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车身部件电磁感应辅助加热装置的研究

车身部件电磁感应辅助加热装置的研究

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作者：毛正杰山东理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着汽车工业的发展,汽车保有量日益增加,汽车维修行业也在与时俱进,逐渐向智能、高效、绿色的方向发展。传统的车身部件修复技术因效率低、容易对车身部件带来额外伤害,逐渐被新型凹陷修复技术取代。新型修复技术通常用到热矫... 详细信息

近年来,随着汽车工业的发展,汽车保有量日益增加,汽车维修行业也在与时俱进,逐渐向智能、高效、绿色的方向发展。传统的车身部件修复技术因效率低、容易对车身部件带来额外伤害,逐渐被新型凹陷修复技术取代。新型修复技术通常用到热矫正的方式对车身部件进行修复,其中加热方式的选择会直接影响修复的效率和质量,感应加热技术因其高效、智能、绿色的优点,在车身部件修复领域逐渐成为了一种重要的加热方式。论文以车身部件电磁感应辅助加热系统开发项目为背景,针对车身修复中车身部件的感应加热问题,对高频电磁感应加热系统的控制方法及其负载特性进行研究,设计了用于车身部件辅助加热的串联谐振感应加热电源设计方案,并将整个系统分为功率电路和控制电路两大部分,根据车身部件加热对感应加热电源提出的要求,设计相应的功能模块并对系统硬件进行参数设计,通过搭建电磁感应加热实验平台,验证控制方法的有效性。本文的研究内容主要有以下几个方面:(1)首先对电磁感应加热技术的基本原理和特点进行分析,根据负载感应器的结构建立了等效电路模型,并通过实验测得系统负载在不同频率下的等效电阻和等效电感,之后通过对两类半桥串联谐振逆变器的特性进行理论分析和仿真分析,得到二者的输入输出特性,通过对比分析选择第II类半桥串联谐振逆变电路作为本文所研制电磁感应加热装置的主电路。(2)根据系统性能要求分别对功率电路和控制电路两部分进行了参数设计,并对相关器件进行选型,其中功率模块包括电源滤波电路、整流滤波电路、半桥串联谐振逆变电路以及负载感应器等,控制电路包括主控制器电路、采样与保护电路、IGBT驱动信号传输控制电路和LCD显示电路等。(3)采用了脉冲密度调功和脉冲频率调功的方式调节电磁感应加热系统的输出功率,针对脉冲频率调功方式在低功率段调功能力差的缺点,将两种调节方式相结合,共同控制系统的输出功率,在提高了系统功率调节能力的同时,还提高了系统的效率,最后在电磁感应加热系统的仿真模型中进行了仿真,验证了调功方法的合理性。(4)搭建了电磁感应加热实验平台,并对各功能模块进行了测试,LCD显示、过流保护、过温保护以及IGBT驱动信号传输控制等功能符合设计预期。其次,通过对比负载电流和下管两端电压的仿真波形和实验测试波形,验证了感应加热装置的仿真分析结果和实验分析结果具有一致性。最后在电磁感应加热实验平台上验证了脉冲密度调制和脉冲频率调功的有效性,并通过测量加热前后车身部件的温度变化和变形大小,表明了本文所研制的电磁感应加热装置可以完成车身部件辅助加热的任务。

关键词：车身部件修复感应加热脉冲密度调功脉冲频率调功

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