Исследование и разработка автоматизированных модульных индукционных нагревателей стальных изделий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, кандидат наук Ситько, Петр Александрович

• Ситько, Петр Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Ситько, Петр Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1 Использование индукционных нагревателей стальных изделий в промышленности

1.1 Этапы развитие установок индукционного нагрева в

металлообрабатывающей промышленности

1.2 Модульная архитектура индукционных нагревателей

1.3 Постановка задачи

Выводы по главе

2 Методы моделирования электромагнитного и температурного полей в индукционных нагревателях

2.1 Математические модели электромагнитного и температурного полей

2.1.1 Модели электромагнитного поля

2.1.2 Модель температурного поля

2.2 Численные методы расчета электромагнитных и температурных полей

2.2.1 Метод решения внешней электрической задачи

2.2.2 Метод решения внутренней электротепловой задачи в поперечном сечении

2.2.3 Метод решения внутренней тепловой задачи в продольном сечении

2.3 Моделирование алгоритма управления индукционной системой модульной структуры при аварийном отключении одного из модулей

2.4 Метод моделирования системы управления индукционной системой модульной структуры с использованием одного индуктора в «активной зоне»

3 Исследование нагрева стальных прутков в модульных индукционных установках непрерывного действия

3.1 Модульные индукционные установки в кузнечном производстве

3.2 Моделирование переходных процессов в индукционной системе

модульной структуры при аварийных ситуациях

?

3.3 Моделирование переходных процессов в индукционной системе модульной структуры с использованием одного индуктора в «активной зоне»

Выводы по главе

4 Исследование нагрева пучка стальной проволоки в модульных индукционных установках непрерывного действия

4.1 Методы применяемые для нагрева проволоки

4.2 Исследование индукционного нагрева проволоки в пучках

4.3 Исследование динамических переходных процессов

Выводы по главе

5 Исследование нагрева стальной ленты в модульных индукционных установках непрерывного действия

5.1 Методы индукционного нагрева тонких лент

5.2 Моделирование индукционного нагрева ленты

5.3 Применение индукционного нагрева в линиях горячего цинкования

5.4 Разработка комплекса индукционного оборудования в линии цинкования

стальной ленты

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка автоматизированных модульных индукционных нагревателей стальных изделий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Анализ международных тенденций и прогнозов применения индукционного нагрева показывает устойчивое расширение применяемых индукционных технологий в металлургической и металлообрабатывающей промышленности. В развитых индустриальных странах в настоящее время до 95% нагрева в кузнечном производстве осуществляется индукционным способом.

Наблюдающийся в последнее время прогресс в разработках источников питания внес серьезные изменения в архитектуру и построение кузнечных индукционных нагревателей. Этот процесс напрямую связан с появившейся возможностью сильно уменьшить габариты источников питания, с резко возросшей удельной емкостью электротермических конденсаторов, а также снижением габаритов и повышением эффективности теплообменников. Управление нагревателем стало цифровым, и появилась возможность реализации управления им по модели. Все это привело к тому, что в настоящее время у ведущих компаний, производящих индукционное оборудование, индукционный нагреватель представляет собой набор модулей, со своими встроенными преобразователями частоты, станциями охлаждения, конденсаторными батареями, локальными контроллерами. Наращивание мощности и производительности индукционного нагревателя осуществляется увеличением числа модулей.

Достоинством модульных индукционных нагревателей для металлообрабатывающей промышленности является то, что такая структура значительно расширяет возможности управления нагревом и позволяет создать систему адаптивного многозонного нагрева заготовок, с несколькими индивидуально контролируемыми участками нагрева, питание которых происходит от индивидуальных преобразователей частоты. При проектировании индукционных нагревателей в основу проектного решения, как правило принимается анализ его работы в установившемся режиме, однако, в работе индукционного нагревателя значительное время занимают различного рода неустановившиеся, переходные процессы. Поэтому для реализации преимуществ индукционных нагревателей

модульной структуры необходима системы управления, которая оптимизирует режимы работы оборудования по различным критериям, таким как энергопотребление, форма температурного профиля загрузки, производительность, а так же позволит эффективно отработать возможные возмущения типа изменения скорости, диаметра заготовки, начальной температуры и тем самым минимизировать количество брака при нагреве.

На сегодняшний день наиболее распространенным техническим решением при крупносерийном ритмичном производстве является создание систем автоматического управления, работающих по программе. Такой подход широко используют ведущие Российские и зарубежные организации, разрабатывающие и производящие индукционные нагреватели. Однако, как отечественные, так и зарубежные системы управления модульными индукционными нагревателями редко используют обратную связь по температуре для управления. Обычно пирометр на выходе из индукционного нагревателя только используется для отбраковки заготовок по температуре.

В связи с этим в работе исследован принцип построения системы управления модульной индукционной установкой с использованием обратной связи по температуре в определенной точке внутри нагревателя, которая находится в «активной зоне» одного модуля.

