Московский Энергетический институт (Технический университет) Кафедра ФЭМАЭК XVII Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, - презентация

1 Московский Энергетический институт (Технический университет) Кафедра ФЭМАЭК XVII Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика Доклад на тему: РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЁТА ДВУХСЛОЙНОЙ ИНДУКЦИОННО-РЕЗИСТИВНОЙ СИСТЕМЫ НАГРЕВА Студент : Новохатский И.И. Руководитель: к.т.н., асс. Федин М.А.

2 Эскиз двухслойной ИРСН 1 – индуктор; 2 – ферромагнитная труба; 3 – медный шунт; 4 – электроизоляция

3 3 Постановка задачи Проверка адекватности результатов расчёта двухслойной ИРСН в существующих программах. Разработка методики расчета параметров электромагнитного поля (ЭМП) при низкотемпературном индукционном нагреве ферромагнитного материала. Разработка расчётной программы в среде DELPHI 7. Проведение экспериментальных исследований в испытательном центре ООО Специальные системы и технологии. Проверка адекватности разработанной программы.

4 4 Допущения, принимаемые при расчете Индуктор и труба расположены коаксиально; Стенка трубы считается плоской и в электромагнитном отношении может рассматриваться как плита; Величины B и H изменяются во времени по синусоидальному закону; Относительная магнитная проницаемость в конкретной точке по толщине стенки нагреваемой детали постоянна во времени и равна значению, соответствующему действующему значению напряженности магнитного поля в данной точке; Изменение удельного электрического сопротивления, а также относительной магнитной проницаемости материала загрузки в процессе нагрева не учитывается при расчете.

5 5 Электрические схемы замещения для электрического расчета ИРСН

6 6 Расчет параметров электрической схемы замещения Активное, учитывающее потери на гистерезис Активное, учитывающее индуцированные токи Реактивное Сопротивления слоя i на 1 м длины

7 Алгоритм расчета ИРСН с БВП

8 8 Алгоритм расчета ЭМП в ферромагнитной загрузке с учетом гистерезиса

9 Фрагмент кода программы

10 Расчет двухслойной ИРСН в DELPHI

11 11 Распределение напряженности магнитного поля в стенке трубы для ИРСН без шунтирования (1) и с шунтированием внешнего проводника (2)

12 12 Схема экспериментальной установки 1 – индуктор; 2 – ферромагнитная труба; 3 –медный шунт; АТ- лабораторный автотрансформатор; Т- однофазный трансформатор

13 13 Стенд токовых испытаний

14 14 Стенд токовых испытаний

15 15 Макет ИРСН с биметаллическим внешним проводником длинной 4м

16 16 Зависимость напряжения питания от мощности в трубе (красная линия – эксперимент, синяя – расчет)

17 17 Зависимость напряжения питания от мощности в трубе (сплошная линия – эксперимент, пунктир – расчет) 1 – без шунта; 2 – шунт сечением 16 мм 2

18 18 Выводы по работе Программа ELCUT не может использоваться для расчёта двухслойной ИРСН поскольку не учитываются потери на перемагничивание (гистерезис) Разработана методика расчёта основных параметров ЭМП ИРСН Данная методика реализована в среде DELPHI в виде программы, которая имеет дальнейшие перспективы на усовершенствование, а именно, повышение универсальности и точности расчёта. Проведены экспериментальные исследования с шунтом и без, в ходе которых были получены энергетические параметры ИРСН. Экспериментальные исследования подтвердили полученные расчётные данные. Следовательно данная методика, реализованная в программе адекватна и может использоваться для расчёта ИРСН.