По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.31, 66.04

Двухфазная линейная индукционная МГД-машина трехзонной конструкции

Тяпин A. А. руководитель проектов, ООО «Тепловые электрические системы», г. Красноярск
Кинев Е. С. канд. техн. наук, директор, ООО «Тепловые электрические системы», г. Красноярск

Рассмотрены классификационные признаки и характерные особенности трехзонных индукторов продольного магнитного поля с двухфазным питанием. В результате итерационного расчета получено распределение интегральных магнитных потоков в зубцовой зоне плоского индуктора и построены векторные диаграммы электромагнитных режимных параметров. В ходе исследования показаны основные направления оптимизации режима малополюсной индукционной машины для получения наилучшего распределения токов в обмотках и оценки эквивалентной линейной токовой нагрузки. По результатам анализа сформулированы основные задачи и последовательность этапов их решения при разработке энегоэффективных индукционных МГД-машин продольного магнитного поля.

Литература:

1. US Patent, № 9901978B2. Metod and aparatus for moving molten metal / Pavlov Evgeny, Ivanov Dmitry, Gassanov Pavel, Gulayev Andrew. – Feb. 27, 2018.

2. Круминь Ю.К. Основы теории и расчета устройств с бегущим магнитным полем. – Рига: Зинатне, 1983. – 278 с.

3. Головенко Е.А., Горемыкин В.А., Кинев Е.С. и др. Технология электромагнитного воздействия на расплав алюминия в миксерах и печах // Цветные металлы. – 2014. – № 2 (854). – С. 86–92.

4. Кинев Е.С., Шаповалов В.А., Головенко Е.А. Фазовые траектории параметров режима в компьютерных моделях электроустановок. Оптимизация режимов электротехнических систем // Межвуз. сборник науч. трудов. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. – С. 221–226.

5. Tyapin A.A. The structure of electromagnetic stirrers // Znanstvena Misel Journal. – 2018. – N 20. – Vol. 1. – P. 50–57.

6. Тяпин A.А. Моделирование электромагнитного режима трехфазных линейных индукционных машин // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2019. – № 6. – С. 46–54.

7. Тяпин А.А., Андрющенко В.Ю., Горемыкин В.А., Кинев Е.С. Оценка глубины проникновения электромагнитной волны в расплавленный алюминий // Инновационные научные исследования: теория, методология, практика: сб. статей XV Междунар. науч.-практ. конф. – Пенза: Наука и просвещение, 2018. – С. 27–34. ISBN 978-5-907135-01-7.

8. Чуа Л.О., Пен-Мин Лин. Машинный анализ электронных схем: алгоритмы и вычислительные методы / Пер. с англ. – М.: Энергия, 1980. – 640 с.

9. Сарапулов Ф.Н., Сарапулов С.Ф., Шымчак П. Математические модели линейных индукционных машин на основе схем замещения. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. – 431 с.

10. Бартеньев О.В. Современный Фортран. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. – 449 с.

11. Кинев Е.С., Тяпин А.А., Ефимов С.Н. Оценка несимметрии индукционной машины с применением метода симметричных составляющих // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2018. – Т. 14. – № 6. – С. 68–79.

12. Tyapin A.A., Kinev E.S. Topological approach to the assessment of electromagnetic asymmetry of the MHD machine // Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal). Warsaw, Poland. – 2019. – N 2 (42). – Рart 1. – Р. 40–47.

13. Chua L.O., Desoer C., Kuh E. Linear and nonlinear circuits // McGraw-Hill. – New York. 1987. – 839 p. ISBN 0-07-010898-6.

14. Морозов Е.А. ANSYS в руках инженера / Е.А. Морозов, А.Ю. Муйземнек, А.С. Шадский. – М.: Ленанд, 2018. – 456 с.

15. Tyapin A.A. Three-phase induction machine of a three-zone design for MHD stirrer // The scientific heritage. – Budapest, 2019. – N 34. – Vol. 1. – Р. 57–65. ISSN 9215-0365.

16. Кинев Е.С., Тяпин А.А., Головенко Е.А., Авдулова Ю.С. Управление литьем алюминия из стационарной печи // Омский научный вестник. – 2019. – № 1 (163). – С. 26–33. DOI: 10.25206/1813-8225-2019-163-26-33.

17. Чаплыгин Е.Е., Вилков А.Е., Хухтиков С.В. Широтно-импульсная модуляция с пассивной фазой в инверторах напряжения с дополнительным полумостом // Электричество. – 2012. – № 8. – С. 53–61.

18. Кинев Е.С., Тяпин А.А. Схемотехника подключения IGBT-инвертора к многофазной индукционной машине // САПР и моделирование в современной электронике: cб. науч. тр. II Междунар. науч.-прак. конфер. – Брянск: БГТУ, 2018. – Ч.1. – С. 208–215. DOI: 10.30987/conferencearticle_5c19e6 1d557532.76134464.

Для перемешивания расплавов металла в печах применяют линейные индукционные машины поперечного и продольного магнитного поля [1]. Себестоимость каждого технического решения наряду с технологической и энергетической эффективностью индукционных машин и источников питания является решающим фактором в принятии решения о модернизации производства или о разработке проектной документации для нового строительства плавильных печей [2]. В качестве индукционных машин для перемешивания сплавов алюминия в миксерах и печах, помимо индукторов поперечного поля, нашли применение высокотехнологичные укороченные индукторы продольного поля. Среди простейших плоских индукционных МДГ-машин можно выделить два конструктивных исполнения, определяющих вид машины, по числу силовых индуктирующих обмоток (индуктирующих зон). Указанные конструктивные особенности соответствующим образом характеризуют полюсность индуктора и величину синхронной скорости бегущего магнитного поля в расплаве [3]. В качестве конструктивно-технологических параметров в описании использованы перечисленные ниже величины:

p – число пар полюсов индуктора;

2p – число полюсов индуктора;

Z – число зубцов сердечника;

q – число пазов сердечника на полюс и фазу;

α – фазная зона индуктора;

m – число фаз многофазной обмотки индуктора.

Классическая индукционная МГД-машина продольного магнитного поля может иметь три или четыре обмотки (трехзонный или четырехзонный индуктор). Кроме этого, электропитание индукционных машин может быть обеспечено в трехфазном или двухфазном варианте. Таким образом, при разработке индукторов и оценке их эффективности следует рассмотреть четыре основных варианта построения укороченных малополюсных индукционных машин продольного магнитного поля.

1. Индуктор трехзонный с двухфазным источником электропитания.

2p = 3/2, Z = 4, q = 1, m = 2, α = 90 град.

2. Индуктор трехзонный с трехфазным источником электропитания.

2p = 1, Z = 4, q = 1, m = 3, α = 60 град.

Для Цитирования:
Тяпин A. А., Кинев Е. С., Двухфазная линейная индукционная МГД-машина трехзонной конструкции. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2019;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: