控制系统为一阶惯性系统。以某中频感应加热炉为例，计算各环节的数学关系并建立其温度控制系统的数学模型。这些研究工作为系统的仿真、技术培训及控制优化提供了理论基础。关键词：中频感应加热炉；温度控制系统；数学模型；感应线圈；涡流；发热量；温升ThemathematicalmodelingoftemperaturecontrolsystemaboutmediumfrequencyinductionheatingfurnaceAbstract：Basedonthemediumfrequencyinductionheatingfurnacetemperatur

3、econtrolsystemmodeling,canbemoreaccuratetemperaturecontrol,soastoobtainthepowerandtemperatureriseisthebestsolution,sothatelectricitycanbethemostefficientuse,resultinginthefastesttimetomeettheneedsofthemostaccuratetemperature,reducetherejectrate,andimproveproductionefficiency.Inth

4、ispaper,usingtheelectromagneticandthermalknowledge,studyofthemediumfrequencyinductionheatingfurnacetemperaturecontrolsystempowersupplyandthematerialtobeheatedelectriceddycurrent;eddycurrentandheat;heatandtemperaturerelationship.Thusthepoweroutputandthematerialtobeheatedtemperatur

5、eelectrothermalmodel.Amathematicalmodelusingmetalmaterialscienceknowledgeconsideringmaterial,heatresistancechangeswithtemperatureeffectsobtainedintheseconditions,mathematicalmodel.Simplifytheheatingfurnacetemperaturecontrolsystemasaninertialsystem.Amediumfrequencyinductionheating

6、furnaceasanexample,themathematicalrelationshipbetweenthecalculatedtoestablishthemathematicalmodelofthetemperaturecontrolsystem.Theresearchonthesystemprovidestheoreticalbasisforsimulation,technicaltrainingandControloptimizationtheoreticalbasis.Keywords：Mediumfrequencyinductionheat

7、ingfurnace;TemperaturecontrolSystem;Mathematicmodel;Inductioncoil;Eddycurrent;Calorificvalue目录1绪论11.1感应加热的基本原理11.2感应加热炉的作用11.3数学模型和一般建模方法21.3.1数学模型的定义及分类21.3.2一般的建模方法31.4常规加热炉的数学模型41.4.1简易的加热炉温度系统数学模型41.4.2连续加热炉的数学模型51.5课题研究的内容和目的61.6论文安排72中频感应加热炉系统结构分析82.1中频感应加热炉系统总体结构82.2中频电源的结

8、构分析92.3加热炉的结构分析102.4被加热材料的输送装置113中频感应加热炉