电磁炉加热水分析—电磁 热 结构耦合分析

电磁炉加热水分析—电磁热结构耦合分析

ANSYS作为一个强大的耦合场分析软件，其多个场的模拟分析可以很好的结合，下面以电磁炉加热一碗水为例，模拟耦合场的经典应用. 注意：模拟中用到的分析数据：电磁线圈频率、电流、线圈圈数、导线面积、电流密度、材料参数和散热系数等相关分析均为假设数据，真实数据请查阅相关资料或根据产品性能添加。

图1 耦合场分析

实例介绍：

电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，它利用高频的电流通过环形线圈，从而产生无数封闭磁场力，当磁场那磁力线通过导磁（如：铁质锅）的底部，会产生无数小涡流（一种交变电流，家用电磁炉使用的是15-30KHZ的高频电流），使锅体本生自行高速发热，达到加热食品的目的。

图2电磁炉加热基本原理

1.分析模型介绍

模型建立为一个底部圆环模拟线圈，其上一个平板模拟陶瓷板，其上铁碗，碗中半碗水，为了便于后续的分析，将模型分割为对称的4个部分如图所示

图3 分析模型

2.分析过程：

在Workbench中建立耦合场的分析模块，使用Magnetostatic建立磁场分析模块，使用瞬态热分析模块读取磁场分析的功耗，查看水升温的时间，建立结构分析模块读取热分析的温度分布，来获取结构相关的结果。

图4 Workbench耦合场分析流程

2.1电磁场分析

底板线圈使用电流密度添加电流模拟线圈电流，这样在线圈上不会产生涡流效应导致的电流分布不均匀现象，其值为 I=单根导线电流*线圈圈数/线圈截面积，由于线圈为高频交流电，根据电磁理论在碗底的铁质体上产生涡流，靠涡流生成的电流来加热碗底，并可以读取相应的热生成功率。

分析中注意的事项：

1）加载电流密度的圆环模型要建立圆心的圆柱坐标系，将其模型坐标系为圆柱坐标系，Y轴为圆环的圆周方向，模拟电流的流向。

2）静态磁场分析默认为117单元，是不产生涡流效果的，可以更改模型的单位类型关键字，将碗底的模型单元更改为117,1单元，或者更改为236单元，设置相应的关键字。

分析中加载电流密度并设置为谐波分析：

bfe,conductor,js,2,current_density ！加载电流密度

！高频求解

/solu

anty,harm

harfr,30000

solve

底盘线圈的电流密度结果如图所示，

图5 底盘线圈电流密度图6涡流效果电流密度

图7 碗底涡流密度图8 涡流效果热生成率

读取热生成功率，获取相应的功率结果为155W。

/post1

set,1

cmsel,s,steel

powerh

my_powerloss=PAVG

2.2瞬态热分析

加载瞬态热分析模块Transient Thermal，链接磁场分析的网格部分，打开瞬态热分析模块，这样会读取相应的网格模型和材料设置，需要抑制掉空气部分。

在瞬态热分析中设置相应的分析时间长度为600s，步数为600步，设置相应的散热系数，如图所示将插入commands命令，读取磁场生成的热结果

ldread,hgen ！读取热结果

加热碗的最大温度的温升曲线如图所示，600s时刻的温度分布结果如图所示，

图9 设置散热系数图10 温度随时间变化曲线

图11 碗底温度图12 碗整体温度

2.3结构分析

加载结构模块structural，链接磁场分析的网格部分，打开后读取磁场分析相应的网格模型和材料设置，同样需要抑制掉空气部分。设置好边界条件之后读取上一步的热生成的温度，根据相应的材料参数可以获取碗的膨胀变形量和应力分布情况，如图所示

读取温度分布载荷

ldread,temp

图13 碗应力分布图14 碗变形分布

图15 碗变形分布

Workbench作为一个分析平台可以将多个独立的物理场很好的耦合

到一起，很好的解决多电磁场、热、结构以及流体等物理场的耦合计算。

多物理场分析能够更全面的展示一些设备的多个输入因素导致的相

互作用，电磁炉的耦合场分析可以应用于模拟淬火加热零件、电机受力、双金属片弯曲等相关的电、热和结构耦合的分析，能够获取相关

的温度、变形、线圈参数等需要的关键数据。

另外workbench的多物理场仿真能够更好的共享模型和模型网格，

通过读取载荷能够更好的匹配热、力等载荷数据，使计算快速准确，

使仿真能够显著的减少实验次数，提高准确度，并缩短产品开发时间。

ANSYS Example07热-结构耦合分析算例 (ANSYS)

