涡流式电暖鞋供电模式与温度控制研究
【作 者】李朝伟
【摘 要】涡流式电暖鞋的发热原理是利用交变磁场在金属发热体中形成的涡流的焦耳
效应对鞋体进行加热，从而实现鞋内保温的一种方法。近几年，电暖鞋有诸多成
功的案例，但目前市场上现有的电暖鞋都是采用电阻丝加热的直热加温模式，电
阻丝加热又是采用直接供电模式，在使用时存在着不安全、不方便、不美观等缺
点，本文提出了一种利用横向磁通加热的新型电暖鞋，它能够安全、方便地对鞋
体进行加热。有很好的应用前景，并拓展了小型感应加热系统的研究领域。
涡流式电暖鞋为了获得均匀分布的温度场，提出了采用一种基于横向磁通感
应加热原理的发热模式，并对其进行了理论及实验分析，优化产生横向磁通的线圈设计。通过实验和数学推导，拟合出发热鞋垫温度改变与高频激励线圈等效电
阻之间的函数关系。提出了相应的控温的方法。
论文以重庆市科委重点基金项目为背景，主要研究小型感应加热装置的拓扑
以及控制电路部分。首先介绍了感应加热技术的国内外现状、本课题研究的目的
及意义、结构和原理，然后介绍了适用于小型感应加热装置逆变电路的结构，并
对其进行了建模仿真分析，选定了适合涡流式电暖鞋的电路结构，并对高频激励
线圈的绕制方法进行了理论分析，得到了指导性的结论。然后设计了基于模糊控
制的恒温控制算法，通过仿真研究予以了验证。
论文建立了系统模型，并用 PSpice 与 Simulink 进行相关仿真分析，然后根据
相关研究结果，对涡流式电暖鞋的电源装置和温度控制电路进行设计，并进行了
实验，验证了理论计算和仿真结果。实验结果表明这种控制方式可以很好的实现
系统的要求。
【关键词】电暖鞋 温度控制 涡流 模糊控制
【下 载】
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