Оценка эффективности применения многослойных индукторов в индукционных установках для нагрева алюминиевых заготовок
Аннотация
Разработана математическая модель, основанная на методе конечных элементов и реализованная в пакете ELCUT, для расчета электрических характеристик системы «многослойный индуктор – заготовка». Получены электрические характеристики системы в зависимости от различных размеров заготовки, геометрии индуктора, размеров зазоров и расчетной области системы. Исследовано влияние концевых эффектов и магнитопровода на систему «многослойный индуктор – заготовка». По результатам моделирования разработаны рекомендации по повышению энергоэффективности индукционных установок для нагрева алюминиевых заготовок благодаря снижению потерь за счет изменения конструкций многослойных индукторов.
Литература
1. Вайнберг А.М. Индукционные плавильные печи. М.: Энергия, 1967.
2. Кувалдин А.Б., Федин М.А. Теория индукционного нагрева. Ч. 1. Основные характеристики и расчет параметров электромагнитного поля. М.: Изд-во МЭИ, 2018.
3. Клещев В.В., Немков В.С., Сабуров В.С., Терехов Е.П. Повышение энергетических показателей индукционных установок для нагрева цветных металлов // Электротехническая промышленность. Серия «Электротермия». 1975. № 12(16). С. 18—21.
4. Harvey J.G. The Theory of Multi-layer Windings for Induction Heating and Their Application to a 1 MW 50 Hz Longitudinal Flux Billet Heater // Proc. VIII Congress UIE. Liege, 1976. V. 4. P. 11a.
5. Harvey, J.G., Johnson, R.H., Gibbs, M.G.: The Commercial Exploitation of the Multi-layer Coil: a Final Report on an EEC Demonstration Project Ref. EE/147/6B // Electricity Council Rep. R 1708. London, 1983.
6. Poiroux R., Heurtin J. L'utilisation des Inducteurs Multicouches Dans le Rechauffage Par Induction // EDF Bulletin de la Direction des Etudes et Recherches. Serie B Reseaux Electriques. 1981. No. 1.
7. Poiroux R. Les Novelles Technologies D'iducteur Developpees au Laboratoirre EDF // J. du Four Electrique. 1981. Pp. 17—27.
8. Григорьев В.А. и др. Исследование и разработка устройств для индукционного нагрева с использованием криогенной техники. М.: Изд-во МЭИ, 1978.
9. Григорьев В.А., Соколов М.М., Бродянский В.М., Кувалдин А.Б., Антипов В.И. Перспективы применения криогенной техники в электротермии // Электротермия. 1980. № 1. С. 9—11.
10. A.c. № 748918 СССР. Устройство для индукционного нагрева / В.А. Григорьев и др. // Открытия. Изобретения. 1980. № 26.
11. Злотников И.И., Захаров И.В. Повышение эффективности работы устройств для индукционного нагрева // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. 2015. № 4. С. 53—59.
12. Федин М.А., Кувалдин А.Б., Герасименко Е.С. Исследование влияния многослойности индуктора на энергетические характеристики системы «индуктор-загрузка» // Фёдоровские чтения. 2018. С. 100—104.
13. Пат. № 195393 РФ. Индукционное устройство с многослойным индуктором для нагрева металлических заготовок / Е.С. Герасименко, А.Б. Кувалдин, М.А. Федин // Бюл. изобрет. 2020. № 3.
14. Кувалдин А.Б., Федин М.А. Теория индукционного нагрева. Ч. 2. Методы расчета и моделирование. М.: Изд-во МЭИ, 2020.
---
Для цитирования: Булгакова Е.С., Кувалдин А.Б., Федин М.А. Оценка эффективности применения многослойных индукторов в индукционных установках для нагрева алюминиевых заготовок // Вестник МЭИ. 2022. № 6. С. 68—75. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-6-68-75
#
1. Vaynberg A.M. Induktsionnye Plavil'nye Pechi. M.: Energiya, 1967. (in Russian).
2. Kuvaldin A.B., Fedin M.A. Teoriya Induktsionnogo Nagreva. Ch. 1. Osnovnye Kharakteristiki i Raschet Parametrov Elektromagnitnogo Polya. M.: Izd-vo MEI, 2018. (in Russian).
3. Kleshchev V.V., Nemkov V.S., Saburov V.S., Terekhov E.P. Povyshenie Energeticheskikh Pokazateley Induktsionnykh Ustanovok dlya Nagreva Tsvetnykh Metallov. Elektrotekhnicheskaya Promyshlennost'. Seriya «Elektrotermiya». 1975;12(16):18—21. (in Russian).
4. Harvey J.G. The Theory of Multi-layer Windings for Induction Heating and Their Application to a 1 MW 50 Hz Longitudinal Flux Billet Heater. Proc. VIII Congress UIE. Liege, 1976;4:11a.
5. Harvey, J.G., Johnson, R.H., Gibbs, M.G.: The Commercial Exploitation of the Multi-layer Coil: a Final Report on an EEC Demonstration Project Ref. EE/147/6B. Electricity Council Rep. R 1708. London, 1983.
6. Poiroux R., Heurtin J. L'utilisation des Inducteurs Multicouches Dans le Rechauffage Par Induction. EDF Bulletin de la Direction des Etudes et Recherches. Serie B Reseaux Electriques. 1981;1.
7. Poiroux R. Les Novelles Technologies D'iducteur Developpees au Laboratoirre EDF. J. du Four Electrique. 1981:17—27.
8. Grigor'ev V.A. i dr. Issledovanie i Razrabotka Ustroystv dlya Induktsionnogo Nagreva s Ispol'zovaniem Kriogennoy Tekhniki. M.: Izd-vo MEI, 1978. (in Russian).
9. Grigor'ev V.A., Sokolov M.M., Brodyanskiy V.M., Kuvaldin A.B., Antipov V.I. Perspektivy Primeneniya Kriogennoy Tekhniki v Elektrotermii. Elektrotermiya. 1980;1:9—11. (in Russian).
10. A.c. № 748918 SSSR. Ustroystvo dlya Induktsionnogo Nagreva. V.A. Grigor'ev i dr. Otkrytiya. Izobreteniya. 1980. № 26. (in Russian).
11. Zlotnikov I.I., Zakharov I.V. Povyshenie Effektivnosti Raboty Ustroystv dlya Induktsionnogo Nagreva. Vestnik GGTU im. P.O. Sukhogo. 2015;4:53—59. (in Russian).
12. Fedin M.A., Kuvaldin A.B., Gerasimenko E.S. Issledovanie Vliyaniya Mnogosloynosti Induktora na Energeticheskie Kharakteristiki Sistemy «Induktor-zagruzka». Fedorovskie Chteniya. 2018:100—104. (in Russian).
13. Pat. № 195393 RF. Induktsionnoe Ustroystvo s Mnogosloynym Induktorom dlya Nagreva Metallicheskikh Zagotovok. E.S. Gerasimenko, A.B. Kuvaldin, M.A. Fedin. Byul. Izobret. 2020;3. (in Russian).
14. Kuvaldin A.B., Fedin M.A. Teoriya Induktsionnogo Nagreva. Ch. 2. Metody Rascheta i Modelirovanie. M.: Izd-vo MEI, 2020. (in Russian).
---
For citation: Bulgakova E.S., Kuvaldin A.B., Fedin M.A. Performance Assessment of Using Multilayer Inductors in Induction Installations for Heating Aluminum Billets. Bulletin of MPEI. 2022;6:68—75. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-6-68-75