07 热－结构耦合分析算例(ANSYS) 在土木工程结构中，温度应力在很多情况下对结构的影响很大。很多时候需要先对结构进行热传导分析，得到结构内部的温度应力分布，再进行结构分析，得到由于温度产生的结构内力。ANSYS提供了很方便的热分析－结构分析切换工具，本节将以一个圆环的热应力分析为例，介绍ANSYS提供的相关功能。 (1)首先进行热分析，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete， 选择添加单元为Quad 4 node 55 号热分析单元 (2)进入ANSYS主菜单Preprocessor->Material Props->Material Models，添加热传导速率 参数Thermal->Conductivity->Isotropic，设定热传导速率为0.07。添加力学属性Structural->Linear->Elastic->Isotropic，设定弹性模量为30e9，泊松比为0.2。添加热膨胀系数Structural->Thermal Expansion->Secant Coefficient->Isotropic，设定热膨胀系数为1e-5。 (1)开始建立模型。还是按照ANSYS标准的点、线、面、体建立模型。首先建立关键点。 在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints->In Active CS，输入以下关键点信息 (2)下面开始建立弧线。在ANSYS主菜单Preprocessor-> Modeling-> Create-> Lines-> Arcs-> By End KPs&Rad，首先点选关键点2和3，然后点选中心点1，最后输入半径为5，生成第一个圆弧。接着点选关键点4和5，然后点选中心点，输入半径8。生成第二个圆弧 (3)在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Lines->Straight Line，连接关键 点2，4和3，5。组成圆环轮廓 (4)在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Arbitrary->By Lines，点选圆环周 边轮廓线，生成圆环面。 (5)下面划分网格，由于本模型只有一种单元一种材料，所以不必复杂的设置属性。进入

ABAQUS顺序热力耦合分析实例

ABAQUS顺序热力耦合分析实例此实例中需要确定一个冷却栅管的温度场分布。温度场的求解采用稳态热分析，在此之后还将进行热应力分析来求出冷却栅管在温度作用下产生的位移和应力分布。由于冷却栅管比较长，并且是轴对称结构，根据上述特点，可以简化有限元分析模型。此实例中使用国际单位制。 1、part中创建轴对称可变形壳体，大致尺寸为1，通过creat line创建一个封闭曲线（0.127,0） （0.304,0）（0.304,0.006）（0.152,0.006）（0.152,0.031）（0.127,0.031）（0.127,0） 使用creat Fillet功能对模型倒角处设置0.005的倒圆角。倒角后，模型并未改变，需要在模型树中，part下的Features右键，Regenerate，最终模型如下图所示。 2、在材料模块中定义密度7800，弹性模量1.93E11，泊松比0.3。所不同的是，热分析还需 要指定热传导系数以及比热。在Thermal里输入参数，热铲刀系数25.96，比热451。 3、创建截面属性以及装备部件，和普通的静力分析设置一样。 4、Step有所不同，分析类型仍为通用分析步，下面要更改为Heat Transfer。在Edit Step窗 口中，使用默认的瞬态分析（Transient），时长设置为3s。切换到Incrementatin进行相应的设置，如下图。

5、Load模块中，设置左边温度为100度，右边及上边温度为20度。Creat BC，类型选择 Other>Temperature。在纯粹的热传导分析方程中，没有位移项，因此不会发生刚体位移，这里也就不需要设置位移边界条件。 6、接下来划分网格，种子尺寸给0.005，单元类型需要在单元族中选择专门用来热分析的 Heat Transfer，查看下面确保使用的单元为DCAX4。使用结构化的全四边形网格划分方法。 7、到此，热分析的设置已经完成，可以提交计算，完成后，查看变量NT11即为节点温度。

电磁炉工作原理=电路图

电磁炉工作原理 简介 1.1电磁加热原理 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60HZ的 交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHZ的高频电压，高速变化的电 流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿（导磁又导电材料）底部金属体内 产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。 1.2 47系列筒介 47系列是由正夫人旗下中山电子技术开发制造厂设计开发的全新一代电磁炉，面板有LED发光二极管 显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式、TFT真彩显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、 自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有500W?3400W的不同机种，功率调节范围为额定功率的90%,并且在全电压范围内功率自动恒定。200?240V机种电压使用范围为 160?260V, 100?120V 机种电压使用范围为90?135V。全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。使 用环境温度为-23 C ~45 'C。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2 小时不按键（忘钾机）保护、IGBT温度限制、IGBT温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。 47系列须然机种较多，且功能复杂，但不同的机种其主控电路原理一样，区别只是零件参数的差异及CPU程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8位4K内存的单片机组成，外围线路简单且零件极少 ， 并设有故障报警功能，故电路可靠性高，维修容易，维修时根据故障报警指示，对应检修相关单元电路，大部分均可轻易解决。 二、电磁炉工作原理分析 2.1特殊零件简介 2.1.1 LM339 集成电路

全面讲解电磁炉的工作原理(修正排版)

最详细电磁炉原理讲解 一、原理简介 电磁炉是应用电磁感应加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，该磁场的磁力线通过铁质锅底部的磁条形成闭合回路时会产生无数小涡流，使铁质锅体的铁分子高速动动产生热量，然后加热锅中的食物。 二、电磁炉的原理方块图 三、电磁炉工作原理说明 1.主回路

