Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Многоячейковый источник питания для индукционного нагрева
Авторы Саратовский Р. Н., к.т.н., ст.н.с.
Ушаков Д. В., аспирант
Раздел Электротехника. Радиотехника
Год 2015 Выпуск 44 Страницы 74 - 80
УДК 621.314
Аннотация Рассматривается структура и принцип построения многоячейкового источника питания для индукционного нагрева металлических заготовок.
Реферат Цель. Разработка многоячейкового источника питания, на базе резонансного инвертора напряжения обеспечивающего минимизацию его габаритной мощности и эффективный процесс индукционного нагрева металлических заготовок.
Методика. Разработана структура построения источника питания по многоячейковому принципу. Разработана и рассмотрена структура системы управления источника питания и принцип её работы с функцией стабилизации выходного напряжения. Проверен принцип работы источника питания и проанализированы электромагнитные процессы на имитационной модели при изменении параметров нагрузки и сигнала задания.
Результаты. Разработан принцип построения многоячейкового источника питания, на базе резонансного инвертора напряжения, обеспечивающего минимизацию его габаритной мощности и эффективный процесс индукционного нагрева металлических заготовок. Предложена система управления с автоматической подстройкой частоты по принципу самовозбуждения, алгоритм работы которой обеспечивает оптимальную коммутацию силовых транзисторов и устойчивую работу инвертора напряжения в различных динамических режимах, характерных для источников питания установок индукционного нагрева. Предложенная структура построения может быть использована при разработке надежных, высокоэффективных, универсальных источников питания для различных индукционных технологий.
Научная новизна. Научная новизна предложенного в работе источника питания – многоячейковая структура формирования выходного напряжения, построенная из нескольких дискретно регулируемых инверторных ячеек и дополнительно введенной одной непрерывно регулируемой ячейки на базе резонансных инверторов напряжения, и эффективный алгоритм синхронного управления с адаптивным блоком автоподстройки частоты, построенным по принципу самовозбуждения.
Практическая значимость. Создание эффективного источника питания для индукционного нагрева, который имеет многоячейковую структуру построения силовой части и эффективный способ регулирования выходного напряжения, позволяет обеспечить широкую глубину регулирования и высокую точность стабилизации мощности, высокий КПД, уменьшение расхода электроэнергии на единицу продукции и значительно повысить качество и конкурентоспособность продукции за счет расширения технологических возможностей.
Ключевые слова источник питания, система управления, индукционный нагрев, резонансный инвертор.
Полный текст