Целью работы является исследование и разработка автоматизированных модульных индукционных нагревателей непрерывного действия стальных заготовок.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Разработка численных моделей модульных индукционных нагревателей непрерывного действия стальных заготовок.

2. Исследование параметров модульных индукционных нагревателей при стационарном режиме работы и во время переходных процессов.

3. Разработка и исследование алгоритмов управления индукционной установкой модульной структуры для поддержания работоспособности нагревателя при выходе из строя одного модуля.

4. Разработка и исследование алгоритмов управления индукционной установкой модульной структуры для оптимизации переходных процессов.

Методы исследования. Исследования электромагнитных и температурных полей, интегральных параметров индукционных систем проводились методами математической физики и вычислительной математики. Достоверность научных положений, представленных в диссертационной работе, подтверждается результатами моделирования с использованием апробированных программных средств и внедрением в производство, разработанных с их помощью индукционных установок.

Научная новизна и значимость работы состоит в следующем:

1. Разработана численная модель модульного индукционного нагревателя непрерывного действия с использованием для управления нагревом одного индукционного модуля в «активной зоне».

2. Разработан алгоритм управления индукционной модульной установкой для оптимизации переходных тепловых процессов при аварийном отключении одного из модулей без снижения производительности .

3. Разработан алгоритм управления индукционной установкой модульной структуры для оптимизации тепловых переходных процессов с использованием одного индуктора в «активной зоне», позволяющий оптимизировать тепловые переходные процессы, возникающие во время работы установки.

4. Разработана численная модель индукционного нагрева пучка проволоки в модульных индукционных нагревателях.

По результатам научных исследований получен патент РФ на полезную модель №136665 «Модульный индукционный нагреватель цилиндрических заготовок непрерывного действия»

Практическая значимость полученных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

1. Реализованы в виде программ численные модели, позволяющие выполнить расчет тепловых и электромагнитных процессов в модульной индукционной системе и имеющие систему управления с обратной связью по температуре.

2. Реализован алгоритм управления модульной индукционной установкой для оптимизации переходных тепловых процессов при аварийном отключении одного из модулей, позволяющий продолжать работу без изменения производительности и без отклонения температуры заготовки.

3. Разработан принцип управления модульной индукционной установкой с использованием одного модуля в «активной зоне», который позволяет оптимизировать тепловые переходные процессы, возникающие в индукционной системе при пуске, изменении скорости или сечения заготовки.

4. Реализована в виде программы численная модель нагрева пучка проволоки в модульных индукционных нагревателях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Численная модель индукционного нагревателя непрерывного действия с системой управления с обратной связью по температуре в задаваемой точке.

2. Алгоритм управления режимом работы модульной индукционной установки, обеспечивающий непрерывную работу установки с минимальным отклонением температуры заготовки при отключение одного из модулей.

3. Принцип построения системы управления для оптимизации переходных процессов в индукционной системе модульной структуры с использованием одного индуктора в «активной зоне».

4. Модель нагрева пучка проволоки в модульных индукционных нагревателях.

Внедрение результатов. Научные и практические результаты, полученные в

диссертации, использованы при проектировании: индукционной установки для нагрева стальной холоднокатаной ленты, которая внедрена в производство на предприятии ООО «СтройПрофиль» (г. Орел), индукционной установки для нагрева прутков перед пластической обработкой, которая внедрена в производство на предприятии ООО «ММК-Метиз» (г. Магнитогорск), а так же научные результаты были внедрены в курсе "Численные методы в теории электромагнитной обработки материалов" для магистрантов кафедры ЭТПТ СП6ГЭТУ(ЛЭТИ).

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах и конференциях кафедры ЭТПТ и МОЛ СЭТ СПбГЭТУ (2010 - 2014), на

7

международной конференции «13th International Conference on Electromechanics, Electrotechnology, Electromaterials and Components» ICEEE-2010 (Alushta, 2010), на XVI международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА", (Москва, 20 Юг), на третьей международной конференции «МЕТАЛЛУРГНЯ-ИНТЕХЭКО-2010», (Москва, 20 Юг), на международном молодежном форуме «Энергоэффективные электротехнологии» (Санкт-Петербург, 2011), на всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» АПЭЭТ-1 1, (Екатеринбург, 2011г), на всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области энергетики и энергосбережения» (Санкт-Петербург, 2011 г), на 27-ом международном конгрессе UIE-2012 (Санкт-Петербург, 2012), на международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электрические материалы и компоненты МКЭЭЭ-2012» (Алушта, 2012), на 3-й международной конференции «актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» АПЭЭТ-2014, Екатеринбург , 2014 г, на международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электрические материалы и компоненты МКЭЭЭ-2014» (Алушта, 2014), на VII международном форуме «Энергосберегающие технологии в промышленности» на базе НИТУ «МИСиС» (Москва, 2014)

Публикации по теме диссертации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 18 работах, среди которых 6 работы в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендуемых в действующем перечне ВАК, 4 - материалах всероссийских конференций и форумов, 7 работы - в материалах международных конференций и форумов и 1 - в иностранных издательствах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 80 наименований. Работа изложена на 131 листах машинописного текста и содержит 59 рисунков и 5 таблиц.