图中桥整DB1将工频（50HZ）电流变成直流电流，L1为扼流圈，L2是电磁线圈，IGBT 由控制电路发出的矩形脉冲驱动，IGBT导通时，流过L2的电流迅速增加。IGBT截止时，L2、C12发生串联谐振，IGBT的C极对地产生高压脉冲。当该脉冲降至为零时，驱动脉冲再次加到IGBT上使之导通。上述过程周而复始，最终产生25KHZ左右的主频电磁波，使陶瓷板上放置的铁质锅底感应出涡流并使锅发热。串联谐振的频率取之L2、C12的参数。 C11为电源滤波电容，CNR1为压敏电阻（突波吸收器）。当AC电源电压因故突然升在时，即瞬间短路，使保险丝迅速熔断，以保护电路。 2.副电源 开关电源式主板共有+5V，+18V两种稳压回路，其中桥式整流后的+18V供IGBT的驱动回路和供主控IC LM339和风扇驱动回路使用，由三端稳压电路稳压后的+5V供主控MCU使用。 3.冷却风扇 主控IC发出风扇驱动信号（FAN），使风扇持续转动，吸入外冷空气至机体内，再从机体后侧排出热空气，以达到机内散热目的，避免零件因高温工作环境造成损坏故障。当风扇停转或散热不良，IGBT表贴热敏电阻将超温信号传送到CPU，停止加热，实现保护。通电瞬间CPU 会发出一个风扇检测信号，以后整机正常运行时CPU发出风扇驱动信号使其工作。

蒸汽管道温度损失计算及分析

热水供热管道的温降 1 ?计算基本公式 式中：管道单位长度传热系数w∕'m ?°C tp —管内热媒的平均温度°C tk —环境温度。C G —躺质量流量1? / S O C —热水质量比热容J / Kg. O 1 ——管道长度ni 由于计算统果为每米温降，所以L 取Im 1?2?管道传热系数为 k = ____________________ 1 __________________ g 1 壬 1 ] d i4,1 1 ------------ F > ----------- In E H -------------------- H n ^Zd n ι=ι 1 "w w 式中： J , %—分别为管道内外表面的换了系数w∕m 2?o C dn , 分别为管道（含保温层）内外径m &—管道各层材料的导热系数 w∕m ?°C （仝属的导热系数很高，自 身热阻很小，可以忽略不计）。 1 —管道各层材料到管道中心的距离m 1?1温损计算公式为: At=kg(tp-tQ 1 G ?C

J 2.1内表面换热系数的计算 根据H.Hansen的硏究结果”管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: Pr为普朗特常数查表可得，本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得： 90摄氏度时Pr=1.95;S 75摄氏度时Pr=2.38; 2?2外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式，管道对土壤的换热系数有： 式中： 人一管道埋设处的导热系数。 Ilt—管道中心到地面的距离。 3 ?假设条件： A. 管道材料为碳钢（w"5% ） B. 查表得：碳钢在75和90摄氏度时的昙热系数A都趋近于 36.7 w∕m?°C

