專利名稱：電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻加熱電爐的重要元件——電熱器件的選擇方法。
背景技術(shù)：
電熱元件(電阻絲、電阻帶或電阻棒)是電阻加熱爐重要的元件。在電爐設(shè)計制造工藝中占有特別重要的地位，也是電爐行業(yè)工程技術(shù)人員經(jīng)常遇到的問題。國內(nèi)一般電爐企業(yè)在選擇電加熱元件時通常采用查閱資料的手算方式，然而手工計算費時繁瑣、易出錯，工作效率差。需要反復(fù)推算和驗算，還需查閱大量資料，國外企業(yè)的電熱器件選擇方法常作為專有技術(shù)不公開或不能適應(yīng)國內(nèi)用戶使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，以獲得電熱器件的主要設(shè)計和制造參數(shù)，如電阻絲和電熱帶的尺寸參數(shù)、在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/厘米2)等。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，根據(jù)電熱器件發(fā)熱功率等物理特性與溫度的關(guān)系建立公式模型電阻絲公式模型d=34.4×Px2ρtUx2Wy3]]>d——電阻絲的直徑(毫米)；Px——電阻絲的相功率(千瓦)；ρ1——電阻絲在最高工作溫度下的電阻系數(shù)(歐姆·毫米2/米)；Ux——電阻絲的相電壓(伏特)；Wy——電阻絲在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/厘米2)；或電阻帶公式模型a=105Px2ρt1.88m(m+1)Ux2Wy3]]>a——電阻帶的厚度(毫米)；Px——電阻帶的相功率(千瓦)；ρ1——電阻帶在最高工作溫度下的電阻系數(shù)(歐姆·毫米2/米)；m——電阻帶寬度與厚度的比值，一般取5～8；Ux——電阻帶的相電壓(伏特)；Wy——電阻帶在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/厘米2)；在公式模型中，Px和Ux根據(jù)已知條件和接法經(jīng)過程計算可得出，ρ1和Wy為由電阻絲(帶)材質(zhì)和最高工作溫度決定的變值，因此建立相應(yīng)的過程數(shù)據(jù)庫，根據(jù)選擇輸入的材料和已知的最高工作溫度及時調(diào)用。
ρ1和Wy值的得出分兩個過程，一是分別調(diào)用對應(yīng)的電阻率和允許單位表面功率數(shù)據(jù)庫，二是采用線性差分法分別進行計算。
根據(jù)已知條件，包括電爐的單區(qū)功率、最高工作溫度、電壓、電熱材料的確定，將過程數(shù)據(jù)庫采用設(shè)置變量并調(diào)用的方法嵌插在程序中，可直接由指針引入計算，根據(jù)確定的三角接法或星形接法，經(jīng)過程計算可得出Px、Ux、ρ1、Wy等公式模型計算必要的參數(shù)。本發(fā)明尤其是將過程數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)嵌插在運行程序中。本發(fā)明所調(diào)用的數(shù)據(jù)庫均為二維或三維數(shù)據(jù)庫。
在確定電阻絲、電阻帶材料的基礎(chǔ)上，決定電阻絲直徑或電阻帶的厚度。過程數(shù)據(jù)庫的嵌插和調(diào)用作為程序一部分。
本發(fā)明的特點是所調(diào)用的數(shù)據(jù)庫均為二維或三維數(shù)據(jù)庫，采用設(shè)置變量并調(diào)用嵌插在程序中，可直接由指針引入計算，程序調(diào)用準確、迅速，這種方法適合于變量少、要求準確的計算軟件?？梢苑奖悴蚀_得到電阻絲直徑、電阻帶厚度，此是計算和選擇的關(guān)鍵，其它參數(shù)的計算與輸出均以直徑、厚度為基礎(chǔ)導(dǎo)出。程序框圖中，過程數(shù)據(jù)庫的嵌插和調(diào)用作為程序一部分，整體性較強。
應(yīng)用本發(fā)明方法后，設(shè)計人員工作效率和準確率明顯提高，原先在手工計算時電熱元件的設(shè)計和選型往往會花費很多時間，需要反復(fù)推算和驗算，還需查閱大量資料，用本發(fā)明方法只需幾分鐘，而且準確性更高。


圖1為本發(fā)明電熱器件的智能選擇方法的程序框圖具體實施方式
電熱器件的選擇中一般均在必要的已知條件，如電爐的單區(qū)功率、最高工作溫度、電壓、電熱材料、線路接法等。本方法采用交互式多窗口人機操作方式，按照計算、選型順序設(shè)計成參數(shù)化軟件。將已知條件設(shè)為全局變量，修正數(shù)據(jù)設(shè)為局部變量，將數(shù)據(jù)庫嵌插在程序中，使軟件計算準確，調(diào)用迅速，本發(fā)明方法以VB為語言平臺開發(fā)成應(yīng)用軟件，編譯成直接運行的可執(zhí)行文件，無需安裝，使用靈活簡單。
根據(jù)電爐的最高工作溫度、功率、電壓、電熱材料、接法。
電爐的工作區(qū)域、最高工作溫度、功率、電壓、電熱材料、線路接法以選擇一臺三區(qū)、270KW、最高溫度為950℃的電爐為例在選擇中先確認聯(lián)接方式、爐子單區(qū)功率，最高工作溫度，供電線路電壓、電熱元件材料；輸入爐子的單區(qū)功率為90KW，最高工作溫度為950℃，連接方式選擇三角形，供電線路電壓為380V，電熱材料選擇0Cr25Al5，參數(shù)輸入完畢后按確定進行計算，進入修正窗口。
