The Power Performance Characteristics of an Electric Resistance Furnace Equipped with Pulse-Phase Voltage Control
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-2-83-89Keywords:
electric resistance furnace, pulse-phase voltage regulation, temperature controllerAbstract
The power performance characteristics of the temperature controller of an electric resistance furnace that takes power supply from an AC network using a thyristor voltage regulator with pulse-phase control are considered. The studies are carried out for a system comprising a resistance furnace itself, a thyristor voltage regulator with pulse-phase control, a temperature sensor, and a controller producing a proportional-integral-differential control law. Unlike conventional studies, the scope of which is limited to thermal processes in the furnace, the article analyzes the totality of electrical and thermal processes occurring in the entire system, which includes an electric resistance furnace and a thyristor voltage regulator with pulse-phase control. Using the developed simulation model, virtual power performance characteristics have been computed, such as the apparent, active and reactive power; the power factor, which determines the system performance efficiency; and the installed capacities of thyristor voltage regulators. The influence of the extent by which the voltage regulator capacity exceeds the average power consumed by the furnace on the efficiency of the entire system is analyzed.
References
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.
