Индукторно-трансформаторный комплекс для высокочастотной термообработки материалов : разработка и исследование

• Автор: Гайнетдинов, Тимур Айратович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Основные модули индукционных установок. Методы их анализа и проектирования

1.1 Традиционные и новые области применения индукционного нагрева

1.2 Современные конструкции индукторов

1.3 Высокочастотные источники питания для индукционных установок

1.4 Анализ современных методов проектирования сложных электротехнологических систем

1.5 Обзор основных компьютерных пакетов исследования полей на основе МКЭ

Выводы и результаты по первой главе. Цель и задачи исследований

2. Основные соотношения в индукторах с добавочными проводящими средами

2.1 Виды индукторов с добавочными проводящими средами
2.2 Основные уравнения для исследования индукторов с добавочными проводящими средами
2.3 Расчет индукторов с добавочной проводящей средой для сквозного нагрева
2.4 Расчет индукторов для сквозного нагрева полых цилиндров
2.5 Расчет индукторов для сквозного нагрева сплошной заготовки
Выводы и результаты по второй главе
3. Исследование электромагнитных режимов индукторно-

трансформаторных модулей с помощью пакетов прикладных программ
3.1 Исследование процесса плавки кварца в тигле
3.2 Исследование электротеплового поля индуктора с магнитопроводом
3.3 Исследование электротеплового поля одновиткового индуктора
Выводы и результаты по третьей главе
4. Исследование электромагнитных режимов индукторноконденсаторных модулей
4.1 Выбор рациональных параметров электротехнологических установок
4.2 Электромагнитные процессы в одноключевых инверторах
4.3 Определение параметров высокочастотного согласующего трансформатора
Выводы и результаты по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение А. Исходные данные для расчета установки косвенного индукционного расплава кварцевого блока в горячем графитовом тигле в ЕЬСиТ
Приложение Б. Исходные данные для расчета индуктора с магнитопроводом в ЕЬСиТ
Приложение В. Исходные данные для расчета одновиткового индуктора в ЕБСиТ
Приложение Г. Определение параметров простого одноячейкового инвертора
Приложение Д. Определение параметров нагрузочного

контура
Приложение Е. Определение параметров модели индукторноконденсатоного модуля в Ма1ЕаЬ
Приложение Ж. Расчет согласующего трансформатора

1.5 Обзор основных компьютерных пакетов исследования полей на основе
метода конечных элементов
Среди существующего многообразия программных продуктов, предназначенных для решения полевых задач, можно выделить два универсальных пакета такого рода. Одним из самых мощных пакетов конечноэлементного анализа принято считать АЫ8У8. Это единственный пакет позволяющий моделировать переход материала из твердого состояния в жидкое и наоборот (фазовый переход), что особенно важно при моделировании процесса расплавления металла в индукционных печах. Однако сложность интерфейса программы, большое число параметров ее настройки и почти полное отсутствие учебников по программе на русском языке затрудняют ее использование [28].
Одним из самых распространенных и доступных отечественных пакетов, пригодных для моделирования устройств индукционного нагрева, является ЕЬСиТ. На первый взгляд этот пакет обладает ограниченными возможностями. Однако некоторые ограничения достаточно легко преодолеваются. Например, ЕЬСиТ не позволяет моделировать трехмерные объекты, однако устройство индукционного нагрева, с точки зрения геометрии, является обычно телом вращения, а осесимметричные задачи с помощью ЕЬСиТ могут решаться. Наиболее серьезным недостатком ЕЬСиТ является то, что в этой программе на сегодняшний день отсутствует возможность одновременного решения нескольких полевых задач (например, электромагнитной и тепловой). Это не позволяет автоматически учитывать изменение свойств материалов в процессе расчета. К примеру, нельзя учесть изменение магнитной проницаемости нагреваемого установкой металла при изменении его температуры. Данный недостаток можно частично преодолеть, разбив временной отрезок, на котором производится тепловой расчет, на несколько отдельных участков. На каждом из таких участков необходимо предварительно решать электромагнитную задачу с новыми значениями свойств материалов.