Разработка методов расчета и исследование плоских индукционных нагревателей

• Автор: Зенков, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СИМВОЛЫ ЕДИНИЦ И ТЕРМИНЫ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛОСКИХ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ

1.1. Основные типы плоских индукционных нагревателей

1.2. Анализ методов расчёта

1.3. Программы для моделирования плоских индукционных систем

1.4. Постановка задачи исследований

Выводы по разделу

2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОГО АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ В ПЛОСКИХ ИНДУКТИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ
2.1. Комбинированный метод расчёта индукторов для нагрева многослойных плоских изделий
2.2. Описание программы электротеплового анализа
2.3. Сравнение точности расчёта параметров исследуемых систем
Выводы по разделу
3.1. Характеристика электротехнологических процессов
3.2. Нагрев лент в индукторах поперечного магнитного поля
3.3. Исследование режимов закалки стали и влияния охлаждающих сред
3.4. Исследование режимов поверхностной наплавки твёрдых сплавов
3.5. Исследование процесса термического склеивания пакетов
3.6. Исследование режимов нанесения защитных покрытий
Выводы по разделу
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПРОГРАММЫ РАСЧЁТА ПОПЕРЕЧНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КРАЕВОГО ЭФФЕКТА ЗАГРУЗКИ
4.1. Поперечный краевой эффект загрузки, нагреваемой в плоских индукторах
4.2. Методика расчёта для исследования поперечных краевых эффектов тонких лент в двухсторонних индукторах с магнитопроводами
4.2. Программа электромагнитного расчёта EDGE
4.3. Проверка точности расчёта распределённых электромагнитных параметров
плоской загрузки
Выводы по разделу
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛЕНТЕ
5.1. Поперечные краевые эффекты загрузки в Ш-образных индукторах
5.2. Поперечные краевые эффекты загрузки в Ф-образных нагревателях
5.3. Поперечные краевые эффекты загрузки в многофазных системах
5.4. Управление поперечным краевым эффектом загрузки
Выводы по разделу
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НАГРЕВА ПО ПРОГРАММАМ ТРЁХМЕРНОГО ЧИСЛЕННОГО РАСЧЁТА
6.1. Методики и программы, используемые для электромагнитного расчёта
6.2. Методика и программа расчёта температуры при нагреве тел прямоугольного поперечного сечения
6.3. Исследование краевых эффектов и равномерности нагрева в системах поперечного магнитного поля
6.4. Исследование краевых эффектов и равномерности нагрева в системах бегущего магнитного поля
6.5. Обеспечение равномерности распределения температуры по ширине ленты
при комбинированном нагреве
Выводы по разделу
7. ПРОБЛЕМЫ БИО-ЭМС ПЛОСКИХ ИНДУКЦИОННЫХ СИСТЕМ
7.1. Общие проблемы биоэлектромагнитной совместимости и состояние нормирования для индукционных нагревателей
7.2. Особенности индукционных систем для выполнения ручных технологических операций
7.3. Внешние электромагнитные поля плоских индукторов продольного магнитного поля для различных электротехнологий
7.4. Особенности распределения внешнего магнитного поля в индукционных нагревателях поперечного и бегущего магнитного полей

7.5. Внешние ЭМП индуктора вида шпильки
7.5. Рекомендации по защите от внешних ЭМП
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Щ = 0М1ГМ + е<+1 1- = Н- 1, Я - 2,..., 2,1,0.
Коэффициенты Жд,, необходимые для вычисления при обратной прогонке, определяются из граничных условий на наружной поверхности и выражению:
ЛЛ-1 - ^'N^N = .
+ АыОы )(Сдг _ ) ' ■
Т —Т к
На внешней границе Ид, = ггзаз, Тд, = изаз, -А-^-—— = .РТ, £ = --^Рт.
«дг-1 Ад,
"0 0 0" 1 0 о' ^заз
Ам - 0 0 0 о з; и 0 1 0 II Ь? V заз
0 0 1 0 0 1 _~8 _
Зная активную мощность в загрузке, можно определить активное г2 (или
приведённое активное г2) сопротивление загрузки для электрической схемы

замещения, используя известное выражение Р2 = 12г2 = ^Гг2 [14, 19]. Внутреннее реактивное сопротивление х2 определяется как х2 = £>2 / ■ Коэффициент приведения с = /2 / /,2 даёт выражение для нахождения напряжённости магнитного
поля Язаг = д/с(/1/а,)2 в зазоре индуктора конечной длины, которое используется в граничных условиях.
В связи с тем, что коэффициент приведения первоначально не известен, должен быть организован итерационный процесс определения напряжённости магнитного поля на поверхности загрузки до достижения заданной точности.
Проведённый анализ публикаций, сравнение результатов расчётов плоских систем и экспериментов, полученные при проведении работы, показал, что метод общего потока является предпочтительным для всего многообразия плоских систем [19, 67]. Общее схематическое представление плоского индуктора и соответствующие ей магнитная и электрическая схемы замещения приведены на рис. 2.2 [19, 67].
Предполагается, что магнитный поток в воздушном промежутке проходит параллельно магнитному потоку загрузки, объединяясь в один поток обратного замыкания.