Подход к оптимизации магнитной цепи трёхфазной индукционной установки
- Авторы: Тяпин А.А.1, Кинев Е.С.1, Бежитский С.С.2
-
Учреждения:
- ООО «Тепловые электрические системы»
- Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
- Выпуск: Том 20, № 3 (2019)
- Страницы: 398-408
- Раздел: Раздел 3. Технологические процессы и материалы
- URL: https://journals.eco-vector.com/2712-8970/article/view/567882
- DOI: https://doi.org/10.31772/2587-6066-2019-20-3-398-408
- ID: 567882
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье рассмотрен подход к оптимизации электромагнитных режимов индукционной металлургической установки, предназначенной для перемешивания жидкого алюминия под воздействием бегущего магнитного поля. Для улучшения свойств расплава металла в печи применяют малополюсные линейные магнитогидродинамические машины (МГД-машины) с медными обмотками и стальным сердечником. Разомкнутая конфигурация магнитопровода и магнитные связи между обмотками индуктора приводят к несимметрии магнитного поля. Как правило, в системе электроснабжения металлургических машин, предназначенных для воздействия на цветные металлы, используют низкочастотный транзисторный инвертор. Несимметричные токи в фазах создают специфические режимы частотного преобразователя, близкие к аварийным, причем двухфазная, трехфазная или многофазная система электропитания может становиться неуравновешенной. Для расчета интегральных магнитных потоков в зубцовой зоне индукционной установки удобно применить многофазную нелинейную модель магнитной цепи. В результате итерационного расчета получают векторные диаграммы магнитных потоков и оценивают тяговые усилия в расплаве. Наилучшие условия воздействия на расплав получают по заданной целевой функции при переборе вариантов в ходе оптимизации намагничивающих сил обмоток.
Об авторах
Алексей Андреевич Тяпин
ООО «Тепловые электрические системы»
Автор, ответственный за переписку.
Email: Mishinskaya_AS@tamerlan-krk.ru
руководитель проектов
Россия, 660020, Красноярск, ул. Спандаряна, 12, оф. 5Евгений Сергеевич Кинев
ООО «Тепловые электрические системы»
Email: Kinev_ES@ontecom.com
кандидат технических наук, директор
Россия, 660020, Красноярск, ул. Спандаряна, 12, оф. 5Сергей Сергеевич Бежитский
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Email: bezhitsk@mail.ru
кандидат технических наук, доцент кафедры системного анализа и исследования операций
Россия, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31Список литературы
- Tyapin A. A. The structure of electromagnetic stirrers // Znanstvena Misel Journal. 2018. No. 20-1. P. 50–57.
- Tyapin A., Kinev E. Electromagnetic mode of the MHD machine when connected by a star with winding switching // Osterreichisches Multiscience Journal. 2019. Vol. 1, No. 16. P. 35–43.
- Tyapin A. A. Three-phase induction machine of a three-zone design for MHD stirrer // The scientific heritage. 2019. Vol. 1, No. 34. P. 57–65.
- Чаплыгин Е. Е. Несимметричные режимы трехфазного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности // Электричество. 2005. № 9. С. 55–62.
- Кинев Е. С., Тяпин А. А. Схемотехника подключения IGBT-инвертора к многофазной индукционной машине // САПР и моделирование в современной электронике : cб. науч. тр. II Международ. науч.-практич. конф. Брянск : БГТУ, 2018. Ч. 1. С. 208–215. doi: 10.30987/conferencearticle _5c19e61d557532.76134464.
- Вольдек А. И. Искажение симметрии напряжений и токов в индукционных машинах с разомкнутым магнитопроводом // Известия вузов. Электромеханика. 1960. № 5. С. 78.
- Белицкий А. А., Шклярский Я. Э. Оценка добавочных потерь мощности в электрических сетях с нелинейной и несимметричной нагрузкой // Известия ТулГТУ. Технические науки. 2018. Вып. 7. С. 86–93.
- Мыцык Г. С., Хлаинг Мин У. Трехфазные инверторы напряжения, нечувствительные к несимметрии нагрузки // Вестник МЭИ. 2016. № 4. С. 62–68.
- Кинев, Е. С., Тяпин А. А., Ефимов С. Н. Оценка несимметрии индукционной машины с применением метода симметричных составляющих // Вестник Воронежского гос техн. ун-та. 2018. Т. 14, № 6. С. 68–79.
- 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.
- Бартеньев О. В. Современный Фортран. М. : ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. 449 с.
- Морозов Е. А., Муйземнек А. Ю., Шадский А. С. ANSYS в руках инженера. М. : Ленанд, 2018. 456 с.
- Raj C. T., Srivastava S. P., Agarwal P. Energy Efficient Control of Three-Phase Induction Motor – A Review // International Journal of Computer and Electrical Engineering. 2009. Vol. 1, No. 1. P. 61–70.
- 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.
- Критерии выбора конструктивных решений оптимальных малополюсных линейных индукционных машин / Е. А. Головенко, В. А. Горемыкин, Е. С. Кинев и др. // Вестник СибГАУ. 2013. № 1 (47). С. 142–146.
- Palko S. Structural Optimisation of an Induction Motor using a Genetic Algorithm and a Finite Element Method // Acta Polytechnica Scandinavica. Electrical Engineering Series. 1996, No. 84. Р. 99 p.
- Hassanpour I. A., Ebrahimi B. M. , Lesani H. Design Optimization of a Low-Speed Single-Sided Linear Induction Motor for Improved Efficiency and Power Factor // IEEE Transactions on Magnetics. 2008. Vol. 44, No. 2. Р. 266–272.
- Tyapin A. A. Optimization of the magnetic circuit of a three-phase induction device // Danish Scientific Journal. 2019. Vol. 1, No. 21. Р. 60–68.
- Cunkas M., Akkaya R. Design optimization of induction motor by genetic algorithm and comparison with existing motor // Mathematical and Computational Applications. 2006. Vol. 11, No. 3. Р. 193–203.
- Pant M., Thangaraj R., Singh V. P. Efficiency optimization of electric motors: a comparative study of stochastic algorithms // World Journal of Modelling and Simulation. 2008. Vol. 4, No. 2. Р. 140–148.
- О решении задачи оптимального выбора параметров питания линейной индукционной машины генетическим алгоритмом с локальным поиском // С. С. Бежитский, Е. А. Головенко, В. А. Горемыкин и др. // Вестник СибГАУ. 2010. № 4 (30). С. 23–27.
- Бербенец А. Управление параллельным соединением IGBT-модулей. Драйверы Plug&Play CT-Concept // Силовая электроника. 2012. № 4. С. 40–44.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)