Энергетические характеристики электрической печи сопротивления с фазоимпульсным регулированием напряжения

Виктор [Viktor] Петрович [P.] Рубцов [Rubtsov]; Роман [Roman] Русланович [R.] Клюшин [Klyushin]; Николай [Nikolay] Иванович [I.] Крюков [Kryukov]

doi:10.24160/1993-6982-2020-2-83-89

Виктор [Viktor] Петрович [P.] Рубцов [Rubtsov]
Роман [Roman] Русланович [R.] Клюшин [Klyushin]
Николай [Nikolay] Иванович [I.] Крюков [Kryukov]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-2-83-89

Ключевые слова: электрическая печь сопротивления, фазоимпульсное регулирование напряжения, регулятор температуры

Аннотация

Рассмотрены энергетические характеристики регулятора температуры электрической печи сопротивления, получающей питание от сети переменного тока с использованием тиристорного регулятора напряжения с фазоимпульсным управлением. Исследования выполнены применительно к комплексу, включающему в себя собственно печь сопротивления, тиристорный регулятор напряжения с фазоимпульсным управлением, датчик температуры и регулирующее устройство, вырабатывающее пропорционально-интегрально-дифференциальный закон управления. В отличие от традиционных исследований, в которых рассматриваются только тепловые процессы в печи, в настоящем случае анализируется совокупность электрических и тепловых процессов, протекающих в комплексе оборудования, включающем в себя электрическую печь сопротивления и тиристорный регулятор напряжения с фазоимпульсным управлением. С использованием разработанной имитационной модели рассчитаны такие виртуальные энергетические характеристики, как полная, активная и реактивная мощности, а также коэффициент мощности, определяющий эффективность работы комплекса и установленные мощности тиристорных регуляторов напряжения.

Проанализировано влияние на эффективность работы комплекса такого показателя, как превышение установленной мощности регулятора напряжения над средней мощностью, потребляемой печью.

Сведения об авторах

Виктор [Viktor] Петрович [P.] Рубцов [Rubtsov]

Рубцов Виктор Петрович — доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий и электротехнологий НИУ «МЭИ», e-mail: RubtsowVP@mpei.ru

Роман [Roman] Русланович [R.] Клюшин [Klyushin]

Клюшин Роман Русланович — аспирант кафедры электроснабжения промышленных предприятий и электротехнологий НИУ «МЭИ», e-mail: klushin1973@yandex.ru

Николай [Nikolay] Иванович [I.] Крюков [Kryukov]

Крюков Николай Иванович — магистр техники и технологий по направлению «Электроэнергетика и электротехника» НИУ «МЭИ», e-mail: nikolaos1996@yandex.ru

Литература

1. Электротехнический справочник. Использование электрической энергии. Т. 3. Кн. 2 / под общ. ред. И.Н. Орлова. М.: Энергоатомиздат, 1988.
2. Рубцов В.П., Щербаков А.В. Системы автоматического управления электрическими печами сопротивления. Ч. 1. М.: Изд-во МЭИ, 2015.
3. Рубцов В.П., Щербаков В.А., Горячих Е.В. Исследование влияния неоднородности электрической печи сопротивления как объекта управления // Электротехника. 2015. № 7. С. 41—45.
4. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. СПб.: Корона.Век, 2008.
5. Рубцов В.П., Митяков Ф.Е. Влияние ограничения тока нагревателей на работу регулятора температуры в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления // Вестник МЭИ. 2012. № 2. С. 80—84.
6. Рубцов В.П. Исполнительные элементы систем автоматического управления электротехнологическими установками. М.: Изд-во МЭИ, 2001.
7. Рубцов В.П., Горячих Е.В., Митяков Ф.Е. Разработка уточненной модели электрической печи сопротивления на основе экспериментальных исследований // Вестник МЭИ. 2015. № 3. С. 48—52.
8. Минин Г.П. Несинусоидальные токи и их измерение. М.: Энергия, 1979.
9. Герман-Галкин С.Г. Виртуальные лаборатории полупроводниковых систем в среде Matlab-Simulink. СПб.: Лань, 2013.
10. Desal P.D., Chu T.K., James H.M., Ho C.Y. Electrical Resistivity of Selected Elements // J. Phys . Chem. Ref 1984. V. 13. No. 4. Pp. 1069—1096.
---
Для цитирования: Рубцов В.П., Клюшин Р.P., Крюков Н.И. Энергетические характеристики электрической печи сопротивления с фазоимпульсным регулированием напряжения // Вестник МЭИ. 2020. № 2. С. 83—89. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-2-83-89.
#
1. Elektrotekhnicheskiy Spravochnik. Ispol'zovanie Elektricheskoy Energii. T. 3. Kn. 2. Pod Obshch. Red. I.N. Orlova. M.: Energoatomizdat, 1988. (in Russian).
2. Rubtsov V.P., Shcherbakov A.V. Sistemy Avtomaticheskogo Upravleniya Elektricheskimi Pechami Soprotivleniya. Ch. 1. M.: Izd-vo MEI, 2015. (in Russian).
3. Rubtsov V.P., Shcherbakov V.A., Goryachikh E.V. Issledovanie Vliyaniya Neodnorodnosti Elektricheskoy Peсhi Soprotivleniya kak Ob′ekta Upravleniya. Elektrotekhnika. 2015;7:41—45. (in Russian).
4. German-Galkin S.G. Matlab & Simulink. Proektirovanie Mekhatronnykh Sistem na PK. SPb.: Korona.Vek, 2008. (in Russian).
5. Rubtsov V.P., Mityakov F.E. Vliyanie Ogranicheniya Toka Nagrevateley na Rabotu Regulyatora Temperatury v Vysokotemperaturnykh Vakuumnykh Pechakh Soprotivleniya. Vestnik MEI. 2012;2:80—84. (in Russian).
6. Rubtsov V.P. Ispolnitel'nye Elementy Sistem Avtomaticheskogo Upravleniya Elektrotekhnologicheskimi Ustanovkami. M.: Izd-vo MEI, 2001. (in Russian).
7. Rubtsov V.P., Goryachikh E.V., Mityakov F.E. Razrabotka Utochnennoy Modeli Elektricheskoy Pechi Soprotivleniya na Osnove Eksperimental'nykh Issledovaniy. Vestnik MEI. 2015;3:48—52. (in Russian).
8. Minin G.P. Nesinusoidal'nye Toki i Ikh Izmerenie. M.: Energiya, 1979. (in Russian).
9. German-Galkin S.G. Virtual'nye Laboratorii Poluprovodnikovykh Sistem v Srede Matlab-Simulink. SPb.: Lan', 2013. (in Russian).
10. Desal P.D., Chu T.K., James H.M., Ho C.Y. Electrical Resistivity of Selected Elements. J. Phys . Chem. Ref. 1984;13;4:1069—1096.
---
For citation: Rubtsov V.P., Klyushin R.R., Kryukov N.I. The Power Performance Characteristics of an Electric Resistance Furnace Equipped with Pulse-Phase Voltage Control. Bulletin of MPEI. 2020;2:83—89. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-2-83-89.