电磁炉电路图

电磁炉电路图: 1 2 345 6 A B C D 6 5 4 3 2 1 D C B A Title N u mb er R e v is io n Siz e B D a te :21-D e c-2002 She e t of File : D :\d cl\p d\M C -PD .d db D ra w n B y : L1400UH C15uF/400DC C2101/35V IGB T 1 SGL25N120RUFD R3 330K*/1/2W R5 150K*/1/2W R6150K*/1/2W R71K2*/1/6W C356P/35V R84K7*/1/6W R9 240K*/1/2W R10240K*/1/2W 9 8 14 U1C LM339 7 6 1 U1B LM339 11 10 13 U1D LM339 D34148 R11330/1/6W C4101/35V R 17 330R /1/6W D44148 D54148 D64148R18 6K8*/1/6W C6222J R20 4K7*/1/6W R 19 2K */1/6W R22 5K1*/1/6W 1 2 3 4 5 6 7 U2 TA8316AS D74148R2310K /1/6W R3127k/1/6W C7 681/35V R3247R /1/2W R33 3R9/1/2W BUZ115240 R24 10K */1/6W 5 4 2 3 12 U1A LM339 R34 3.3K*/1/6W R3520K /1/6W R4 330K*/1/2W TOSHIB A TA8316S C80.27uF/1200VDC Q1 2SC 1815 C 9 2.2u F /16V R39120K/1/6W R40 56R /1/6W D84148 RTK175C D144148 R412K*/1/6W FAN1 12V DCFA N Q28050 R38 1K/1/6W D154148 CN1 XH2.54-2 CN3XH2.54-3 RT1 100K CN2EH2.54-2 C102.2uF/16V R424K7*/1/6W R43750R/1/6W R45 1M/1/6W Q49015Z1 3.6V/1/2W R44750R/1/6W C13104/35V R 25 10K /1/6W C14104/35V XL116M R64 330K*/1/2W C23101/35V R4715K */1/6W C15104/35V R 48 24K */1/6W D16 4148 C112.2uF/16V R216K2*/1/6W C24 104/35V C5101/35V D94148 新电磁炉电路图 IR Q 1 1 PTA 0/K B I02V SS 3O SC 1 4O SC 2/PTA 6/K B I65 PTA 1/K B I16 V D D 7 PTA 2/K B I28PTA 3/K B I39PTB 7/A D C 710PTB 6/A D C 611PTB 5/A D C 512PTD 713PTD 6 14 PTB 4/A D C 4 15 PTD 0/A D C 1116PTB 3/A D C 317PTB 2/A D C 218PTD 1/A D C 1019PTB 1/A D C 120PTB 0/A D C 021PTD 3/A D C 822PTA 4/K B I423PTD 2/A D C 924PTD 5/TC H 125PTD 4/TC H 026PTA 5/K B I527R ST 28U3MC 68HC908J L3 C16103/35V L2 130uH R50 1K/1/6W R1210K /1/6W Q59014 R514K7/1/6W （线圈盘） D104148 R523K9/*1/6W FUSE 112A /250V U VAR110D 471 C31 2uF/250VAC A C 1 A C 2 + 3 - 4 B1 1507 R134K7/1/6W R26 4K7/1/6W R53 10K /1/6W C32333/35V Q99014 +5V ZER O Q7 D667/E CB Q8 D667/E CB T1 TRANS R 54 560R /1/2W Z2 13V /1/2W C17104/35V C 33 47u F /25V C 35 100u F /25V R55 560R/1/2W Z 318V /1/2W C18104/35V K 1K 2 K 3K 4 V O L ZER O B 0B 1B 2B 3B 4C 0C 1C 2C 3K 1 K 2K 3K 4O U T FA N PW R B U Z TEM P V V O L C U R R EN T B U Z R ST +12V FA N +5V R ST +5V TEM P +5V V C26 100uF/16V C3447uF/25V C36 470uF/35V C 37 220u F /35V +12V +18V D171N4004 D 181N 4004D191N4004 D201N4004 C38470uF/25V R56 680R/1/2W R154K7/1/6W Q3D667 U4 TL 431 R164K7/1/6W C27100uF/16V C20 104/35V +5V +18V PW M +5V O U T +5V +5V ZER O C391uF/16V C B 18V/500mA O S1O S2 PTA 0 M C U #2 D 21IN 4004 R 62 240K */1/2W R 63 240K */1/2W R 651M /1/6W R 6656R /1/6W D 134148 D 244148 C 432.2U /16V +5 D 23IN 4004 1 2C N 5SH 3.96-2 C 25 47U /16V C 29 100U /16V C 19104/35V +5 Q69014 R 14 4K 7/1/6W CT11:/850 C12103/35V R2330*/1/6w D 14148D 24148 D 114148 D 224148V R 11K D 254148 D 264148 R 27 7.5K */1/6W R 28 51K /1/6W R 1 330/1/6W C U R R EN T C 212.2U /16V +5 +18V +5 C 22333/35V 123C N 4SH 3.96-3 123456789 C N 6C O N 9 12345678910 C N 10C O N 10 12345678910 C N 11C O N 10 + 12 34 5 C N 9 C O N 5 R 291k/1/6w +5 功率板 C N 11-6 C N 11-5 C N 11-7 C N 11-8 C N 11-1C N 11-2 C N 11-3 C N 11-4 C N 11-10 C N 11-9 K 2G N D K 3K 4K 1B 2B 1B 0B 4C 2B 3C 3C 1C 0 控制板 控制板 控制板 功率板C 28104/35V R 301M /1/6W C 30474/35V C 40103/35v C 41103/35V C 42103/35v R 70 10K /1/6W R 6910K /1/6W R 6810K /1/6W R 6710K /1/6W +5 R 9R 3R 63R 64R 5R 4I 1I 2G N D O U T C 45 100U /35V

第19章热-结构耦合分析

第19章热－结构耦合分析 热－结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题。由于结构温度场的分布不均会引起结构的热应力，或者结构部件在高温环境中工作，材料受到温度的影响会发生性能的改变，这些都是进行结构分析时需要考虑的因素。为此需要先进行相应的热分析，然后在进行结构分析。热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。本章主要介绍在ANSYS中进行稳态、瞬态热分析的基本过程，并讲解如何完整的进行热－结构耦合分析。 19.1 热－结构耦合分析简介 热－结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力、应变和位移等物理量影响的分析类型。对于热－结构耦合分析，在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法，即先进行热分析求得结构中的温度场，然后再进行结构分析，且将前面得到的温度场作为体载荷加到结构中，求解结构的应力分布。为此，我们需要先了解热分析的基本知识，然后在学习耦合分析方法。 19.1.1 热分析基本知识 ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。 如果系统的净热流率为０，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q生成-q流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。