1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1 ЭТАПЫ РАЗВИТИЕ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА В МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Индукционный нагрев, начиная с середины XX века, прочно вошел в практику нагрева стальных прутков, проволоки, ленты перед пластической обработкой в промышленности.

Источниками питания первых индукционных установок с частотой тока 500-10000 Гц были машинные генераторы, которые размещались обычно отдельно от кузнечно-прессового оборудования в специальных помещениях (машинных залах), где можно было создать специальные условия для их обслуживания, сконцентрировать все генераторы в одном помещении и создать однофазную высокочастотную сеть в цехах заводов.

Машинные преобразователи. Для питания индукционных установок применяют машинные генераторы двух типов: обычные синхронные и индукторные.

Число пар полюсов ограничивается трудностью исполнения обмотки, скорость вращения ротора - возникновением больших центробежных сил. Поэтому такие генераторы используют для получения токов частотой до 1000 Гц. Токи частотой более 1000 Гц (до 10000 Гц) получают при помощи машинных генераторов индукторного типа. Генератор этого типа отличается тем, что обе обмотки - и обмотка возбуждения и рабочая обмотка - размещены в статоре, а на роторе обмоток не имеется. К. п. д. современных машинных генераторов достаточно высок и составляет 80-90%.

Индукторные генераторы хорошо работают параллельно, что позволяет создавать высокочастотную однофазную сеть с мощностью до нескольких десятков мегаватт. Отсюда широкое распространение в 50-60х годах централизованной схемы питания индукционных нагревателей. Существенным недостатком централизованной схемы питания было отсутствие гибкости в

управлении каждым нагревателем, взаимное влияние при работе друг на друга, что ведет к необходимости дополнительного включения в состав индукционных установок регуляторов мощности.

Установки 50х-60х годов

Рисунок 1 - централизованная схема подключение индукционных установок к машинным генераторам

На смену машинным генераторам в конце 60х годов пришли тиристорные преобразователи частоты (ТПЧ). В сравнении с электромашинными генераторами они имеют неоспоримые преимущества. В ТПЧ отсутствуют потери холостого хода, присущие электромашинным генераторам, нет износа вращающихся частей, исключается износ мощных коммутационных устройств (контакторов); они имеют более высокие эксплуатационные характеристики (высокий КПД, достигает 0,93-0,97), эргономические и санитарно-гигиенические показатели (бесшумная работа). Замена машинных генераторов на ТПЧ в электротехнологических установках индукционного нагрева, при том же

технологическом эффекте, приводит к снижению потребляемой электроэнергии из питающей сети на 10 - 15 %.

Современная элементная база позволяет изготавливать ТПЧ довольно широкого спектра мощностей и частот. Учитывая все эти преимущества, тиристорные преобразователи частоты нашли широкое применение при комплектации не только индукционных плавильных электропечей, но и индукционных нагревательных и закалочных установок.

В тоже время ТПЧ плохо работают в параллель и их часто необходимо устанавливать в непосредственной близости от технологического оборудования. Это способствовало распространению индивидуальной схемы питания установок. Также это способствовало появлению модульной структуры установок.

_преобразователь

частоты

Рисунок 2 - схема индивидуального питания индукционной установок от ТПЧ

В середине 80х годов XX века были разработаны мощные генераторы на силовых транзисторах (ЮВТ), позволяющие работать в более широком диапазоне частот (вплоть до 100 кГц) и отличающиеся низкими массогабаритными показателями, особенно на высоких частотах.

тирис торный

Рисунок 3 - модульная схема подключения индукционной установки с ТПЧ

531 ФУ леи

бвтарея

Рисунок 4 -Модульная индукционная установка с транзисторными генераторами

Прогресс в разработках источников питания внес серьезные изменения в архитектуре и построении кузнечных индукционных нагревателей. Это связано с возможностью сильно уменьшить габариты источников питания, с резко возросшей удельной емкостью электротермических конденсаторов, снижением габаритов и

повышением эффективности теплообменников. Управление нагревателем стало цифровым с возможностью реализации управления по модели. Все это привело в настоящее время к тому, что у ведущих компаний, производящих индукционное оборудование, индукционный нагреватель превратился в набор модулей, с встроенными своими преобразователями частоты, станциями охлаждения, конденсаторными батареями, индивидуальными контроллерами.

1.2 МОДУЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Модульная структура имеет преимущества в технологии индукционного нагрева, такие как, возможность изменять частоту тока и мощность каждого индуктора. Это обеспечивает при соответствующей системе управления гибкость, экономичность, качество нагрева, снижение брака, надежность и т.д. (рис. 5).

