Высокочастотный индукторно-конденсаторный модуль для электротехнологии

• Автор: Исмагилов, Руслан Радикович
• Шифр специальности: 05.09.01, 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Индукционный нагрев ферромагнитных тел токами повышенной

частоты.

1.1 Область применения индукционного нагрева. Типы существующих индукгоров.

1.2 Функциональное значение инверторов в установках для индукционного нагрева.

1.3 Методы машинного анализа.

1.4 Состояние вопроса и задачи исследований

2.Работа высокочастотного индукторноконденсаторного модуля в индукционных установках.
2.1 Математические модели совместной работы высокочастотного индукторноконденсаторного модуля и источника питания повышенной частоты
2.2 Влияние изменения резонансной частоты на параметры схемы замещения индукционных нагревательных установок.
2.3 Исследование индукторов, содержащих магнитопровод, при их совместной работе с источником питания повышенной частоты
2.4 Вопросы проектирования индукторов с магнитопроводом для индукционных нагревательных установок ферромагнитной
Выводы и результаты по второй главе
3 Высокочастотный индукторноконденсаторный модуль в индукционных установках
3.1 Математические модели системы индукторноконденсаторный
модульпреобразователь частоты
3.2 Имитационные модели блоков системы индукторноконденсаторного модуля преобразователя частоты.
3.3 Способы согласования высокочастотных индукторноконденсаторных модулей с источниками питания повышенной частоты Выводы и результаты по третьей главе
4 Экспериментальное исследование высокочастотных индукторноконденсаторных модулей совместно с источниками питания повышенной частоты.
4.1 Описание опытно промышленного образца и условия
проведения экспериментов.
4.2 Экспериментальное подтверждение адекватности
разработанных математических моделей.
4.3 Расчет индуктора с магнитопроводом плоских поверхностей конечной длины.
Выводы и результаты по четвертой главе.
Заключение
Список литературы


Рассмотрены языки программирования, специализированные и интегрированные компьютерные пакеты моделирования, среди которых был особо отмечен пакет Ма&аЬ. Таким образом, актуализируется проблема исследования электромагнитных процессов в устройствах индукционного нагрева токами повышенной частоты, содержащих индуктор с магнитопроводом, учет его потока обратного замыкания, в виде отдельной индуктивной ветви, в различных его режимах работы, согласование его выходных параметров с параметрами преобразователя частоты, а также учет нелинейности, вызванной содержанием магнитопровода индуктора. Ро\'ег5уз1ет и БишПпк. Так же представлены графики электромагнитных измеряемых величин. Модели содержат источник трех фазного питания 0 Б Гц, выпрямитель, собранный по схеме Ларионова, преобразователь частоты, собранный по одной из трех схем, и нагрузку, представляющую собой резонансный колебательный контур. Исследована совместная работа индукторно-конденсаторного модуля с преобразователем частоты, с учетом потока обратного замыкания, представляемой на схеме замещения индуктора в виде отдельной индуктивной ветви. Проведен сравнительный анализ моделей индукционных установок, в которых рассматривается нафузка с учетом потока обратного замыкания и без него. Для резонансной частоты, в обоих случаях, показания измерительных приборов практически не отличаются (отличия не превышают 4%), но при отклонении частоты от номинальной отличия становились весомыми 8-%. Исследовалась работа преобразователя частоты, нафуженного на индуктор, содержащий магнитопровод. При этом задавалась кривая намагничивания индуктора посредством специального блока Ьоок-ир-'ГаЫе компьютерного пакета МаИ^аЬ. Рассмотрены вопросы проектирования индукторов с магнитопроводом и приведена методика их расчета. Таким образом, во второй главе рассмотрено влияние работы индуктора на работу преобразователя частоты, так же приведена методика расчета индуктора с магнитопроводом. Представлена работа модели преобразователя частоты, в которой рассматривается влияние индуктора и инвертора на работу' выпрямителя, при этом инвертор и нагрузочный колебательный контур представляются в виде противоЭДС, содержащую постоянную и переменную составляющие. Приведены графики параметров мощности, тока и напряжения в зависимости от частоты управления инвертором. Так же описаны способы согласования нагрузки с преобразователем частоты в индукционных электротермических установках. Рассмотрены модели автотрансформаторного и последовательно-параллельной компенсации, а так же согласование при помощи и последовательного резонансного мостового инвертора с нагрузкой в диагонали моста и обратным диодом. Выявлены преимущества применения рассмотренных случаев согласования напряжения. Произведен анализ электромагнитных процессов в перечисленных ранее случаях совместной работы нагрузки и источника питания при помощи матричного представления его работы. Выявлено, что быстрее и нагляднее рассматривать работу в виде имитационных моделей. Таким образом, в третьей главе рассмотрены математические модели индукторно-конденсаторного модуля совместно с источником питания повышенной частоты, в которых изучено влияния отдельных блоков. Представлены методы согласования напряжения нагрузки и инвертора, произведен анализ совместной работы индукторно-конденсаторного модуля и преобразователя частоты посредством уравнений и математических матриц. Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям индукторно-конденсаторных модулей совместно с преобразователями частоты. Программа экспериментальных исследований включает машинное моделирование и анализ регулировочных характеристик индуктора и преобразователя частоты. Полученные в ходе эксперимента данные хорошо согласуются (отличие не превосходят -%) с данными полученными из модели индуктора и преобразователя частоты с аналогичными номинальными данными. Таким образом, в четвертой главе выполнены исследования подтверждающие адекватность, выбранного метода исследования работы высокочастотного индукторно-конденсаторного модуля и источника питания повышенной частоты. Заключение содержит основные выводы и результаты исследований.