基于热力耦合的汽油机曲柄连杆机构结构分析

基于热力耦合的汽油机曲柄连杆机构结构分析 高洪1，胡静丽2，张海涛1，柳剑玲2，李玲纯1 （1.安徽工程大学机械与汽车工程学院 安徽芜湖 241000） （2.芜湖市质量技术监督局，安徽 芜湖 241000） 摘要：基于能量守恒、质量守恒和理想气体状态方程，建立汽油机作功行程气体质量、温度、压力随曲轴转角的函数关系求解模型。在此基础上，将曲柄连杆机构视为装配体，基于单区模型对该装配体进行热力学分析，基于多体动力学对该装配体进行机械负荷分析。最后在ANSYS12.1软件中实现该装配体的热力耦合分析。上述方法可用于解决曲柄连杆机构结构设计的强刚度评价问题，有助于缩短汽油机开发周期和减少成本。 主题词：汽油机；装配体；热负荷；机械负荷；热力耦合；结构分析 1 引言 对内燃机曲柄连杆机构的结构设计强刚度评价，一般有实验法和理论分析法两种。实验法固然可靠，但周期长耗资大；而理论分析法则一般对活塞作热力学分析，对连杆曲轴等只 作单一机械负荷分析[1~3]。 我们认为，从内燃机工作实际看，曲柄连杆机构应是机械负荷与热负荷耦合作用的。因此本文将多场耦合技术与装配体有限元分析技术结合，提出了基于热力耦合分析的汽油机曲柄连杆机构结构分析方法，可用于解决曲柄连杆机构结构设计的强刚度评价问题。 对内燃机工作过程的数值模拟，一般有单区（Single-Zone ）模型、双区模型、多区（Multi-Zone ）模型等。单区模型满足基本假设，即系统内各参数不随空间坐标而变化，只随曲轴转角而变化，其对应的数学模型为常微分方程组。而双区模型、多区模型则是单区模型的推广，前者用于排气污染分析和预测，后者则是将系统划分为n （n ≥3）个互相独立的子区，每个子区内各自满足单区模型基本假设，通过联立n 组微分方程可得燃烧室内各参数的数值解。 因讨论的目标是曲柄连杆机构各零件的强刚度问题，只涉及汽油机负荷、速度等运行特性并不计算有害排放物，故热力学分析中采用单区模型；机械负荷分析中则依据多体动力学进行。最后在ANSYS12.1软件中实现曲柄连杆机构装配体的热力耦合分析。 2 作功行程气体质量、温度、压力随曲轴转角的关系 四冲程汽油机工作过程是包含物理、化学、流动、传热、传质的复杂过程，一般由能量守恒方程、质量守恒方程和理想气体状态方程把整个过程联系起来： ???? ?????=+=-+-+++=mRT pV d dm d dm d dm u h d dm u h d dm d dV p d dQ d dQ mc d dT e s e e s s W B v ?????????)]()([1 （1） 其中，?为曲轴转角，Q B 为燃料在气缸内燃烧放出的热量，Q W 为通过气缸壁面传入或传出的热量，h S 为进气门处工质的比焓，h e 为排气门处工质的比焓，u 为工质的比内能，c v 为定容过热比热容，m 为气缸内工质质量，m s 为流入气缸的质量，m e 为流出气缸的质量，R 为气体常数，p 为气缸内工质压力，V 为气缸工作容积，T 为气缸内工质温度。

电磁炉工作原理=电路图

电磁炉工作原理 简介 1.1 电磁加热原理 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz 的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz 的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿( 导磁又导电材料) 底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。 1.2 47 系列筒介 47 系列是由正夫人旗下中山电子技术开发制造厂设计开发的全新一代电磁炉,面板有LED 发光二极管显示模式、LED 数码显示模式、LCD 液晶显示模式、VFD 莹光显示模式、TFT 真彩显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/ 关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有500W~3400W 的不同机种, 功率调节范围为额定功率的90%, 并且在全电压范围内功率自动恒定。200~240V 机种电压使用范围为160~260V, 100~120V 机种电压使用范围为90~135V 。全系列机种均适用于50 、 60Hz 的电压频率。使用环境温度为-23 ℃~45 ℃。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/ 短路保护、 2 小时不按键( 忘钾机) 保护、IGBT 温度限制、IGBT 温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT 测温传感器开/ 短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE 抑制、VCE 过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。 47 系列须然机种较多, 且功能复杂, 但不同的机种其主控电路原理一样, 区别只是零件参数的差异及CPU 程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8 位4K 内存的单片机组成, 外围线路简单且零件极少, 并设有故障报警功能, 故电路可靠性高, 维修容易, 维修时根据故障报警指示, 对应检修相关单元电路, 大部分均可轻易解决。 二、电磁炉工作原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339 集成电路

电磁炉原理图和工作原理

目录 一、简介 1.1 电磁加热原理 1.2 458系列简介 二、原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339集成电路2.1.2 IGBT 2.2 电路方框图 2.3 主回路原理分析 2.4 振荡电路 2.5 IGBT激励电路 2.6 PWM脉宽调控电路2.7 同步电路 2.8 加热开关控制 2.9 VAC检测电路 2.10 电流检测电路 2.11 VCE检测电路 2.12 浪涌电压监测电路2.13 过零检测 2.14 锅底温度监测电路2.15 IGBT温度监测电路

2.16 散热系统 2.17 主电源 2.18辅助电源 2.19 报警电路 三、故障维修 3.1 故障代码表 3.2 主板检测标准 3.2.1主板检测表 3.2.2主板测试不合格对策 3.3 故障案例 3.3.1 故障现象1 一、简介 1.1 电磁加热原理 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz 的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，

然后再加热器皿内的东西。 1.2 458系列简介 458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED 数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。使用环境温度为-23℃~45℃。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT温度限制、IGBT 温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE 抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。 458系列虽然机种较多,且功能复杂,但不同的机种

电磁炉工作原理说明之电路分析

电磁炉工作原理说明之电路分析 1、主回路 图中整流桥BI将工频（50HZ）电压变成脉动直流电压，L1为扼流圈，L2是电磁线圈，IGBT由控制电路发出的矩形脉冲驱动，IGBT导通时，流过L2的电流迅速增加。IGBT截止时，L2、C21发生串联谐振，IGBT的C极对地产生高压脉冲。当该脉冲降至为零时，驱动脉冲再次加到IGBT上使之导通。上述过程周而复始，最终产25KHZ左右的主频电磁波，使陶瓷板上放置的铁质锅底感应出涡流并使锅发热。串联谐振的频率取之L2、C21的参数。 C5为电源滤波电容。CNR1为压敏电阻（突波吸收器），当AC电源电压因故突然升高时，瞬间短路，使保险丝迅速熔断，以保护电路。 2、副电源