Рисунок 5 - Современный подход к конструированию модульных индукционных нагревателей

В условиях высокой производительности, повышенных требований к качеству нагрева и к экономии энергоресурсов важную роль играет надежность установки и ее восприимчивость к любым изменениям внешних и внутренних

факторов, особенно во время нестационарных режимов работы. К нестационарным режимам работы индукционных нагревателей можно отнести такие процессы как старт установки с холодной заготовкой, окончание нагрева, влияние на температуру прутка изменения температуры футеровки, изменения режима работы установки (производительность, скорость перемещения прутка), ситуации, связанные с временным простоем оборудования или аварийным выходом из строя узлов технологической линии. Система управления установки должна обеспечивать качество нагрева и во время переходных тепловых процессов, что может быть возможным при правильном построении схемы питания индукционных нагревателей и развитой системе управления.

В то же время достижение указанных характеристик требует использования развитой системы управления индукционным нагревателем для отработки возникающих во время работы установки возмущений, которые приводят к существенно нестационарному тепловому режиму работы индукционных нагревателей.

1.3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Для исследования и разработки автоматизированных модульных индукционных нагревателей стальных изделий в работе необходимо решить следующие задачи:

Разработать в средах UNIVERSAL 2D и 3D численная модель для расчета модульного индукционного нагревателя непрерывного действия с регулированием при помощи одного индуктора в активной зоне

Разработать алгоритм управления модульной индукционной установкой для оптимизации переходных тепловых процессов при аварийном отключении одного из модулей, позволяющий продолжать работу без изменения производительности и без отклонения температуры заготовки

Разработать принцип управления модульной индукционной установкой с использованием одного модуля в «активной зоне», который позволяет

оптимизировать переходные процессы возникающие в индукционной системе при пуске, изменении скорости или сечения заготовки.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Сделан обзор исторического развития применяемых в кузнечном производстве индукционных нагревателей.

2. Выполнен анализ работ, в результате которого выявлены основные недостатки существующих кузнечных индукционных нагревателей, и показаны преимущества индукционных нагревателей модульной архитектуры и дальнейшие перспективы их развития.

2 МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО И ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЕЙ В ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЯХ

Суть технологии индукционного нагрева передача энергии в нагреваемый объект с помощью переменного электромагнитного поля. Этот процесс происходит в нагревательном индукторе и требует тщательного анализа электромагнитных и тепловых процессов в системе индуктор - нагрузка. Вместе с тем, создание современного индукционного оборудования не ограничивается только анализом системы индуктор - нагрузка, а включает также:

• источники питания;

• конденсаторные батареи;

• согласующие трансформаторы;

• линии передачи и др.

Увеличение мощности, размеров и сложности индукционного оборудования требует значительного расширения и повышении уровня научно-исследовательских и проектных работ. Традиционные методы разработки нового оборудования стали неадекватны, и только применение компьютерных методов может гарантировать отсутствие дорогих ошибок и потерь времени.

Компьютерные расчеты электромагнитных и тепловых процессов можно условно разделить на две группы:

• Численные методы (конечные элементы, конечные разности и др.);

• Аналитические методы.

Численные методы базируются на анализе конкретных моделей и могут обеспечить расчеты элементов индукционного оборудования с высокой точностью. Ограничением численных методов базирующихся, на универсальных программах, является необходимость для каждого исследуемого варианта строить новую модель или видоизменять предыдущую. Кроме того, работа с универсальными программами предполагает предварительное обучение пользователя этих программ, что занимает достаточно большое время.

При разработке нового оборудования инженеру необходимо, как правило, просчитать десятки вариантов для выбора оптимального. Использование универсальных программ целесообразно на заключительной стадии проектирования для проверки принятых решений.

Специализированные программы, базирующиеся на численных методах, позволяют резко ускорить процесс проектирования. Но эти программы требуют участия в их разработке профессиональных программистов, времени и средств. Поэтому разработка данных программ целесообразна в случае использования ее в большом числе проектов.

Базой аналитических методов расчета является теория индукционного нагрева, разработанная за последние 60-70 лет как усилиями школы профессора В.П. Вологдина, так и учеными других стран.

В настоящее время разработаны аналитические методы для расчете самых разнообразных процессов и оборудования, в ряде случаев аналитические методы и расчетные формулы достаточно сложны, и их практическое использование крайне трудно, а иногда и невозможно, без специальные математических компьютерных программ, такие программы разработаны, и они доступны для использования.

