Комплекс индукционного нагрева с улучшенными энергетическими показателями

• Автор: Тихомиров, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА
1.1. Технологии с применением индукционного нагрева
1.2. Особенности индукционной системы
1.3. Структура комплексов индукционного нагрева
1.4. Современные комплексы индукционного нагрева и основные пути их совершенствования
1.5. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ
2.1. Определение оптимальных моментов коммутации силовых ключей в транзисторном инверторе напряжения
2.2. Разработка адаптивного алгоритма самовозбуждения транзисторного инвертора напряжения
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА С СОГЛАСУЮЩИМ УПРАВЛЕНИЕМ НА ОСНОВЕ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ
3.1. Разработка компьютерной модели и исследование рабочих режимов нагревательного комплекса с согласующим управлением на основе самовозбуждения

3.2. Сравнительный анализ инвертора напряжения с самовозбуждением и инвертора напряжения с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ)
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСА
ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА
4.1. Макет комплекса индукционного нагрева
4.2. Экспериментальное исследование транзисторного инвертора
напряжения с самовозбуждением в составе комплекса индукционного
нагрева
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Технологии, использующие индукционный нагрев металлов, широко применяются во многих отраслях промышленности, как в нашей стране, так и за рубежом. К таким технологиям можно отнести пайку, сварку, закалку, высокочастотную металлизацию, горячую посадку, съем машиностроительных деталей, нагрев металла перед пластической деформацией и многие другие. Независимо от технологий проблемы повышения энергетических показателей и эффективности применения являются общими для всех комплексов индукционного нагрева.
Новые решения в области преобразовательной транзисторной техники позволяют существенно повысить энергетические показатели электротехнологических комплексов индукционного нагрева, но требуют разработки новых алгоритмов управления, обеспечивающих оптимальное взаимодействие составляющих элементов комплекса. Решение этих задач открывают широкие возможности модернизации процессов термообработки металлов на машиностроительных предприятиях России.
Актуальность диссертационной работы обусловлена насущными потребностями промышленности в усовершенствовании морально и физически устаревших комплексов индукционного нагрева металлов.
Цель настоящей работы. Разработка структуры и алгоритмов управления, направленных на улучшение энергетических показателей комплекса индукционного нагрева.
Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:
1. Разработка оптимальной структуры комплекса индукционного нагрева с улучшенными энергетическими показателями.
2. Разработка адаптивного алгоритма оптимального согласующего управления комплексом индукционного нагрева, направленного на повышение КПД и минимизацию реактивной мощности обмена между элементами комплекса.

Рис. 2.5. Функциональная схема транзисторного инвертора напряжения с самовозбуждением в составе комплекса индукционного нагрева
Функциональная схема транзисторного инвертора напряжения с самовозбуждением показана на рис. 2.5. Основными блоками системы управления являются:
1. ФИАПЧ — формирователь импульсов с автоподстройкой частоты, настраивает частоту работы инвертора на частоту нагрузочного контура, обеспечивая индуктивную расстройку с минимальным фазовым сдвигом для мягкой коммутации транзисторов;
2. ДТ1 - датчик тока нагрузочной диагонали;
3. ДНІ, ДН2 - датчики напряжений силовых транзисторов;
4. ДР1... ДР4 — драйверы.
Структурная схема формирователя импульсов (ФИАПЧ) показана на рис. 2.6. Основными блоками ФИАПЧ являются:
1. блок выключения транзисторов (1 - для транзисторов XI, Х4, 2 -для транзисторов Х2, ХЗ) - в нужные моменты времени подает импульсы для выключения силовых транзисторов;