Keywords: high frequency induction; power extension; series resonance; coaxial cable; coaxial transformer  

目录

第一章绪论 1

1.1选题意义 1

1.1.1传统船板校平工艺 1

1.1.2感应加热船板校平工艺 1

1.2高频感应加热的原理 2

1.3高频感应加热的特点 2

1.3.1趋肤效应 2

1.3.2圆环效应 3

1.3.3邻近效应 3

1.4感应加热电源发展现状及趋势 4

1.4.1感应加热逆变电源发展 4

1.4.2高频电长距离传输导线发展 5

1.5谐振逆变器介绍 5

1.6本文主要研究内容 6

第二章高频感应加热校平机谐振电路 7

2.1电压型与电流型逆变器 7

2.2串联谐振 8

2.2.1串联谐振的电路原理 8

2.2.2串联谐振工作状态分析 11

2.3并联谐振 14

2.3.1并联谐振的电路原理 14

2.3.2并联谐振工作状态分析 17

2.4串联谐振与并联谐振对比分析 20

2.4.1串联谐振与并联谐振优缺点 20

2.4.2谐振拓扑结构选择 21

2.5串联谐振参数设计 22

2.5.1负载匹配设计 22

2.5.2补偿电容设计 23

2.6本章小结 25

第三章模拟仿真与工艺试验 27

3.1主电路模拟仿真 27

3.1.1谐振电路的搭建 27

3.1.2模拟仿真波形 28

3.2样机波形测试 28

3.3样机工艺试验 30

3.4本章小结 30

结论 31

参考文献 32

致谢 34

第一章绪论

1.1选题意义

从16年到现在，中国造船业急速扩张，基本打下了全世界的半壁江山。虽然在世界范围内行业处于没落状态，中国造船业确逆势扩张，超越了韩国和日本，一举得到全球第一的宝座。虽然严冬侵袭着造船业，导致韩国造船业遭遇“断崖式下跌”，日本造船业的复兴之日也遥遥无期，中国造船业虽然也在苦熬，却获得了中国政府的大力扶持，使订单量得到了保证，逆流而上，进行了市场份额的扩张以及对产业结构进行升级。

据中国工信部统计，2016年的第一季度，全国造船业接到了大量的新订单。这一季度里中国的造船完工量，新接订单量，手持订单量分别占比31.0%、83.2%和42.8%，其中新接订单量比去年同期提高了50.9个百分点。

现代船舶制造的关键工艺技术就是造船焊接技术，在建造船体的过程中，焊接工时约占总工时的30%～40%。而且，焊接后的船板会出现一些不可避免的变形，此时则需要进行较平工作。

1.1.1传统船板校平工艺

目前主流的较平技术大多采用火焰加热，即利用燃着的氧乙炔对待校平钢板直接加热，从而使钢板中的残余应力得到释放，实现较平的效果。这种方法因设备简单、操作方便而得以流行，然而该方法存在一些缺点：

（1）火焰加热温度场分布不均匀；

（2）矫正效果会受到操作者熟练度的严重影响；

（3）可能会引起残余应力和收缩变形，影响矫正效果；

（4）可能会引起结构组织性能变化，影响矫正效果。

1.1.2感应加热船板校平工艺

高频感应加热校平机则是为解决以上问题应运而生的。它利用待校平钢板在交变电流形成的交变磁场中产生涡流，从而产生热量，达到校平的目的。

由于高频感应加热校平机要求工作半径大，而大功率高频交流电在远距离传输中损耗很大，严重影响校平机的运作，因此这个问题必须彻底解决。

1.2高频感应加热的原理

高频感应加热是利用电磁感应来加热电导体（一般是用来加热金属）的一种方式。这种方法会在金属中产生涡电流，依靠电阻造成金属的焦耳加热。感应加热器包括一个电磁铁，其中会通过高频的交流电，若物体有较大的磁导率，也可能会因为磁迟滞现象的损失而产生热。使用的交流频率依欲加热物品的尺寸金属种类，加热线圈和欲加热物品的耦合程度以及渗透深度来决定。