Совершенствование системы управления и математическое моделирование установки индукционного нагрева трубных заготовок

• Автор: Прахт, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ ИСЛЕДОВ АНИЯ
1Л. Обзор литературных источников
1.2. Постановка задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УСТАНОВКИ НАГРЕВА
ДВИЖУЩИХСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК
2.1. Описание базовой математической модели
2.2. Расчет электромагнитных процессов
2.3. Расчет тепловых процессов в зоне нагрева
2.4. Исследование режимов индукционного нагрева движущейся
цилиндрической заготовки
2.5. Верификация математической модели
3. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК В
ИНДУКЦИОННОЙ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ
3.1. Алгоритм управления нагревом движущихся теплотехнически
«ТОНКИХ» ТЕЛ
3.2. Передаточные функции объекта управления и система управления
температурой с равномерным распределением мощности по длине заготовки
3.3. Передаточные функции объекта управления с неравномерным
распределением мощности по длине заготовки
3.4. Алгоритм управления нагревом движущегося полого цилиндра
3.5. Установление связи между током индуктора и мощностью
источников тепла
4. ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИНИИ ИНДУКЦИОННОГО
НАГРЕВА
4.1. Постановка задачи проектирования установки индукционного
НАГРЕВА ДВИЖУЩИХСЯ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК
4.2. Выбор метода оптимизации
4.3. Применение методики оптимального проектирования на примере
ЗАДАЧИ МОДЕРНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТИРУЕМОЙ ЛИНИИ НАГРЕВА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ГА - генетический алгоритм;
САУ - система автоматического управления;
СУ - система управления;
УИН - установка индукционного нагрева;
СРП - система с распределенными параметрами.

Таблица
Параметры и геометрические размеры установки
Наименование параметра Значение
Длина заготовки, мм
Внешний диаметр заготовки, мм
Внутренний диаметр заготовки, мм
Толщина изоляционного материала (Kaowool insulation), мм
Внутренний диаметр керамического основания, мм
Внешний диаметр керамического основания, мм
Число слоев медной обмотки
Число слоев внутреннего слоя обмотки
Число слоев среднего слоя обмотки
Число слоев среднего слоя обмотки
Диаметр медного провода, мм
Многовитковая обмотка при моделировании заменялась одновитковой с равномерным распределением плотности тока. Кривая намагничивания, теплопроводность, электропроводность и теплоемкость задавались в соответствии с [106]. Частота питания индуктора равнялась 500 Гц. Для снятия температуры были установлены два датчика: в центре заготовки на внутренней и внешней поверхности.
Как видно из рис. 2.5.4, расчетные данные близки к снятым экспериментально. Максимальная абсолютная погрешность не превышает 9 °С.