Узгодження тиристорного перетворювача частоти на основі резонансного інвертора з індукційною плавильною установкою - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРозроблено екстремально-стабілізуючий метод узгодження, який оснований на автоматичному регулюванні вихідної частоти резонансного інвертора за екстремально-стабілізуючим законом і забезпечує безперервний автоматичний пошук максимальної потужності ТПЧ за період плавки металу та її стабілізацію на заданому рівні, нижче за максимальний. Розроблено компенсаційно-параметричний метод узгодження, який оснований на автоматичному регулюванні параметрів навантажувального контуру і забезпечує автоматичну стабілізацію максимальної потужності ТПЧ з постійною його вихідною частотою впродовж всього періоду плавки металу, а також найкращий коефіцієнт використання максимальної потужності ТПЧ та високу продуктивність. Розроблено частотно-параметричний метод узгодження, який оснований на автоматичному регулюванні вихідної частоти резонансного інвертора на першому етапі плавки за резонансним законом, а на другому за екстремальним законом регулювання та двохступеневою зміною комутуючим елементом величини узгоджувальної секційної індуктивності навантажувального контуру та забезпечує підвищення потужності ТПЧ на першому етапі плавки і безперервний пошук максимальної потужності ТПЧ на другому етапі, а також найбільшу продуктивність. Диссертация посвящена дальнейшему развитию методов согласования тиристорных преобразователей частоты (ТПЧ) на основе резонансного инвертора с индукционной плавильной установкой за счет разработки новых алгоритмов управления резонансным инвертором и устройствами согласования с функциями адаптации к изменению параметров индукционной нагрузки, направленных на улучшение использования установленной мощности преобразователя и повышения производительности электротермической установки. Для обеспечения работоспособности и устойчивой работы электротермической установки, необходимых выходной мощности и частоты, нормального экономичного нагрева в заданное технологическое время, наибольшей рациональной и экономичной эксплуатации установки и оптимального согласования ТПЧ с индукционной нагрузкой, начиная с “холодного” состояния шихты и заканчивая расплавом металла, необходимо и целесообразно ТПЧ строить на основе резонансного инвертора с удвоением частоты и диодами встречного тока и оснастить его специальным устройством согласования с соответствующим алгоритмом управления.Дисертаційна робота виконана на кафедрі “Автоматизованого управління технологічними процесами паливно-енергетичного комплексу” Донбаського державного технічного університету в рамках державних науково-дослідних робіт науково-дослідного проектно-конструкторського інституту “Параметр”: “Розробка теоретичних основ побудови і створення потужних статичних перетворювачів частоти та електричних приводів для індукційних технологічних комплексів” (№ ДР 0101U003080), де здобувачем запропоновано принципи побудови однієї з силових схем статичного перетворювача частоти, на основі резонансного інвертора, розроблено його математична модель для дослідження електромагнітних процесів та досліджено макет цього перетворювача частоти і “Дослідження і розробка статичних перетворювачів частоти, що мають пристрої автоматичного узгодження з навантаженням” (№ ДР 0104U002171), в якій здобувач розробив алгоритми та принципи побудови схем систем управління пристроєм узгодження та ТПЧ, розробив та дослідив математичні моделі резонансного інвертора з пристроєм узгодження та зі змінними параметрами індукційного навантаження та розробив фізичну модель ТПЧ з пристроєм узгодження і дослідив його електромагнітні процеси. розробка ефективних методів узгодження, які забезпечують найкраще узгодження ТПЧ на основі резонансного інвертора з індукційною плавильною установкою, параметри якої змінюються в широких межах; розробка алгоритмів управління резонансним інвертором та пристроями узгодження, що містять функції адаптації до зміни параметрів індукційної плавильної установки; розроблено новий компенсаційно-параметричний метод узгодження ТПЧ з індукційною плавильною установкою шляхом введення в схему резонансного інвертора пристрою узгодження з автоматизованим управлінням за розробленим алгоритмом, який має функцію адаптації до зміни параметрів індукційного навантаження; розроблено новий частотно-параметричний метод узгодження ТПЧ з індукційною плавильною установкою шляхом введення в схему резонансного інвертора узгоджувальної секційної індуктивності з комутуючим елементом та розробленого алгоритму двохступеневої зміни цієї індуктивності з функцією адаптації до зміни параметрів індукційного навантаження та автоматизованого управління інвертором за резонансним та екстремальним законами регулювання;Під узгодженням розуміють виконання комплексу заходів, що включають як узгодження за рівнем напруги і частоти, так і розробку оптимальних структур силової частини і високоефективних алгоритмів регулювання ТПЧ з метою передачі до індукційного навантаження необхідної потужності при номінальній напрузі та проведення технологічного процесу в заданий час.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