Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи
Мета роботи. Розробити автоматичну систему захисту від виходу з ладу резонансного інвертора установки індукційного нагріву через зникнення навантаження. Методи дослідження. В даній роботі використовуються такі методи дослідження як аналіз передавальної характеристики навантаження резонансного інв...
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Zaporozhye National Technical University
2022-10-01
|
| Series: | Elektrotehnìka ta Elektroenergetika |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://ee.zntu.edu.ua/article/view/258368 |
| _version_ | 1797829398574923776 |
|---|---|
| author | Denys Kalynichenko |
| author_facet | Denys Kalynichenko |
| author_sort | Denys Kalynichenko |
| collection | DOAJ |
| description |
Мета роботи. Розробити автоматичну систему захисту від виходу з ладу резонансного інвертора установки індукційного нагріву через зникнення навантаження.
Методи дослідження. В даній роботі використовуються такі методи дослідження як аналіз передавальної характеристики навантаження резонансного інвертора з використанням апроксимації за першою гармонікою, розрахунок регулювальних параметрів числовими методами, комп’ютерне моделювання установки індукційного нагріву. Проведення експериментальних досліджень на основі плавильної установки з мікропроцесорним керуванням з метою перевірки адекватності запропонованої моделі та системи захисту.
Отримані результати. Приведена комп’ютерна модель установки індукційного нагріву, що заснована на використанні апроксимації за першою гармонікою, адекватність якої перевірена експериментальними дослідженнями плавильної установки. На основі даної моделі розроблена схема захисту резонансного інвертора від зникнення навантаження, що заснована на зсуві робочої частоти інвертора через введення в ланцюг зворотного зв’язку додаткового зсуву різниці фази струму і напруги. Методика розрахунку даного зсуву фази створена з використанням передавальної характеристики навантаження інвертора (системи «конденсаторна батарея-індуктор-деталь») та числових методів розв’язку рівнянь. Вищезазначена методика розрахунку може бути використана для резонансних інверторів будь-якої конфігурації та топології. Згідно комп’ютерного моделювання аварійної ситуації установки, розроблена схема забезпечує обмеження амплітуди напруги у безпечних межах роботи реактивних елементів інвертора, тоді як в нормальних умовах роботи система захисту не впливає на роботу установки. Система захисту успішно утримує амплітуду струму та напруги у коливальному контурі у безпечних межах у період малого навантаження. Створена схема має достатню простоту для її швидкого впровадження в існуючі установки з цифровим управлінням і має високу швидкодію. Окрім вищезазначених практичних результатів, проведений аналіз попередніх досліджень та надбань, що показали малу вивченість явищ, наявних при роботі резонансних інверторів в аварійному режимі. Це відкриває перспективу проведення подальших наукових розвідок в даній проблематиці.
Наукова новизна. Розроблена методика адаптивного обмеження напруги на виході резонансного інвертора будь-якої конфігурації з частотним управлінням.
Практична цінність. Створена схема захисту дозволяє зменшити фізичне втручання оператора у технологічний процес індукційного нагріву. Разом з цим відбувається збільшення надійності установок індукційного нагріву. Вигляд запропонованої схеми дозволяє спростити модернізацію існуючих установок та розробку нових більш досконалих моделей.
|
| first_indexed | 2024-04-09T13:20:53Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-473757b3fd5e46ad990b906720947ec6 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 1607-6761 2521-6244 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-04-09T13:20:53Z |
| publishDate | 2022-10-01 |
| publisher | Zaporozhye National Technical University |
| record_format | Article |
| series | Elektrotehnìka ta Elektroenergetika |
| spelling | doaj.art-473757b3fd5e46ad990b906720947ec62023-05-11T06:58:35ZengZaporozhye National Technical UniversityElektrotehnìka ta Elektroenergetika1607-67612521-62442022-10-01310.15588/1607-6761-2022-3-2Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботиDenys Kalynichenko0НУ «Запорізька політехніка» Мета роботи. Розробити автоматичну систему захисту від виходу з ладу резонансного інвертора установки індукційного нагріву через зникнення навантаження. Методи дослідження. В даній роботі використовуються такі методи дослідження як аналіз передавальної характеристики навантаження резонансного інвертора з використанням апроксимації за першою гармонікою, розрахунок регулювальних параметрів числовими методами, комп’ютерне моделювання установки індукційного нагріву. Проведення експериментальних досліджень на основі плавильної установки з мікропроцесорним керуванням з метою перевірки адекватності запропонованої моделі та системи захисту. Отримані результати. Приведена комп’ютерна модель установки індукційного нагріву, що заснована на використанні апроксимації за першою гармонікою, адекватність якої перевірена експериментальними дослідженнями плавильної установки. На основі даної моделі розроблена схема захисту резонансного інвертора від зникнення навантаження, що заснована на зсуві робочої частоти інвертора через введення в ланцюг зворотного зв’язку додаткового зсуву різниці фази струму і напруги. Методика розрахунку даного зсуву фази створена з використанням передавальної характеристики навантаження інвертора (системи «конденсаторна батарея-індуктор-деталь») та числових методів розв’язку рівнянь. Вищезазначена методика розрахунку може бути використана для резонансних інверторів будь-якої конфігурації та топології. Згідно комп’ютерного моделювання аварійної ситуації установки, розроблена схема забезпечує обмеження амплітуди напруги у безпечних межах роботи реактивних елементів інвертора, тоді як в нормальних умовах роботи система захисту не впливає на роботу установки. Система захисту успішно утримує амплітуду струму та напруги у коливальному контурі у безпечних межах у період малого навантаження. Створена схема має достатню простоту для її швидкого впровадження в існуючі установки з цифровим управлінням і має високу швидкодію. Окрім вищезазначених практичних результатів, проведений аналіз попередніх досліджень та надбань, що показали малу вивченість явищ, наявних при роботі резонансних інверторів в аварійному режимі. Це відкриває перспективу проведення подальших наукових розвідок в даній проблематиці. Наукова новизна. Розроблена методика адаптивного обмеження напруги на виході резонансного інвертора будь-якої конфігурації з частотним управлінням. Практична цінність. Створена схема захисту дозволяє зменшити фізичне втручання оператора у технологічний процес індукційного нагріву. Разом з цим відбувається збільшення надійності установок індукційного нагріву. Вигляд запропонованої схеми дозволяє спростити модернізацію існуючих установок та розробку нових більш досконалих моделей. http://ee.zntu.edu.ua/article/view/258368Установка індукційного нагрівуРезонансний інверторЧастотне управлінняФазове автопідлаштування частотиЗахист від перенапругиПередавальна характеристика |
| spellingShingle | Denys Kalynichenko Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи Elektrotehnìka ta Elektroenergetika Установка індукційного нагріву Резонансний інвертор Частотне управління Фазове автопідлаштування частоти Захист від перенапруги Передавальна характеристика |
| title | Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи |
| title_full | Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи |
| title_fullStr | Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи |
| title_full_unstemmed | Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи |
| title_short | Збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи |
| title_sort | збільшення відмовостійкості резонансних установок індукційного нагріву під час аварійного режиму роботи |
| topic | Установка індукційного нагріву Резонансний інвертор Частотне управління Фазове автопідлаштування частоти Захист від перенапруги Передавальна характеристика |
| url | http://ee.zntu.edu.ua/article/view/258368 |
| work_keys_str_mv | AT denyskalynichenko zbílʹšennâvídmovostíjkostírezonansnihustanovokíndukcíjnogonagrívupídčasavaríjnogorežimuroboti |