Разработка и моделирование специального симметрирующего трансформатора для питания индукционно-резистивной системы нагрева

М. А. Федин; Е. В. Качалина; А. В. Молостова; С. А. Федина; М. Л. Зотов; Д. А. Жгутов; А. И. Василенко; Д. П. Кошкин

doi:10.34831/EP.2024.98.91.001

Разработка и моделирование специального симметрирующего трансформатора для питания индукционно-резистивной системы нагрева

М. А. Федин, Е. В. Качалина, А. В. Молостова, С. А. Федина, М. Л. Зотов, Д. А. Жгутов, А. И. Василенко, Д. П. Кошкин

Аннотация

Работа посвящена имитационному моделированию и исследованию электромагнитных процессов в специальных симметрирующих трансформаторах (электромагнитных преобразователях числа фаз), применяемых для питания индукционно-резистивных систем нагрева, а также расчёту их электрических и энергетических характеристик. Выполнено сравнение современных источников питания для индукционно-резистивной системы обогрева промышленных трубопроводов. Предложена схема электромагнитного преобразователя числа фаз на основе трансформаторной схемы Скотта для питания однофазной нагрузки. Получена математическая модель предложенного симметрирующего трансформатора, реализованная в виде имитационной модели в пакете MATLAB Simulink, приведен расчёт его характеристик.

Ключевые слова

электротехнологии, промышленный электрообогрев, индукционно-резистивная система нагрева, промышленные трубопроводы, электрооборудование, система управления, система электропитания, симметрирование нагрузки, симметрирующий трансформатор

Полный текст:

PDF

Литература

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

Федин, М. А. 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 // Промышленная энергетика. — 2023. — № 12. — С. 2 – 9.

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. Сравнение индукционных и резистивных систем электрообогрева промышленных трубопроводов / А. Б. Кувалдин, М. Л. Струпинский, Н. Н. Хренков, М. А. Федин // Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий АПЭЭТ-2014: сборник научных трудов. — Екатеринбург: УрФУ, 2014. — С. 125 – 130.

Струпинский М. Л., Есехин В. М. Устройство питания для однофазных индукционно-резистивных нагрузок, обеспечивающее симметрию первичной трехфазной цепи. Патент RU 2290739. Заявлен 02.12.2005, опубликован 27.12.2006.

Струпинский М. Л., Есехин В. М. Устройство питания для двухфазных индукционно-резистивных нагрузок, обеспечивающее симметрию первичной трехфазной цепи. Патент RU 2290740. Заявлен 02.12.2005, опубликован 27.12.2006.

Назаров, С. Л. Преобразователи числа фаз в электротехнологии: учебное пособие / С. Л. Назаров, В. Н. Удинцев, С. А. Бычков, Ф. Е. Тарасов, П. Беавоги, Ж. О. Абдуллаев. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 196 с.

Федин, М. А. Цифровой двойник комплекса электрообогрева индукционно-резистивной системы нагрева / М. А. Федин, А. В. Щербаков, А. В. Молостова, А. И. Василенко, М. Л. Зотов. Сб. тезисов Двадцать восьмой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». — М.: ООО «Центр полиграфических услуг «Радуга»», 2023. — С. 463.

Тихомиров, П. М. Расчет трансформаторов: учеб. пособие для вузов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 528 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2024.98.91.001