西安慧金科技有限公司曾虹淵獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西安慧金科技有限公司申請的專利一種基于參數化仿真的通用感應加熱系統及其實現方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119918309B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-02發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510409209.1,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種基于參數化仿真的通用感應加熱系統及其實現方法是由曾虹淵;楊澤;楊師鈺設計研發完成,并于2025-04-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于參數化仿真的通用感應加熱系統及其實現方法在說明書摘要公布了:本申請屬于感應加熱技術領域,公開了一種基于參數化仿真的通用感應加熱系統及其實現方法,包括感應加熱爐系統模型、仿真平臺、傳感器與監控模塊和控制單元;所述感應加熱爐系統模型包括感應爐系統和坩堝系統,通過仿真平臺對感應爐系統進行建模,生成交變磁場;通過仿真平臺對交變磁場和坩堝系統進行建模,模擬渦流引起的熱能生成和溫度變化;所述傳感器與監控模塊用于檢測熱能和溫度,并將數據傳輸給控制單元;所述控制單元用于對感應加熱爐系統模型的參數進行調試,接著通過仿真平臺運行感應加熱爐系統模型,得到最優參數及對應的最優熱能生成和溫度變化。
本發明授權一種基于參數化仿真的通用感應加熱系統及其實現方法在權利要求書中公布了:1.一種基于參數化仿真的通用感應加熱系統,其特征在于:包括感應加熱爐系統模型、仿真平臺、傳感器與監控模塊和控制單元; 所述感應加熱爐系統模型包括感應爐系統和坩堝系統,通過仿真平臺對感應爐系統進行建模,生成交變磁場;通過仿真平臺對交變磁場和坩堝系統進行建模,模擬渦流引起的熱能生成和溫度變化; 所述仿真平臺包括MATLABSimulink和SimscapeElectrical,在MATLABSimulink環境中利用SimscapeElectrical模塊建模; 所述感應爐系統包括電流源模塊和電磁轉換模塊,電流源模塊與電磁轉換模塊通過導線連接,電流源模塊的參數包括電流強度和電流頻率,電磁轉換模塊的參數包括線圈匝數、線圈形狀、線圈直徑、線徑和線圈磁導率,在SimscapeElectrical中配置電流源模塊和電磁轉換模塊,將電流源模塊的電流強度和電流頻率與電磁轉換模塊的線圈匝數、線圈形狀、線圈直徑和線徑實現參數化設置,生成交變磁場; 所述坩堝系統包含坩堝模塊、渦流模塊和熱力學模塊,坩堝模塊的參數包括材料、材料電阻率和形狀,渦流模塊的參數包括坩堝的電導率和磁導率,熱力學模塊的參數包括待加熱工件的質量和待加熱工件的比熱容,在SimscapeElectrical中配置交變磁場、坩堝模塊的材料和形狀與渦流模塊的電導率和磁導率,以及熱力學模塊的待加熱工件的質量和待加熱工件的比熱容,模擬渦流引起的熱能生成和溫度變化; 所述傳感器與監控模塊用于檢測熱能和溫度,并將數據傳輸給控制單元; 所述控制單元用于對感應加熱爐系統模型的參數進行調試,接著通過仿真平臺運行感應加熱爐系統模型,得到最優參數及對應的最優熱能生成和溫度變化; 所述感應爐系統的模擬計算公式為: 其中: B是磁感應強度,T; μ是線圈磁導率,Hm; N是線圈匝數; I是電流強度,A; 是磁場路徑長度,m; 所述坩堝系統的模擬計算公式為: 其中: P是單位體積內的熱功率密度,Wm3; ρ是材料電阻率,Ω·m; B是磁感應強度,T; ω=2πf是角頻率,rads; 是穿透深度,m; 其中: f為輸入的電流頻率; μ為坩堝的磁導率; σ為坩堝的電導率; 所述渦流模塊用于模擬坩堝模塊內的渦流效應,采用形狀因子方法精確計算復雜幾何形狀的渦流分布;當坩堝模塊為均勻的圓柱形工件時,形狀因子為1;當坩堝模塊為平板形工件時,形狀因子隨著厚度變化而變化,其計算公式為: 其中: A是平板的厚度,m; 是穿透深度,m; 所述熱力學模塊的溫度變化模擬計算公式為: 其中: ΔT是溫度變化,K; P是單位體積內的熱功率密度,Wm3; t是加熱時間,s; m是待加熱工件的質量,kg; C是待加熱工件的比熱容,Jkg·K。
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