开关电源提供有+5V，+18V两种稳压回路，其中桥式整流后的+18V供IGBT 的驱动回路，同步比较IC LM339和风扇驱动回路使用，由三端稳压电路稳压后的+5V供主控MCU使用。 3、冷却风扇 当电源接通时主控IC发出风扇驱动信号（FAN），使风扇持续转动，吸入外冷空气至机体内，再从机体后侧排出热空气，以达至机内散热目的，避免零件因高温工作环境造成损坏故障。当风扇停转或散热不良，IGBT表贴热敏电阻将超温信号传送到CPU，停止加热，实现保护。通电瞬间CPU会发出一个风扇检测信号，以后整机正常运行时CPU发出风扇驱动信号使其工作。 4、定温控制及过热保护电路

该电路主要功能为依据置于陶板下方的热敏电阻（RT1）和IGBT上的热敏电阻（负温度系数）感测温度而改变电阻的一随温度变化的电压单位传送至主控IC（CPU），CPU经A/D转换后对照温度设定值比较而作出运行或停止运行信号。 5、主控IC（CPU）主要功能 18脚主控IC主要功能如下： （1）电源ON/OFF切换控制 （2）加热火力/定温温度控制 （3）各种自动功能的控制 （4）无负载检知及自动关机 （5）按键功能输入检知 （6）机内温升过高保护 （7）锅具检知 （8）炉面过热告知 （9）散热风扇控制 （10）各种面板显示的控制 6、负载电流检知电路 该电路中T2（互感器）串接在DB（桥式整流器）前的线路上，因此T2二次侧的AC电压可反映输入电流的变化，此AC电压再经D13、D14、D15、D5全波整流为DC电压，该电压经分压后直接送CPU的AD转换后，CPU根据转换后的AD 值判断电流大小经软件计算功率并控制PWM输出大小来控制功率及检知负载

电磁炉原理图和工作原理与维修(全)

电磁炉原理图和工作原理与维修 目录 一、简介 (2) 1.1 电磁加热原理 (2) 1.2 458 系列简介 (2) 二、原理分析 (2) 2.1 特殊零件简介 (2) 2.2 电路方框图 (4) 2.3 主回路原理分析 (5) 2.4 振荡电路 (6) 2.5 IGBT 激励电路 (7) 2.6 PWM永宽调控电路 (7) 2.7 同步电路 (7) 2.8 加热开关控制 (8) 2.9 VAC检测电路 (8) 2.10 电流检测电路 (9) 2.11 VCE检测电路 (9) 2.12 浪涌电压监测电路 (10) 2.13 过零检测 (10) 2.14 锅底温度监测电路 (11) 2.15 IGBT 温度监测电路 (11) 2.16 散热系统 (12) 2.17 主电源 (12) 2.18 辅助电源 (12) 2.19 报警电路 (13) 三、故障维修 (13) 3.1 故障代码 (13) 3.2 主板检测标准 (13)

3.3 故障案例 (15) 一、简介 1.1 电磁加热原理电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz 的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz 的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿（导磁又导电材料）底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。 1.2 458 系列简介 458 系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉, 界面有LED发光二极管显示模式、LED数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/ 关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%并且在全电压范围内功率自动恒定。200~240V机种电压使用范围为 160~260V,100~120V机种电压使用范围为90~135V全系列机种均适用于50、60Hz 的电压频率。使用环境温度为-23 C ~45C。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键（忘记关机）保护、IGBT 温度限制、IGBT 温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE W制、VCE过高保护、过零检测、小物 检测、锅具材质检测。 458 系列虽然机种较多, 且功能复杂, 但不同的机种其主控电路原理一样, 区别只是零件参数的差异及CPU程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8位4K 内存的单片机组成, 外围线路简单且零件极少, 并设有故障报警功能, 故电路可靠性高, 维修容易, 维修时根据故障报警指示, 对应检修相关单元电路, 大部分均可轻易解决。 二、原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339集成电路

热结构耦合

第21章热－结构耦合分析 热－结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题。由于结构温度场的分布不均会引起结构的热应力，或者结构部件在高温环境中工作，材料受到温度的影响会发生性能的改变，这些都是进行结构分析时需要考虑的因素。为此需要先进行相应的热分析，然后在进行结构分析。热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。本章主要介绍在ANSYS中进行稳态、瞬态热分析的基本过程，并讲解如何完整的进行热－结构耦合分析。 21.1 热－结构耦合分析简介 热－结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力、应变和位移等物理量影响的分析类型。对于热－结构耦合分析，在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法，即先进行热分析求得结构的温度场，然后再进行结构分析。且将前面得到的温度场作为体载荷加到结构中，求解结构的应力分布。为此，首先需要了解热分析的基本知识，然后再学习耦合分析方法。 21.1.1 热分析基本知识 ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热对流是指固体的表面和与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。 如果系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q生成-q流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。