Ведущее место при создании электротепловых моделей индукционных нагревателей занимает разработка метода электрического расчета. Это объясняется тем, что при индукционном нагреве металлов первичным и основным фактором, влияющим на формирование температурного поля нагреваемого объекта, является распределение внутренних источников теплоты (индуцированных токов) по объему заготовки. Электрический расчет должен дать количественную картину распределения электромагнитного поля в объеме нагреваемого тела и тем самым создать необходимые предпосылки для решения тепловой задачи. С другой стороны, электрический расчет должен включать в себя определение интегральных параметров индукционной установки, характеризующих ее как потребителя энергии. Указанные задачи являются наиболее общими при моделировании любой индукционной нагревательной

системы, и без их решения невозможен сколько-нибудь точный анализ процесса нагрева. Конкретизация требований, которым должна удовлетворять математическая модель, связана с анализом особенностей исследуемой индукционной системы.

Все численные методы расчета электромагнитных полей в устройствах индукционного нагрева можно отнести к двум различным постановкам задачи. Первая основана на описании электромагнитного поля дифференциальными уравнениями Максвелла. В ходе расчета учитывается взаимодействие только близлежащих микрообъемов. Такая постановка соответствует теории близкодействия, описывающей распространение электромагнитной волны от точки к точке, ее преломление и отражение на границах сред. На этом подходе основано применение методов конечных разностей (МКР) и конечных элементов (МКЭ) для расчета электромагнитного поля.

Вторая постановка задачи основана на теории дальнодействия и заключается в том, что поле в любой точке определяется как сумма полей, создаваемых всеми источниками, первичными и вторичными. Первичными являются сторонние источники, вносимые в систему. Вторичные источники определяют поле реакции тел, составляющих систему, на поле первичных источников. При этом все тела заменяются распределенными в их объеме источниками, взаимодействие между которыми определяется в вакууме. Метод вторичных источников приводит к интегральным уравнениям и может быть назван также методом интегральных уравнений (МИУ).

2.1 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО И

ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЕЙ

Данные модели применяются для описания электротехнических устройств, когда токи или напряжения источника меняются во времени и электрическое и магнитное поля связаны между собой присутствием вихревых токов. Допущением магнитодинамики является пренебрежение токами смещения сЮ/ск.[1]

Введем еще два допущения: (они соответствуют почти всем классическим индукционным устройствам), примем плотность зарядов вне проводящих тел равной нулю и будем считать, что постоянные магниты отсутствуют.

2.1.1.1 20-МОДЕЛЬ В А-ФОРМУЛИРОВКЕ

Если позволяет геометрия, то использование векторного магнитного потенциала для двумерных задач, как правило, приводит к хорошим результатам. В случае достаточно протяженных или обладающих симметрией вращения объектов токи направлены перпендикулярно рассматриваемой плоскости. При этом векторный потенциал имеет только одну составляющую в отличие от полей Н и В, а условие калибровки Кулона выполняется автоматически [2, 3]. Модель принимает вид:

Такая модель' особенно проста и эффективна, она довольно широко применяется при изучении нагревательных индукционных устройств, трансформаторов и т. д.

Чтобы повысить эффективность этой модели, следует к ней добавить уравнения связи с электрическими цепями. Например, если в индукторе задан полный ток, то для каждого витка необходимо записать следующее уравнение :

где 1 - длина проводника, Я - площадь сечения проводника, I - полный ток, заданный в проводнике.

Если сторонний ток синусоидальный, а магнитная проницаемость не зависит от напряженности магнитного поля, то можно снова воспользоваться уравнениями в комплексной форме:

2.1.1 МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

. л .

Чтобы повысить эффективность этой модели, следует к ней добавить уравнения связи с электрическими цепями.

2.1.1.2 ЗЭ-МОДЕЛЬ В Н-^-ФОРМУЛИРОВКЕ

Нормальные составляющие напряженностей магнитного и электрического полей не являются непрерывными на границе поверхностей, где есть резкое изменение магнитной проницаемости и электрической проводимости. Метод конечных элементов плохо приспособлен для решения полей, претерпевающих разрыв. В этом заключается причина того, почему для решения трехмерных задач используются потенциалы, описывающие эти поля.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ситько, Петр Александрович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. B.C. Немков, В.Б. Демидович Теория и расчет устройств индукционного нагрева-Л.: Энергоатомиздат, 1979

2. А.Е. Слухоцкий Установки индукционного нагрева. - Л.: Энергоиздат,

1981.

3. В.Б. Демидович, Ф.В. Чмиленко Численные методы в теории индукционного нагрева. - СПб.: Изд. «Технолит», 2008.

4. В.Б. Демидович, Ф.В. Чмиленко Численное моделирование устройств индукционного нагрева, СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2010

5. В.Б. Демидович, Ф.В. Чмиленко, А.А.Малышев, В. Е. Скворцов Двумерные и трехмерные электротепловые модели индукционных нагревателей. -СПб.: Изд. СПБГЭТУ «ЛЭТИ», 2004.

6. Моделирование тепловых переходных режимов в индукционных нагревателях прутков / В.Б. Демидович, П.А. Масликов, И.И. Баранкова, П.А. Ситько // Индукционный нагрев.- 2009.- Вып. №3 (9)

7. Д. Дж. Вильяме , Г. Дж. Траверс Основные принципы подбора источников питания для индукционного нагрева стержней и проволоки / силовая электроника, №3 2007г.

