Алиферов Александр Иванович,
Жуловян Владимир Владимирович,
Морев Андрей Эдуардович,
Промзелев Владислав Алексеевич
Аннотация
В различных странах создается оборудование индукционного нагрева немагнитных цилиндрических изделий во вращающемся магнитном поле постоянных магнитов. Практический интерес к таким индукционным системам для сквозного нагрева изделий из немагнитных металлов с малым удельным электросопротивлением (алюминия, меди, бронзы) объясняется его экономичностью и эффективностью по сравнению с индукционными установками, нагревающими такое изделие в продольном переменном магнитном поле. При индукционном нагреве данных металлов в продольном переменном магнитном поле удается обеспечить электрический КПД процесса нагрева не более 0,50…0,55. В то же время электрический КПД нагрева таких заготовок во вращающемся магнитном поле постоянных магнитов может достигать до 0,75…0,85. Для исследования энергетических, электромеханических и температурных режимов установок индукционного нагрева с постоянными магнитами была разработана численная модель, позволяющая решать сопряженную электромагнитную и тепловую задачу нагрева алюминиевых изделий с прямоугольным и цилиндрическим поперечным сечением.
Ключевые слова: вращающееся магнитное поле постоянных магнитов, индукционный нагрев, активная мощность в нагреваемом изделии, механический момент сопротивления нагреваемого изделия, температурное поле, скорость вращения магнитного поля, число пар полюсов, концентраторы магнитного поля
Авторы:
Алиферов Александр Иванович
д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой автоматизированных электротехнологических установок (АЭТУ) Новосибирского гос-ударственного технического университета (НГТУ). Область науч-ных интересов: энерго- и ресурсосберегающие электротехнологии. Опубли¬ковано более 200 научных работ. (Адрес: 630073, Россия,
г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20. E-mail: alif@ngs.ru).
Жуловян Владимир Владимирович
д-р техн. наук, профессор кафедры электротехнических комплек-сов НГТУ. Область научных интересов: разработка теории элек-тромеханических преобразователей энергии с модулированным магнитным потоком, электропривод. Опубликовано 35 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20. E-mail: zhulovyan@mail.ru).
Морев Андрей Эдуардович
аспирант кафедры АЭТУ НГТУ. Область научных интересов: нагрев
цветных металлов в переменном магнитном поле постоянных магнитов. Опубликовано более 20 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20. E-mail:
glhficcup@yandex.ru).
Промзелев Владислав Алексеевич
инженер кафедры АЭТУ НГТУ. Область научных интересов: ресурсосберегающие и энергосберегающие электротехнологии. Опубликовано более 15 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20. E-mail: promzelev@mail.ru).
Список литературы
- Mach F., Karban P., Dolezel I. Induction heating of cylindrical non-magnetic ingots by rotation in static magnetic field generated by permanent magnets // Journal of Computational and Applied Mathematics. – 2012. – Vol. 236 (18). – P. 4732–4744.
- Исследование электромагнитных параметров установок индукционного нагрева с постоянными магнитами / А.И. Инкин, А.В. Бланк, А.И. Алиферов, Е.Г. Порсев, В.А. Промзелев // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2012. – № 1-1. – С. 178–182.
- Исследование энергетических параметров систем индукционного нагрева с магнитами / А.И. Алиферов, Р.А. Бикеев, А.В. Бланк, А.Э. Морев, В.Н. Тимофеев // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2014. – № 1 (54). – С. 122–127.
- Patent WO2013128241. Device for induction heating of a billet / F. Dughiero, M. Forzan, M. Zerbetto. – Publ. date 06.09.2013.
- Инкин А.И., Алиферов А.И., Бланк А.В. Каскадные Е-Н-схемы замещения для расчета магнитоэлектрических установок индукционного нагрева // Электротехника. – 2011. – № 6. – С. 36–41.
- Lupi S., Forzan M., Aliferov A. Induction and direct resistance heating: theory and numerical modeling: monograph. – Heidelberg: Springer, 2015. – 370 p. – ISBN 978-3-319-03478-2. – doi: 10.1007/978-3-319-03479-9.
- Multi rotors permanent magnet heater for controlling temperature distribution in aluminum billets / F. Dughiero, M. Forzan, C. Pozza, M. Zerbetto // International Scientific Colloquium Modelling for Electromagnetic Processing MEP-2014, Hannover, September 16–19, 2014. – Hannover: Leibniz University of Hannover, 2014. – P. 415–420.
- Energetic and thermal performance of induction heating system with permanent magnets / A.I. Aliferov, R.A. Bikeev, D.S. Vlasov, V.A. Promzelev, A.E. Morev, S. Lupi // 2016 11th International Forum on Strategic Technology, June 1–3, 2016, Novosibirsk, Russia: proceedings of IFOST-2016. – Novosibirsk, 2016. – Pt. 2. – P. 127–129. – ISBN 978-5-7782-2918-1.
- Electromechanical and energetic characteristics of system of induction heating by permanent magnets / A.I. Aliferov, R.A. Bikeev, D.S. Vlasov, V.A. Promzelev, A.E. Morev // 17th International Conference on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM 2016, 30 June – 4 July 2016, Erlagol, Altai, Russia. – Novosibirsk, 2016. – P. 518–521. – doi: 10.1109/EDM.2016.7538790.
- Особенности нагрева немагнитных изделий прямоугольного сечения во вращающемся поле постоянных магнитов / Р.А. Бикеев, В.А. Промзелев, А.В. Бланк, А.Э. Морев // Известия Томского политехнического университета. – 2014. – Т. 325, № 2. – С. 143–148.
- Dughiero F., Forzan M., Lupi S. Induction heating of aluminum billets rotating in a DC magnetic field // VIII Internetional Conference on Problems of Control and Modelling Complex Systems, Samara, June 24–29, 2006. – Samara, 2006. – P. 171–176.
Для цитирования: Нагрев немагнитных изделий цилиндрического и прямоугольного поперечного сечения в магнитном поле вращающихся постоянных магнитов / А.И. Алиферов, В.В. Жуловян, А.Э. Морев, В.А. Промзелев // Доклады АН ВШ РФ. – 2018. – № 4 (41). – C. 30–43. doi: 10.17212/1727-2769-2018-4-30-43
For citation: Aliferov A.I., Zhulovyan V.V., Morev A.E., Promzelеv V.A. Nagrev nemagnitnykh izdelii tsilindricheskogo i pryamougol'nogo poperechnogo secheniya v magnitnom pole vrashchayushchikhsya postoyannykh magnitov [Heating of nonmagnetic workpieces of cylindrical and rectangular cross section in the magnetic field of rotating permanent magnets]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii – Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2018, no. 4 (41), pp. 30–43. doi: 10.17212/1727-2769-2018-4-30-43.