电磁炉电路图及工作原理全面解析

电磁炉电路图及工作原理全面解析 现在电磁炉已经用它的物美价廉特性慢慢打破了燃气灶不可替代的地位。知己知彼百战百胜，这里小编以电磁炉电路图和工作原理给大家做一个全面解析 一、什么是电磁炉 电磁炉(又名电磁灶)--是现代厨房革命的产物，是无需明火或传导式加热的无火煮食厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具(炉具). 二、电磁炉工作原理 电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能(故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为'烹饪之神'和'绿色炉具'。 三、电磁炉的主要构成： 电磁炉主要有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。

①电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板、线圈盘及热敏支架、风扇马达等。 ②结构性包装部分包括：瓷板、塑胶上下盖、风扇叶、风扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。 四、电磁炉的特点 ● 小巧灵活的设计便于移动设备，功率的设计确保快速的出菜速度。 ● 大范围功率调节。 ● 耐600℃高温、抗冲击、高强度微晶下班。 ● 优质线圈和零部件。 ● 超高可靠性控制部件确保恶劣环境使用。 ● 先进的主板设计和软件控制技术。 ● 智能化模糊逻辑控制技术确保最佳烹饪效果。 ● 软启动技术延长设备使用寿命。 ● 多层保护：锅体自动检测和电热保护自动切断。 ● 电源，防止意外事故的发生。 ● 智能显示和自动报警装置。 ● 5段协率调节确保温度均匀和食品美味。 ● 数码显示有利于中餐食品标准化的推广。 ● 超静音有利于中餐食品标准化的推广。 ● 超静音设备改善厨房工作环境。 ● 全不锈钢结构设计。 五、与燃气、燃油炉具比较的优点 功能完善： 可替代完成传统炉具的煎、炒、煮、蒸、炖、扒、煲等各类烹调功能，特别适合燃料供应以及安全条件受限制的场合。 绿环保保： 无燃烧废气排放、不消耗氧气、无噪音、无污染、省能源。 操作简便： 一键式操作与数码显示简单明了，智能化电脑控制技术具备自动检测锅体、过热及空烧保护、过载保护功能。 安全可靠： 无明火燃烧、无废气排放、无燃烧泄漏，可避免人员及环境安全隐患、比传统的燃油、燃气炉具更安全并扩大了场地使用限制(例如地下室、高层建筑的顶楼厨房);并配置多重安全保护装置，

电磁炉各单元电路原理详解

电磁炉各单元电路原理详解 任何一种设备，只要理解、掌握了它的工作原理，那么使用、维修起来就会觉得比较容易。本章中作者主要对所收集的３０多种品牌的电磁炉的各种单元电路进行原理讲解、比较，找出它们之间的差异和相同之处，以帮助读者更好地理解电磁炉各功能电路的工作原理。通过本章所讲内容，读者不仅能够对电磁炉各功能电路有比较透彻的理解，同时也可以增强识图能力。 ３．１ 直流３００Ｖ整流电路（即主电源电路） 电磁炉的直流３００Ｖ整流电路是电磁炉整机功率输出电路，它与彩电等家用电器的一般开关电源中的直流电源部分电路形式相同，都是将交流２２０Ｖ通过桥式整流电路整流、滤波后获得的。但因电磁炉功率普遍较大，一般为１５００～２６００Ｗ，加之其工作频率较高，目前家用电磁炉工作频率一般为１５～３０ｋＨｚ，因此，该部分电路元器件参数存在较大差异，并且这部分电路元器件性能上的要求也比较高。同时，由于这部分电路是整机的功率输出电路，故电路元器件的焊点粗大，铜箔也比较宽大；为了增大铜箔的承载流量及利于散热，这部分电路的铜箔上一般均涂敷有大面积焊锡条，有的电磁炉还在铜箔上加焊多股导线，以提高承载电流量。 图３－１－１所示是九阳ＪＹＣ－２１电磁炉的主电源电路。２２０Ｖ市电经接插件接入电路，为了防止因电网故障、人为因素等造成电源电压异常升高而损坏电磁炉，在电磁炉主电路中一般均接有压敏电阻ＺＮＲ，把它作为电磁炉整机过压保护的第一道屏障。 图３－１－１九阳ＪＹＣ－２１主电源电路 在电磁炉中，压敏电阻常用的规格型号有１０Ｄ４７１Ｋ、１０Ｄ４３１、１０Ｄ５６１、ＴＶＲ１４４７１、１４Ｎ４７１Ｋ、１４Ｄ４７１、１４Ｄ３９１Ｋ等；压敏电阻的耐压一般为３９０～４７０Ｖ。一旦电网电压出现异常，达到压敏电阻的承压极限，压敏电阻立即会被击穿，将２２０Ｖ交流电源短路，保险丝快速熔断，切断电磁炉整机电源，从而达到保护其他元器件的目的，以避免损失进一步扩大。压敏电阻损坏时一般呈现碎裂状，用肉眼很容易看出。