8. Development trends in induction heating for steel forming /Rath Hage //ABB Rev/ - 1992, № 1. С 9-14.

9. Induktive Zwischenerwarmungsanlage in einer Drahtststrabe.DotschErwin, Jurgens Heinz, Neuhauts Klaus. Stahl und Eisen, 1987, 107, № 3, 29-34.

10. Гриднев B.H., Мешков Ю.Н., Черненко А.Ф. Новый метод термической обработки проволоки перед волочением. ЦИИНЧМ,1965, серия 11, инф. 8.

11. Innovative induction heating process line for hardening and tempering spring steel wire. Lupi Sergio, Froehlke Manfred, Retting Stefan, Schiavon Mauro. Heat Process. 2005. 3. № 2, c. 90 -93.

12. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. М. -Л.: Энергия. 1965. 552с

13. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. Л.: Энергия, 1974

14. Термомеханическая обработка проволоки и калиброванной стали при индукционном нагреве. Шаврин О.И., Трухачев А.И., Маслов А.Н. и др. Теория и практика индукционного нагрева. М., 1985, 51-55.

15. Medium frequency induction heating equipment for steel wire heating. Sasaki Hisao. Meiden Rev. Int. Ed. 1987, № 1, 43-46.

16. Einsatz der induktiven Erwawmung in der Draht- und Kabelindustrie. Muller K.M. Electro warme Int. 1980, B38, №5.

17. О возможности индукционного нагрева медной проволоки при волочении // Валерштейн Ю.И., Кусляйкин H.A. Саранск, 1992. Деп. В ВИНИТИ 07.10.92, №2925-892.

18. Опыт использования индукционного протяжного отжига в практике обработки цветных металлов / Широков Н.М., Крутилин В.А., Певзнер М.З., Юткин В.М. //Цв. мет., 1989, №1. С. 101-103.

19. Contactless heating of moving wires. Sidky Paulette S., Hocking M. Guryn. High Pressures. 2001. 33. №5. C. 627-630.

20. A.C. 1082846, СССР Устройство индукционного нагрева ферромагнитного материала. Бойко Ю.Н., Дилитенский, Лившиц М.Ю и др. Опубл. в Б.И., 1984, №12.

21. A.C. 899674, СССР Установка для индукционного нагрева. Кряжев В.Г., Гуляев A.C., Бирман Е.И. и др. Опубл. в Б.И., 1982, №3 .

22. Дзлиев C.B., Ершов Д.В. Высокочастотный нагрев проволоки в линейном индукторе.

23. Посмитюха Д.А. Особенности индукционного нагрева проволоки/ Прнича електромехашка та автоматика: Наук.-техн. зб. - 2005. - Вип. 74. - С. 4753.

24. Посмитюха Д.А. Конструктивное исполнение установки для индукционного нагрева проволоки. http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Geta/2006_77/13.pdf.

25. Нейман JI.Р., Демнрчян К.С. Теоретические основы электротехники. Л.Энергия, 1967. 522 с.

26. А. с. №60670 (СССР) Устройство для нагрева металлических листов / Вологдин В.П., Слухоцкий А.Е, 1942.

27. Baker R. Induction Heating of Moving Magnetic Strip/ Electrical Engineering (AIEE Transactions), 1945, April, vol. 64.

28. Baker R. Transverse Flux Induction Heating./ Electrical Engineering (AIEE Transactions), 1950, vol. 69.

29. Dede G. State-of-art and future trends in solid state power supplies for induction heating. - Proceedings of the International Induction Heating Seminar, Padua, Italy, May, 1998.

30. Demidovitch V. Special Software IndHeat for Modeling Induction Heating Processes// Proceedings of 3rd International Workshop on ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS EMF'96, Liege, Belgium May 1996, pp. 273-278.

31. The Software for Modeling the Induction Heating Devices using Personal Computers/ Demidovitch V.B., RudnevV.I., Comracova G.D., Karpuchin M.G. //Proceedings of 8th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG, July 7 - 11, 1991, Sorrento, Italy, pp. 227 -229

32. Demidovitch V. Modeling of Induction Heating Processes in Steel Industry/ Proceedings of International Congress Electromagnetic Processing of Materials, Paris, vol. 2, May 1997, pp. 443-448.

33. Демидович В., Скворцов В., Чмиленко Ф., Малышев А. Современные программные средства для моделирования систем индукционного нагрева// ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА, Материалы международной научно-технической конференции 4-5 апреля 2001 года, Санкт-Петербург, 2001.

34. V.Demidovitch, F.Tcmilenko, V.Scvortsov, G.Komrakova Computer Models of Induction Heaters for Steel Plate Products// Proceedings of the 9th International IGTE Symposium on Numerical Field Calculation in Electrical Engineering, September 2000, Graz, Austria, p.452-457

35. Демидовым В.Б., Ыемков B.C., Никаноров A.M. Цифровое моделирование индукционного нагрева ленты в поперечном магнитном поле / 34 Intern. Wiss. Koll. TU Ilmenau 1989 Vortragsreihe "Elektrowarme", s. 19 - 22V. 1989.

36. Демидович В.Б., Никаноров А.Н. Моделирование электротепловых процессов при нагреве ленты в индукторах с поперечным полем/ Известия ТЭТУ. Сб. научн. Трудов. - 1997, Вып. 511. - С.98-100.

37. Методы индукционного нагрева стальной ленты/Васильев А.С., Демидович В.Б., Комракова Г.Д., Чмиленко Ф.В. //Электричество, №6, 2002. -С.23-29.

38. Демидович В.Б., Немков B.C., Никаноров А.Н., Стефанов Б.В Методика расчета энергетических параметров индукционных нагревателей металлической ленты с поперечным магнитным полем //Вопросы авиационной науки и техники. Серия: Технология легких сплавов, 1989, вып. 2, с. 73 - 83

39. Demidovitch V., Komrakova G., Tchmilenko F., Skvortsov V., Zlobina M. Computer simulation of induction coils for heating steel plate products Proceedings of 5th International Symposium on Electric and Magnetic fields (From Numerical. Models to Industrial Applications), Ghent (Belgium), 17-19 May 2000.

40. Немков B.C., Демидович В.Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. -271 с.

41. Пейсахович В.А. К вопросу о равномерном нагреве движущейся металлической ленты в поперечном магнитном поле. -Промышленное применение токов высокой частоты - М-Л: Машгиз, 1961, кн. 53.

42. Пейсахович В.А. Расчет сопротивлений заготовок квадратного и прямоугольного сечений при индукционном нагреве./ Труды ВНИИТВЧ, М.-Л.: Машиностроение, 1961, вып.З, с. 5-18.

43. Ross N., Scherer R., Jancosek D., Induction Heating of Strip for Galvanneal/ Iron and Steel Engineer, 1988, January.

44. Pat. №5495094 (USA), Continuous Strip Material Induction Heating Coil / Rowan I I., Mortimer J., Loveless D.

45. Demidovitch V., Tchmilenko F., Zlobina M. Nonlinear effects in the technologies of high frequency of ferrous strip/ International Colloquium «Modelling of Material Processing», May, 1999, Riga (Latvia)// Proceedings of Colloquium. - P. 234237.

46. Демидович В.Б., Чмиленко Ф.В., Злобина М.В. Нелинейные эффекты при индукционном нагреве ферромагнитных тел// Электротехнология, электротехника, электромеханика: Сб. науч. тр. - С-Пб.: Изд-во СПбГЭТУ, 2000. -№. 1. - с.15-18.

47. Ruhnke, A. Muhlbauer, A. Nikanorov, and V. Demidovitch, Thermal Deformation of the Strip During Transverse Flux Induction Heating/ Proceedings of ISEF99, Pavia, Italy, September 1999. - pp. 525-529.

48. P. Dubois, M. Boyer (1995). Global approach to solve CGL process inertia troubles and application to mathematical models/ GALVATECH'95, Chicago, 45.

49. D. Delaunay (1996). Towards intelligent use of induction heating in steel strip processing lines. UIE XIII Congress on Electricity Applications, Mill 9

50. Japanese Patent No. 57-94524 (1982)

51. Y. Suemutsi (1995). New coating line technologies. GALVATECH'95, Chicago, 3

52. R. Wang: Direct-fired heating in continuous hot-dip galvanizing lines/ MPT-Metallurgical Plant and Technology International, No.4/1991, 126

53. Demidovitch V., Blake E., Churchill R. Single-Point Temperature Control System for a Multi-Section Line Furnace - United States Patent 6,259,071 - 2001.

54. V.Demidovitch, F.Tcmilenko, A. Malyshev Continuous hot dip galvanizing lines utilizing induction heating technology/ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИХХ1 ВЕКА, Материалы международной научно-технической конференции 4-5 апреля 2001 года, Санкт-Петербург, 2001.

55. Особенности применения индукционных нагревателей в линиях горячего цинкования стальной ленты / В.Б. Демидович, Ф.В. Чмиленко. // Индукционный нагрев,- 2009.- Вып. №4 (10)

56. Пути повышения эффективности применения технологии индукционного нагрева при термообработке проволоки/ И. И. Баранкова, В. Б. Демидович, П. А Ситько // Индукционный нагрев.- 2010.- Вып. №2 (12)

57. Данилушкин А.И., Кожемякин A.B., Мостовой А.П. Исследование режима нагрева ферромагнитных заготовок в двухчастотном индукционном нагревателе дискретно-непрерывного действия. Вестник Саратовского государственного технического университета. 2013. Т. 3. № 1 (72). С. 111-116

58. Данилушкин А.И., Князев С.В., Семенов С.И. Математическая модель индукционного нагрева цилиндрических заготовок перед раскаткой. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 8. № 10-1. С. 101-103.

