Разработка способов и систем регулирования температуры электропечей сопротивления с улучшенными энергетическими показателями

• Автор: Погребисский, Михаил Яковлевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ И УПРАВ ЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

1.1. Анализ технологических режимов ЭПС и требования к их автоматизации

1.2. Способы регулирования температуры и мощности ЭПС

1.3. Влияние импульсного регулирования мощности на питающую сеть . 37 Выводы по главе . . .

Глава 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ

ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ЭПС

2.1. Разработка системы импульсного многоканального регулирования мощности ЭПС

2.2. Показатели качества электроэнергии при регулировании мощности ЭПС

2.3. Сравнительный анализ энергетических характеристик регулирования мощности ЭПС при различных способах регулирования
2.4. Анализ влияния неравномерного деления мощности на энергетические характеристики двухканального широтно-импульсного регулирования
2.5. Анализ энергетических характеристик регуляторов мощности ЭПС при
трехфазном питании
Выводы по главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ЭПС ПРИ
ИМПУЛЬСНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ МОЩНОСТИ
3.1. Задачи исследования температурного режима ЭПС при импульсном регулировании
3.2. Разработка математической модели тепловых процессов в ЭПС
3.3. Сравнительный анализ характеристик колебаний температуры в установившемся режиме при различных способах регулирования
мощности ЭПС
Выводы но главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭПС С ДВУХКАНАЛЬНЫМ СИНХРОНИЗИРОВАННЫМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ МОЩНОСТИ
4.1. Реализация двухканального синхронизированного широтноимпульсного регулятора температуры
4.2. Разработка методики экспериментального исследования и лабораторной установки
4.3. Экспериментальное исследование энергетических и динамических характеристик системы
4.4. Оценка энергопотребления при работе ЭПС с импульсным
регулированием мощности
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение 2.
Приложение 2.
Приложение 2.

ВВЕДЕНИЕ
Самыми распространенными среди всех электротехнологических установок являются электрические печи сопротивления (ЭПС). По количеству они составляют около 90% всех действующих электротермических установок (ЭТУ), и их суммарная потребляемая мощность составляет до 75% мощностей ЭТУ. Печи сопротивления применяются в большинстве отраслей промышленности и в сельском хозяйстве. Примерами технологических процессов, проводимых в ЭПС, могут служить: термическая (закалка, отжиг, отпуск, нормализация) и термохимическая (цементация, азотирование, цианирование) обработка металлических изделий [1], нагрев металлов под пластическую деформацию (ковку, штамповку), спекание из порошков, обжиг керамики, сушка материалов и лакокрасочных покрытий, спекание эмалевых покрытий, полимеризация, плавка металлов и сплавов, выращивание монокристаллов, приготовление пищи и кормов и т. д. Частными случаями ЭПС являются бытовые электроконфорочные плиты, жарочные шкафы.
Основными преимуществами нагрева в ЭПС по сравнению с пламенными печами являются: возможность проведения технологического процесса не только в окислительной среде, но и в вакууме, в защитной или специальной (при термохимической обработке) атмосфере; широкие возможности автоматизации и контроля за ходом технологического процесса; отсутствие загрязнения обрабатываемых в печи материалов продуктами сгорания; повышенная экологическая безопасность, лучшие условия для работы персонала.
Температуры в ЭПС могут превышать 2500°С (при использовании высокотемпературных нагревателей из углеграфитовых материалов или тугоплавких карбидов) [2].

регулятор

Регулятор мощности

а ЭПС

Рис. 1.12. Структурная схема системы непрерывного регулирования температуры ЭПС с ПИД-законом регулирования
0 3 А

0' к 1 91 г к

/ 1 Дст.з ►/ — Аст.В, ! ►
а) б)
Рис. 1.13. Показатели качества регулирования температуры при отработке задающего (а) и возмущающего (б) воздействий