【摘 要】
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随着我国在钢铁等金属领域的高质量发展,传统金属冶炼和铸造方式已无法满足科研需求。双辊薄带金属铸轧技术可提高金属薄带行业生产效率,降低其生产成本。由于侧封系统是制约这项技术发展的关键因素,本文根据重庆某企业需求对双辊薄带金属铸轧电磁侧封原理样机进行研究。主要研究内容如下:首先,本文根据不同侧封方式对应的优缺点,选择固体挡板侧封+电磁侧封的组合式侧封技术,研究了一套双辊铝合金薄带铸轧电磁侧封原理样机。
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随着我国在钢铁等金属领域的高质量发展,传统金属冶炼和铸造方式已无法满足科研需求。双辊薄带金属铸轧技术可提高金属薄带行业生产效率,降低其生产成本。由于侧封系统是制约这项技术发展的关键因素,本文根据重庆某企业需求对双辊薄带金属铸轧电磁侧封原理样机进行研究。主要研究内容如下:首先,本文根据不同侧封方式对应的优缺点,选择固体挡板侧封+电磁侧封的组合式侧封技术,研究了一套双辊铝合金薄带铸轧电磁侧封原理样机。结合电磁流体力学理论知识、MAXWELL基本方程等电磁学方程推导出电磁力、磁感应强度和磁动势表达式。ANSYS有限元分析软件对电磁侧封装置进行三维建模,分析了电磁侧封各参数分别对磁场和侧封力的影响情况,并根据磁场和电场方向利用洛伦兹力定则验证了装置设计的可行性。其次,设计了电磁侧封激励电源为侧封装置供电,使磁场发生器产生交变磁场,MATLAB建模验证了激励电源电路设计的可靠性,根据实际课题需要计算器件参数并进行了硬件设计。为确保最大输出侧封力,实现输出功率最大化,设计了DSP数字锁相方法,完成频率自适应跟踪。设计了BUCK电路调节输出电压实现侧封力的控制。此外,设计完成电磁侧封装置的检测和控制电路。设计了DSP主控板电路原理图,包括电源电路、信号调理电路、ADC检测电路、ECAP信号捕捉电路、EPWM控制信号输出电路等。最后,完成电磁侧封实验。完成硬件电路检测和电磁侧封等效实验,验证电磁侧封装置侧封力的输出,以及不同距离对磁场和电磁力的影响;完成频率的自适应跟踪实验;完成侧封力控制实验,验证了逆变端BUCK电路输出电压调节,实现了侧封力的恒值控制。
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