59. Демидович В.Б., Растворова И.И. Методика оптимизации индукционных установок для градиентного нагрева заготовок перед прессованием. Индукционный нагрев. 2013. № 3. С. 4-7.

60. Прахт В.А., Дмитриевский В.А., Сарапулов Ф.Н. Компьютерное моделирование индукционного нагрева движущихся цилиндрических ферромагнитных заготовок. Индукционный нагрев. 2012. № 2. С. 5-8.

61. Данилушкин А.И., Никитина Е.А. Система управления процессом энергоэффективного индукционного нагрева цилиндрической заготовки. ЮжноСибирский научный вестник. 2012. № 1. С. 27-30.

62. Демидович В.Б., Григорьев Е.А., Масликов П.А., Растворова И.И. Прецизионный нагрев цилиндрических заготовок в индукционном нагревателе периодического действия. Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2011. № 2. С. 53-59.

63. Голембиовский Ю.М., Костерев A.A. Модульность как средство повышения эффективности систем индукционного нагрева. Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. Т. 4. № 4 (62). С. 145-149.

64. Прахт В.А., Сарапулов Ф.Н., Дмитриевский В.А., Гоман В.В. Компьютерное моделирование установки индукционного нагрева цилиндрических заготовок. Дистанционное и виртуальное обучение. 2009. № 9. С. 17-21.

65. Жовноватый П.В., Шпицберг В.Е., Афанасьев В.В., Бушуев И.А., Шрамко В.М. Установка для термической обработки длинномерных заготовок, патентна изобретение RUS 2254691 09.01.2003

66. Певзнер М.З. Совершенствование технологии производства латунной ленты с использованием непрерывной индукционной термической обработки в поперечном магнитном поле. Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. №4. С. 27-32.

67. Певзнер М.З. Индукционный отжиг цветного проката: итоги исследований и перспективы развития. Производство проката. 2011. № 11. С. 2838.

68. Певзнер М.З. Распределение температуры и свойств по ширине полосы, отжигаемой в поперечном магнитном поле. Металловедение и термическая обработка металлов. 2010. № 8. С. 35-40.

69. Wang J., Но S.L., Fu W.N., Wang Y., Pang L. An advanced double-layer combined windings transverse flux system for thin strip induction heating. Journal of Applied Physics. 2011. T. 109. № 7.

70. Демидович В.Б., Чмиленко Ф.В. Применение индукционного нагрева в линиях горячего цинкования стальной ленты. Электрометаллургия. 2010. № 12. С. 12-15.

71. Васецкий Ю.М., Мазуренко И.Л. Параметры электромагнитных и тепловых процессов для приближенных математических моделей высокочастотного индукционного нагрева электропроводных лент. Техшчна електродинамжа. 2010. № 5. С. 10-17.

72. Galunin S.A., Zlobina M.V., Blinov K.Y. Numerical model approaches for in-line strip induction heating. IEEE EUROCON 2009, EUROCON 2009 St. Petersburg, 2009. C. 1607-1610.

73. Инкин А.И., Алифёров, Бланк A.B. Исследование параметров ферромагнитных изделий прямоугольного сечения при их электроконтактном и индукционном нагреве. Электротехника. 2009. № 12. С. 54а-61.

74. Васецкий Ю.М., Мазуренко И.Л. Геометрические параметры электромагнитных систем для высокочастотного индукционного нагрева металлических лент. Техшчна електродинамжа. 2009. № 5. С. 47-55.

75. Демидович В.Б., Никитин Б.М., Иванов В.Н., Червинский В.И., Баранкова. И.И. Актуальные энергосберегающие технологии индукционного нагрева в металлургии. Индукционный нагрев. 2008. № 2. С. 24-29.

76. Transverse flux heating installations in focus. Aluminium Today. 2002. T. 14. № l.C. 36.

77. M. Battistetti, P. Di Barba, F. Dughiero, M. Farina, S. Lupi, A. Savini Optimal design of an inductor for transverse flux heating using a combined evolutionary-simplex method. The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering. 2001. T. 20. № 2. C. 507-522.

78. Ruhnke A., Muhlbauer A., Nikanorov A., Demidovitch V. Thermal deformation of the strip during transverse flux induction heating. The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering. 2000. T. 19. №2. C. 730-736.

79. Walker R.A., Hayward A. The application of high power transverse flux induction heating in the metal strip industries. Aluminium Today. 1996. T. 8. № 5. C. 31-32.

80. Демидович В.Б., Баранкова И.И. Энергосберегающие технологии индукционного нагрева для метизной промышленности. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г.И.Носова, 2011. 179с