Разработка математической модели электромагнитного поля и схемы замещения индукционно-резистивной системы нагрева для промышленных трубопроводов

М. А. Федин; Е. В. Качалина; А. В. Молостова; С. А. Федина; А. И. Василенко; М. Л. Зотов; Ю. А. Демидов

doi:10.34831/EP.2023.85.86.001

Разработка математической модели электромагнитного поля и схемы замещения индукционно-резистивной системы нагрева для промышленных трубопроводов

М. А. Федин, Е. В. Качалина, А. В. Молостова, С. А. Федина, А. И. Василенко, М. Л. Зотов, Ю. А. Демидов

Аннотация

Описан принцип действия и приведен алгоритм численного расчета индукционно-резистивной системы нагрева с учетом перемагничивания стали (гистерезиса) и взаимодействия электромагнитного поля с многослойной проводящей средой индукционно-резистивного нагревателя, на основе которого разработана программа для расчета характеристик индукционно-резистивной системы нагрева IRSN PRO. С использованием программы приведены комплексные исследования электрических и энергетических параметров системы индукционно-резистивного нагрева в зависимости от тока индуктора и температуры нагрева. Предложены нелинейная схема замещения индукционно-резистивной системы нагрева и математическое описание параметров схемы замещения для проектирования источника питания.

Ключевые слова

электротехнологии, промышленный электрообогрев, индукционно-резистивная система нагрева, промышленные трубопроводы, система электропитания, симметрирование нагрузки, симметрирующее устройство, преобразователь числа фаз, IRSN PRO

Полный текст:

PDF

Литература

Струпинский, М. Л. Проектирование и эксплуатация систем электрического обогрева в нефтегазовой отрасли. — 2-е изд. / М. Л. Струпинский, Н. Н. Хренков, А. Б. Кувалдин. — Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2023. — 524 с.

Кувалдин, А. Б. Теория индукционного нагрева: В 2 ч. Ч. 1: Основные характеристики и расчет параметров электромагнитного поля / А. Б. Кувалдин, М. А. Федин. — М.: Издательство МЭИ, 2018.

Кувалдин, А. Б. Теория индукционного нагрева. В 2 ч. Ч. 2. Методы расчета и моделирование: учеб. пособие / А. Б. Кувалдин, М. А. Федин. — М.: Издательство МЭИ, 2020.

Кувалдин, А. Б. Индукционный нагрев ферромагнитной стали. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 200 с.

Кувалдин, А. Б. Моделирование электромагнитного поля в ферромагнитной стали при индукционном, электроконтактном и комбинированном нагреве / А. Б. Кувалдин, М. Л. Струпинский, Н. Н. Хренков, М. А. Федин // Индукционный нагрев. — 2010. — № 13. — С. 17 – 21.

Кувалдин, А. Б. Математические модели для исследования электромагнитного поля в ферромагнитных проводящих средах / А. Б. Кувалдин, М. Л. Струпинский, Н. Н. Хренков, В. А. Шатов // Электричество. — 2005. — № 11. — С. 56 – 61.

Кувалдин, А. Б. Расчет электрических и энергетических характеристик стержневого индуктора для нагрева ферромагнитной загрузки / А. Б. Кувалдин, М. Л. Струпинский, Н. Н. Хренков, М. А. Федин // Электричество. — 2009. — № 10. — С. 54 – 61.

Kuvaldin, A. Simulation of electromagnetic field in ferromagnetic steel taking into account hysteresis effect / A. Kuvaldin, M. Strupinskiy, N. Khrenkov, M. Fedin. International Symposium on Heating by Electromagnetic Sources — Padua, 2010. P. 83 – 89.

Кувалдин А. Б. Расчет ферромагнитной загрузки индукционного нагревателя при использовании малых удельных мощностей / А. Б. Кувалдин, М. Л. Струпинский, Н. Н. Хренков, М. А. Федин / Материалы 2-й международной конференции «Актуальные проблемы теории и практики индукционного нагрева» APIH 09, — Санкт-Петербург, 2009. С. 179 – 186.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023619476 «Программа для расчета индукционно-резистивной системы нагрева IRSN PRO» / Кувалдин А. Б., Федин М. А., Федина С. А., Молостова А. В., Василенко А. И., Зотов М. Л. — Заявка № 2023618235. Дата поступления 27.04.2023. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 11.05.2023.

Кувалдин, А. Б. Моделирование электромагнитного преобразователя числа фаз для индукционно-резистивной системы обогрева промышленных трубопроводов / А. Б. Кувалдин, М. А. Федин, А. В. Молостова, М. Л. Зотов, А. И. Василенко / Энерго- и ресурсосбережение — XXI век: материалы XX междунар. научно-практической конференции. — Орёл: ОГУ имени И. С. Тургенева, 2022. — С. 31 – 35.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.85.86.001