Results of a Study of Electromagnetic Forces and Heat Release Power in Induction Systems with a Traveling Electromagnetic Field
Keywords:
induction heating, traveling electromagnetic field, hree-phase power frequency current, flat ferromagnetic load, phase sequence, electromagnetic forces, heat release power, Elcut software package
Abstract
The results of studying the influence of various factors on the distribution patterns of electromagnetic forces and heat release power in three-phase induction systems with a traveling electromagnetic field of power frequency are presented. In the analysis, the following influencing factors were considered: phase sequence of inductors, distance between the inductor magnetic circuits end parts, and air gap size between the inductor magnetic circuit poles and the flat ferromagnetic load surface. The graphs of electromagnetic forces and heat release power in the load versus the above-mentioned factors, obtained by carrying out computational experiments in the Elcut software environment, are presented.
References
1. А. с. 970305.1 Казахстан. Сушилка для шпона и длинномерных волокнистых материалов / Качанов А.Н., Чукумов М.Н., Королева Т.Г., Качанов Н.А., Иващенко В.В. // Бюл. изобрет. 1999. № 2.
2. Пат. № 2257017 РФ. Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких сред / Качанов А.Н., Кувалдин А.Б., Качанов Н.А. // Бюл. изобрет. 2005. № 20.
3. Качанов А.Н., Миронов Е.А. Автоматизированная система управления процессом индукционной закалки валков прокатных станов // Энерго- и ресурсосбережение — XXI век: Материалы XVII междунар. науч.-практ. конф. Орел: Изд-во ОГУ им. И.С. Тургенева, 2019. C. 129—133.
4. Качанов А.Н., Миронов Е.А., Селиверстова О.С. Исследование индукционного устройства для нагрева плоских металлических изделий в бегущем электромагнитном поле в программной среде ELCUT // Вестник Тверского гос. техн. ун-та. Серия «Строительство электротехника и химические технологии». 2019. № 3. С. 58—64.
5. ELCUT. Моделирование двумерных полей методом конечных элементов. Версия 6.3. СПб.: Производственный кооператив ТОР, 2017.
6. Кувалдин А.Б., Струпинский М.Л., Хренков Н.Н., Федин М.А. Моделирование электромагнитного поля в ферромагнитной стали при индукционном, электроконтактном и комбинированном нагреве // Использование компьютерного моделирования и численных расчетов для решения инженерных задач в различных областях проектирования и разработки на основе применения программ «ELCUT». СПб.: Любавич, 2015, С. 97—108.
7. Кувалдин А.Б., Федин М.А. Идентификация индукционных тигельных печей и миксеров как объектов управления и разработка параметрической системы регулирования расплава // Там же. С. 109—121.
8. Веселовский О.Н., Коняев А.Л., Сарапулов Ф.Н. Линейные асинхронные двигатели. М.: Энергоатомиздат, 1991.
---
Для цитирования: Качанов А.Н., Миронов Е.А. Результаты исследования электромагнитных сил и мощности тепловыделения в индукционных системах с бегущим электромагнитным полем // Вестник МЭИ. 2023. № 3. С. 55—62. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-3-55-62.
#
1. A. s. 970305.1 Kazakhstan. Sushilka dlya Shpona i Dlinnomernykh Voloknistykh Materialov. Kachanov A.N., CHukumov M.N., Koroleva T.G., Kachanov N.A., Ivashchenko V.V. Byul. izobret. 1999;2. (in Russian).
2. Pat. № 2257017 RF. Induktsionnoe Ustroystvo Dlya Nagreva i Peremeshivaniya Zhidkikh Sred. Kachanov A.N., Kuvaldin A.B., Kachanov N.A. Byul. izobret. 2005;20. (in Russian).
3. Kachanov A.N., Mironov E.A. Avtomatizirovannaya Sistema Upravleniya Protsessom Induktsionnoy Zakalki Valkov Prokatnykh Stanov. Energo- i Resursosberezhenie — XXI Vek: Materialy XVII Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Orel: Izd-vo OGU im. I.S. Turgeneva, 2019:129—133. (in Russian).
4. Kachanov A.N., Mironov E.A., Seliverstova O.S. Issledovanie Induktsionnogo Ustroystva dlya Nagreva Ploskikh Metallicheskikh Izdeliy v Begushchem Elektromagnitnom Pole v Programmnoy Srede ELCUT. Vestnik Tverskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Stroitel'stvo Elektrotekhnika i Khimicheskie Tekhnologii». 2019;3:58—64. (in Russian).
5. ELCUT. Modelirovanie Dvumernykh Poley Metodom Konechnykh Elementov. Versiya 6.3. SPb.: Proizvodstvennyy Kooperativ TOR, 2017. (in Russian).
6. Kuvaldin A.B., Strupinskiy M.L., Khrenkov N.N., Fedin M.A. Modelirovanie Elektromagnitnogo Polya v Ferromagnitnoy Stali pri Induktsionnom, Elektrokontaktnom i Kombinirovannom Nagreve. Ispol'zovanie Komp'yuternogo Modelirovaniya i Chislennykh Raschetov dlya Resheniya Inzhenernykh Zadach v Razlichnykh Oblastyakh Proektirovaniya i Razrabotki na Osnove Primeneniya Programm «ELCUT». SPb.: Lyubavich, 2015:97—108. (in Russian).
7. Kuvaldin A.B., Fedin M.A. Identifikatsiya Induktsionnykh Tigel'nykh Pechey i Mikserov kak Ob'ektov Upravleniya i Razrabotka Parametricheskoy Sistemy Regulirovaniya Rasplava. Tam zhe:109—121. (in Russian).
8. Veselovskiy O.N., Konyaev A.L., Sarapulov F.N. Lineynye Asinkhronnye Svigateli. M.: Energoatomizdat, 1991. (in Russian).
---
For citation: Kachanov A.N., Mironov E.А. Results of a Study of Electromagnetic Forces and Heat Release Power in Induction Systems with a Traveling Electromagnetic Field. Bulletin of MPEI. 2023;3:55—62. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-3-55-62.
2. Пат. № 2257017 РФ. Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких сред / Качанов А.Н., Кувалдин А.Б., Качанов Н.А. // Бюл. изобрет. 2005. № 20.
3. Качанов А.Н., Миронов Е.А. Автоматизированная система управления процессом индукционной закалки валков прокатных станов // Энерго- и ресурсосбережение — XXI век: Материалы XVII междунар. науч.-практ. конф. Орел: Изд-во ОГУ им. И.С. Тургенева, 2019. C. 129—133.
4. Качанов А.Н., Миронов Е.А., Селиверстова О.С. Исследование индукционного устройства для нагрева плоских металлических изделий в бегущем электромагнитном поле в программной среде ELCUT // Вестник Тверского гос. техн. ун-та. Серия «Строительство электротехника и химические технологии». 2019. № 3. С. 58—64.
5. ELCUT. Моделирование двумерных полей методом конечных элементов. Версия 6.3. СПб.: Производственный кооператив ТОР, 2017.
6. Кувалдин А.Б., Струпинский М.Л., Хренков Н.Н., Федин М.А. Моделирование электромагнитного поля в ферромагнитной стали при индукционном, электроконтактном и комбинированном нагреве // Использование компьютерного моделирования и численных расчетов для решения инженерных задач в различных областях проектирования и разработки на основе применения программ «ELCUT». СПб.: Любавич, 2015, С. 97—108.
7. Кувалдин А.Б., Федин М.А. Идентификация индукционных тигельных печей и миксеров как объектов управления и разработка параметрической системы регулирования расплава // Там же. С. 109—121.
8. Веселовский О.Н., Коняев А.Л., Сарапулов Ф.Н. Линейные асинхронные двигатели. М.: Энергоатомиздат, 1991.
---
Для цитирования: Качанов А.Н., Миронов Е.А. Результаты исследования электромагнитных сил и мощности тепловыделения в индукционных системах с бегущим электромагнитным полем // Вестник МЭИ. 2023. № 3. С. 55—62. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-3-55-62.
#
1. A. s. 970305.1 Kazakhstan. Sushilka dlya Shpona i Dlinnomernykh Voloknistykh Materialov. Kachanov A.N., CHukumov M.N., Koroleva T.G., Kachanov N.A., Ivashchenko V.V. Byul. izobret. 1999;2. (in Russian).
2. Pat. № 2257017 RF. Induktsionnoe Ustroystvo Dlya Nagreva i Peremeshivaniya Zhidkikh Sred. Kachanov A.N., Kuvaldin A.B., Kachanov N.A. Byul. izobret. 2005;20. (in Russian).
3. Kachanov A.N., Mironov E.A. Avtomatizirovannaya Sistema Upravleniya Protsessom Induktsionnoy Zakalki Valkov Prokatnykh Stanov. Energo- i Resursosberezhenie — XXI Vek: Materialy XVII Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Orel: Izd-vo OGU im. I.S. Turgeneva, 2019:129—133. (in Russian).
4. Kachanov A.N., Mironov E.A., Seliverstova O.S. Issledovanie Induktsionnogo Ustroystva dlya Nagreva Ploskikh Metallicheskikh Izdeliy v Begushchem Elektromagnitnom Pole v Programmnoy Srede ELCUT. Vestnik Tverskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Stroitel'stvo Elektrotekhnika i Khimicheskie Tekhnologii». 2019;3:58—64. (in Russian).
5. ELCUT. Modelirovanie Dvumernykh Poley Metodom Konechnykh Elementov. Versiya 6.3. SPb.: Proizvodstvennyy Kooperativ TOR, 2017. (in Russian).
6. Kuvaldin A.B., Strupinskiy M.L., Khrenkov N.N., Fedin M.A. Modelirovanie Elektromagnitnogo Polya v Ferromagnitnoy Stali pri Induktsionnom, Elektrokontaktnom i Kombinirovannom Nagreve. Ispol'zovanie Komp'yuternogo Modelirovaniya i Chislennykh Raschetov dlya Resheniya Inzhenernykh Zadach v Razlichnykh Oblastyakh Proektirovaniya i Razrabotki na Osnove Primeneniya Programm «ELCUT». SPb.: Lyubavich, 2015:97—108. (in Russian).
7. Kuvaldin A.B., Fedin M.A. Identifikatsiya Induktsionnykh Tigel'nykh Pechey i Mikserov kak Ob'ektov Upravleniya i Razrabotka Parametricheskoy Sistemy Regulirovaniya Rasplava. Tam zhe:109—121. (in Russian).
8. Veselovskiy O.N., Konyaev A.L., Sarapulov F.N. Lineynye Asinkhronnye Svigateli. M.: Energoatomizdat, 1991. (in Russian).
---
For citation: Kachanov A.N., Mironov E.А. Results of a Study of Electromagnetic Forces and Heat Release Power in Induction Systems with a Traveling Electromagnetic Field. Bulletin of MPEI. 2023;3:55—62. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-3-55-62.
Published
2023-02-14
Section
Electrotechnology and Electrophysics (Technical Sciences) (2.4.4)