過程結(jié)果計算出電阻絲直徑為5.962687mm，實際規(guī)格取6mm。以此電阻絲直徑為標準參數(shù)，再次確認后進入結(jié)果窗口，此次智能選擇所確認的電熱器件參數(shù)為截面尺寸中直徑是6mm，每相長度為90.48782m，截面積為28.27431mm2，每相器件的重量為18.16521Kg，實際表面功率為1.758856W/cm2，取用表面功率為1.8W/cm2，冷態(tài)相電阻為4.480497Ω，熱態(tài)電阻為4.813334Ω，可以返回修改重新計算。
權(quán)利要求
1.電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特征是根據(jù)電熱器件發(fā)熱功率與溫度的關(guān)系建立公式模型電阻絲公式模型是d=34.4×3Px2ρtUx2Wy]]>d——電阻絲的直徑(毫米)；Px——電阻絲的相功率(千瓦)；ρt——電阻絲在最高工作溫度下的電阻系數(shù)(歐姆·毫米2/米)；Ux——電阻絲的相電壓(伏特)；Wy——電阻絲在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/厘米2)；或電阻帶公式模型是a=105Px2ρt1.88m(m+1)Ux2Wy3]]>a——電阻帶的厚度(毫米)；Px——電阻帶的相功率(千瓦)；ρt——電阻帶在最高工作溫度下的電阻系數(shù)(歐姆·毫米2/米)；m——電阻帶寬度與厚度的比值，一般取5～8；Ux——電阻帶的相電壓(伏特)；Wy—電阻帶在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/厘米2)；在公式模型中，Px和Ux根據(jù)已知條件和接法經(jīng)過程計算可得出，ρt和Wy為由電阻絲材質(zhì)和最高工作溫度決定的變值，因此建立相應(yīng)的過程數(shù)據(jù)庫，根據(jù)選擇輸入的材料和已知的最高工作溫度及時調(diào)用。
2.由權(quán)利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特征是ρt和Wy值的得出有兩個過程，一是分別調(diào)用對應(yīng)的電阻率和允許單位表面功率數(shù)據(jù)庫，二是采用線性差分法分別進行計算。
3.由權(quán)利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特征是根據(jù)已知條件，包括電爐的分區(qū)、單區(qū)功率、最高工作溫度、功率、電壓、電熱材料的確定，將過程數(shù)據(jù)庫采用設(shè)置變量并調(diào)用的方法嵌插在程序中，可直接由指針引入計算，根據(jù)確定的三角接法或星形接法，經(jīng)過計算可得出Px、Ux、ρt、Wy等公式模型計算必要的參數(shù)。
4.由權(quán)利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特征是將過程數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)嵌插在運行程序中，所調(diào)用的數(shù)據(jù)庫均為二維或三維數(shù)據(jù)庫。
5.由權(quán)利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特征是在確定電阻絲電阻膜材料的基礎(chǔ)上，決定電阻絲直徑或電阻膜的面積，過程數(shù)據(jù)庫的嵌插和調(diào)用作為程序一部分。
6.由權(quán)利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特征是輸出電阻絲或電阻帶的過程計算值，根據(jù)電熱元件的制造規(guī)格進行修正并輸入圓整值后，根據(jù)電路及幾何公式計算電熱元件的相關(guān)參數(shù)，輸出計算結(jié)果，取用實際表面功率，取用表面功率、冷態(tài)電阻、熱態(tài)電阻；當(dāng)實際表面功率＜允許表面功率時完成程序，否則根據(jù)電熱元件的制造規(guī)格再進行修正并輸入大一號的圓整值。
全文摘要
電熱器件智能選擇方法，輸入單區(qū)功率、最高工作溫度、供電電壓等參數(shù)、確定星形或三角接法后，利用電路原理計算電阻絲或電阻帶的相電壓或相功率等參數(shù)。利用功率、電阻率允許單位表面功率為參數(shù)的線性方程進行計算。輸出電阻絲或電阻帶的過程計算值，根據(jù)電熱元件的制造規(guī)格進行修正并輸入圓整值，根據(jù)電路及幾何公式計算電熱元件的相關(guān)參數(shù)，輸出計算結(jié)果，包括電阻絲直徑或電阻帶厚度、截面積、重量、實際表面功率，取用表面功率、冷態(tài)電阻、熱態(tài)電阻。當(dāng)實際表面功率＜允許表面功率時完成程序，否則根據(jù)電熱元件的制造規(guī)格再進行修正并輸入大一號的圓整值。
文檔編號G06F17/50GK1766890SQ200510040490
公開日2006年5月3日 申請日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日
發(fā)明者丁書平 申請人:南京長江電爐廠有限公司