В данной статье представлены характеристики разработанноймодели трехсекционного индуктора тигельной индукционной печи, описание которой дано в статьях [1] и [2].
Ключевые слова: плотность тока, секционирование, индукционный нагрев.
Для проведения исследований были заданы некоторые исходные параметры установки. Для этого был произведен расчет индукционной тигельной печи емкостью 6 т по классической методике [3]. Результаты этого расчета взяты за базовые значения геометрических параметров установки.
Проведение расчета при использовании полученной модели позволяет построить характеристики распределения плотности токов по сечению системы «индуктор — нагреваемое изделие». Найденные распределения плотности токов (модулей) рассматриваются в условиях отсутствия компенсирующих емкостей на входе каждой из трех секций индуктора [2]. Разработанная программа [1] не предполагает возможности проведения расчета без этих емкостей, но если при расчете указать очень малую величину компенсирующих емкостей, то их влияние будет настолько мало, что им можно пренебречь.
На рис. 1 показано распределение плотности токов колец системы в зависимости от среднего радиуса кольца при частотах 300 Гц и 700 Гц. Построенная характеристика распределения плотностей токов в индукторе показывает, что распределение является неравномерным в пределах всех витков индуктора.
Рис. 1. График зависимости распределения токов колец системы от среднего радиуса кольца при частотах 300 Гц и 700 Гц
Далее приводятся результаты исследования влияния частоты питающего напряжения на входное сопротивление индуктора, а также на сопротивление отдельных секций индуктора.
Таблица 1
Входное сопротивление индуктора при разных частотах питающего напряжения
|
Частота питающего напряжения, Гц |
Входное сопротивление индуктора, мОм |
||
|
Активная составляющая |
Реактивная составляющая |
Полное сопротивление |
|
|
300 |
12 |
83 |
84 |
|
400 |
14 |
108 |
109 |
|
500 |
16 |
132 |
133 |
|
600 |
17 |
157 |
158 |
|
700 |
19 |
181 |
182 |
Рис. 2. График зависимости входного сопротивления индуктора от частоты питающего напряжения
Из полученного графика (рис. 2) видно, что при изменении частоты питающего напряжения, зависимость входного сопротивления индуктора имеет линейный характер.
Таблица 2
Сопротивление отдельных секций индуктора при разных частотах питающего напряжения
|
Частота питающего напряжения, Гц |
Сопротивление секции индуктора, мОм |
|||
|
Крайняя секция |
Средняя секция |
|||
|
Активная составляющая |
Реактивная составляющая |
Активная составляющая |
Реактивная составляющая |
|
|
300 |
3,9 |
26,3 |
4,6 |
30,9 |
|
400 |
4,5 |
34,8 |
5,3 |
39,9 |
|
500 |
5,1 |
42,1 |
5,9 |
48,6 |
|
600 |
5,5 |
50,6 |
6,4 |
57,0 |
|
700 |
5,9 |
58,4 |
6,8 |
66,1 |
Рис. 3. График зависимости сопротивления отдельных секций индуктора от частоты питающего напряжения
Исходя из полученных характеристик, можно сделать вывод о том, что изменение частоты питающего напряжения оказывает схожее влияние на все секции индуктора.
Литература:
- Павлов О. П., Сергеев Д. А. Программная реализация математической модели системы трехсекционного индуктора тигельной печи с ванной жидкого металла // Международный научный журнал: Молодой ученый. — 2019. — № 28
- Сергеев Д. А. Разработка математической модели системы «многосекционный индуктор — нагреваемое изделие» установки индукционного нагрева // Труды Академии электротехнических наук Чувашской республики 2015
- Фомин Н. И., Затуловский Л. М. Электрические печи и установки индукционного нагрева // «Металлургия». — 1979. 247с.