热结构耦合分析的例子

这是两个同心圆，我画的不是很圆，请大家见谅。外圆外边温度70o 内圆内边温度200 求圆筒的温度分布，径向盈利，主环向应力 /batch,list /show /title,thermal stress in concentic cylinders-indirect method /prep7 et,1,plane77,,,1 mp,kxx,1,2.2 mp,kxx,2,10.8 rectng,0.1875,0.4,0.05 rectng,0.4,0.6,0,0.05 aglue,all numcmp,area asel,s,area,,1 aatt,1,1,1 asel,s,area,,2 aatt,2,1,1 asel,all esize,0.05 amseh,all esize,0.05 amesh,all nsel,s,loc,x,0.1875 d,all,temp,200 nsel,s,loc,x,0.6 d,all,temp,70 nsel,all finish /solu solve finish /post1 path,radial,2 !设置路径名和定义路径的点数 ppath,l,,,0.1875 ！通过坐标来定义路径 ppath,2,,0.6 pdef,temp,temp ！温度映射到路径上 T0

paget,path,points,radial ！用数组的形式保存路径 plpath,temp finish /prep7 et,1,82,,,1 mp,ex,1,30e6 mp,alpx,1,0.65e-5 mp,nuxy,1,0.3 mp,ex,2,10.6e6 mp,aplx,2,1.35e-5 mp,nuxy,2,0.33 nsel,s,loc,y,0.05 cp,1,uy,all nsel,s,loc,x,0.1875 cp,2,ux,all nsel,s,loc,y,0 d,all,uy,0 nsel,all finish /solu tref,70 ldread,temp,,,,,,rth solve finish /post1 paput,path,points,radial pmap,,mat ！设置路径映射来处理材料的不连续 pdef,sx,s,x ！映射径向应力 pdef,sz,s,z ！映射环向应力 plpath,sx,sz ！显示应力结果 plpagm,sx,,node ！在几何模型上显示径向应力 finish 这儿是一个在热结构耦合分析的例子，大家有兴趣可以看看，我想同时问一下，cp 这个命令是什么意思啊

电磁炉各功能块电路原理

为帮助大家有效掌握电磁炉维修相关技术，本文特地带来九阳三款电磁炉的电路图，并做出详细解释。九阳电磁炉电路图(一) 九阳JYC-21CS21型电磁炉电源电路如下图所示，由以下几个部分组成： 1.IGBT管供电 从下图中可以看到，AC220V电源通过接线螺钉Jl、J2，保险丝FUSEl/10A(大电流保护)，压敏电阻CTRl/10D561(过压保护)，再经过高频滤波电路(共模变压器L2、C1、C2)后分为两路，其中，主电路通过串联互感器T1(感应电压用于监测主电路电流)，桥堆DB1整流，L1、C3(LC)滤波得到，约300V的直流电压加至电磁线圈和IGBT管上，C4和线圈构成谐振回路。 2.电网监测 从共模变压器L2输出的AC220V电压经过D200、D201整流后，一路通过R200、R201、R202、C200组成的分压、滤波电路取得电网监测电压送给CPU，用于监测电网电压。如果电网电压不正常，CPU将及时切断振荡电路。需要说明的是，部分偏远地区或超负荷工业园区会因电网电压极不稳定而导致电磁炉不能正常工作。

此时，可将R202做成可调电阻，通过调整分压比来解决此类问题。 3.开关电源部分 D200、D201整流后的另一路经过D500、R503、C500降压滤波后提供给本机开关电源，这一部分电路是本文要重点讨论的。在实际使用中，由于开关电源处在高电压状态下，造成此部分电路损坏元件较多，故障率较高。下面介绍此部分电路的工作原理。 D500、C500整流滤波后输出约300V的直流电压，加到开关变压器T500初级，通过开关模块IC500(ACT30B)控制开关管Q502(13002)，起振后在开关变压器初级产生20kHz左右的高频高压脉冲，耦合到开关变压器次级，次级输出较高的脉冲电压，通过快速’恢复二极管D503整流、C504电容滤波后，得到直流电压VCC(+18V)，给三路电路供电：一路送IGBT管驱动电路(Q300、Q301)。 如果该点电压偏低，将造成驱动电流减小，使得IGBT管脱离开关状态进入放大区，造成管耗增大而损坏;一路加到风扇电路;还有一路给比较、振荡电路LM339供电。次级的另一只脚输出较低的脉冲电压，通过D504、C505整流滤波，78L05稳压后输出+5V直流电压，给CPU、数码显示、LED指示及其他监测电路供电。在通电瞬间，300V电压通过R501、R513(1MΩ)降压后，输出一个启振电压至Q502基极，让开关电源启振。所以，R501、R513又称启振电阻。次级整流滤波输出的VCC(+18V)电压，通过D506整流、稳压二极管ZD500钳压、C509滤波后，为开关模块ACT30BS提供所需的VDD电压，并通过ZD502、ZD504、C502构成的稳压监测电路来稳定+18V电压。 九阳电磁炉电路图(二) 九阳JYC-21CS3型电磁炉电路图 整机电路由电源电路、加热主回路、驱动放大电路、脉宽调制电路、同步跟踪与振荡电路、锅具检测电路、电流检测与功率调整电路、ICBT管温度检测电路、炉面温度检测电路、加热线盘温度检测电路、电压浪涌检测电路、电流浪涌检测电路、反压检测电路、输入电网电压过、欠压检测电路、上电延时保护电路、风扇驱动电路、长时间无人操作防干烧保护电路、MCU等组成。