Перевод названия: Study of electromechanical, electrical and thermal characteristics of the induction heating with permanent magnets
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2014
Ключевые слова: induction heating, heating nonmagnetic articles, heating of cylindrical articles, permanent magnets, current density, mechanical torque, temperature field, the equivalent circuit of the cascade, индукционный нагрев, нагрев немагнитных изделий, нагрев цилиндрических изделий, постоянными магниты, плотность тока, механический момент, температурное поле, каскадные схемы замещения
Аннотация: В настоящее время в различных странах начинает разрабатываться оборудование индукционного нагрева немагнитных цилиндрических изделий, вращающихся в магнитном поле, создаваемом катушками постоянного тока или постоянными магнитами. В тоже время электромагнитные, электромеханические и тепловые процессы в таких системах слабо изучены, Показать полностьюа их разработка и тем более оптимизация конструктивного исполнения и режимов нагрева заготовок требуют глубокого их исследования. В представленной статье рассматриваются проведенные исследования электромеханических, электрических и тепловых характеристик системы индукционного нагрева с постоянными магнитами для нагрева изделий, выполненных из немагнитных металлов с малым удельным электросопротивлением (алюминия, меди, бронзы), вращающихся в поперечном магнитном поле. Расчеты выполнялись аналитическим методом по каскадным схемам замещения и численным моделированием в программном пакете ANSYS. Представлены зависимости плотности вихревого тока, наведенного в нагреваемой заготовке от радиальной и угловой координат, механического момента, развиваемого нагреваемой заготовкой, и температурного перепада при различных скоростях их вращений. Проведено сравнение результатов численного моделирования и аналитического расчета. Показано, что аналитический метод, основанный на применении каскадных схем замещения, имеет достаточно хорошую точность и может быть рекомендован для расчета электрических, механических и тепловых параметров индукционных установок с постоянными магнитами. Currently in different countries begins developed induction heating equipment nonmagnetic cylindrical products, rotating magnetic field produced by dc coils or permanent magnets. At the same time, electromagnetic, electromechanical and thermal processes in such systems are poorly understood, and their development and optimization of the more types and modes of heating billets require deep their research. In the present article discusses studies electromechanical, electrical and thermal characteristics of the induction heating system with permanent magnets for heating products made of non-ferrous metals with low resistivity (aluminum, copper, bronze), rotating in a transverse magnetic field. The calculations were performed by an analytical method in cascade substitution and numerical simulation software package ANSYS. The dependences of the density of the eddy current induced in the heated preform from radial and angular coordinates of the mechanical torque produced by the heated workpiece, and the temperature difference at different speeds of rotation were presented. Comparison of the results of numerical simulations and analytical calculation was made. It is shown that the analytical method based on the use of equivalent circuits cascade, has a reasonably good accuracy and can be recommended for the calculation of electrical, mechanical and thermal parameters of the induction units with permanent magnets.
Журнал: Научный вестник Новосибирского государственного технического университета
Выпуск журнала: № 1
Номера страниц: 128-133
ISSN журнала: 18141196
Место издания: Новосибирск
Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный технический университет