Подход к оптимизации магнитной цепи трёхфазной индукционной установки

Обложка

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. 5

Евгений Сергеевич Кинев

ООО «Тепловые электрические системы»

Email: Kinev_ES@ontecom.com

кандидат технических наук, директор

Россия, 660020, Красноярск, ул. Спандаряна, 12, оф. 5

Сергей 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», 31

Список литературы

  1. Tyapin A. A. The structure of electromagnetic stirrers // Znanstvena Misel Journal. 2018. No. 20-1. P. 50–57.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Чаплыгин Е. Е. Несимметричные режимы трехфазного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности // Электричество. 2005. № 9. С. 55–62.
  5. 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.
  6. Вольдек А. И. Искажение симметрии напряжений и токов в индукционных машинах с разомкнутым магнитопроводом // Известия вузов. Электромеханика. 1960. № 5. С. 78.
  7. 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.
  8. Мыцык Г. С., Хлаинг Мин У. Трехфазные инверторы напряжения, нечувствительные к несимметрии нагрузки // Вестник МЭИ. 2016. № 4. С. 62–68.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Бартеньев О. В. Современный Фортран. М. : ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. 449 с.
  12. Морозов Е. А., Муйземнек А. Ю., Шадский А. С. ANSYS в руках инженера. М. : Ленанд, 2018. 456 с.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. 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.
  21. 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.
  22. Бербенец А. Управление параллельным соединением IGBT-модулей. Драйверы Plug&Play CT-Concept // Силовая электроника. 2012. № 4. С. 40–44.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Тяпин А.А., Кинев Е.С., Бежитский С.С., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.