Development of a systematic approach to the regulation and adjustment of high-frequency induction heating unit for the needs of electrothermy

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: The development and implementation of a systematic approach to the regulation and mutual adaptation of sources and consumers of increased frequency electrical energy in induction heating equipment, based on the study of the relationships and patterns of changes in the main parameters of induction equipment, including uncontrolled changes that occur during the technological process, is an urgent task for improving production efficiency today in the Russian Federation and abroad.

Aim: Creating an effective approach to the regulation and adjustment of equipment operation modes for a sustainable increase in the level of unification of induction heating equipment.

Methods: Experimental study of operating modes of induction installations, computer modeling and CAD.

Results: Description of the developed approach, introduction of a systematic approach, possibilities and prospects for application, recommendations for practical use in industry.

Conclusion: Obtained results make it possible to deepen the understanding of the electrical processes occurring in induction heating installations and can be used in practice in industry to unify the applied high-frequency energy sources; may be of interest to researchers working in this field, as well as to developers of industrial equipment for induction heating.

About the authors

Ivan M. Kazymov

Altai State Technical University named I. I. Polzunov

Email: bahek1995@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6873-0315
SPIN-code: 8464-5810

senior lecturer

Russian Federation, Barnaul

Boris S. Kompaneets

Altai State Technical University named I. I. Polzunov

Author for correspondence.
Email: kompbs@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5980-1230
SPIN-code: 7371-4290

head of department, Ph.D (Engineering)

Russian Federation, Barnaul

References

  1. Демидович В.Б. История и трансформация научного и инженерного образования в области техники и технологий индукционного нагрева // Вопросы электротехнологии. – 2022. – № 2(35). – С. 5–13. [Demidovich VB Istoriya i transformatsiya nauchnogo i inzhenernogo obrazovaniya v oblasti tekhniki i tekhnologiy induktsionnogo nagreva. Voprosy elektrotekhnologii. 2022;2(35):5-13. (In Russ.)]. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=49184680 Ссылка активна на: 10.09.2022.
  2. Астапчик С.А., Гурченко П.С., Шипко А.А. История и направления развития исследований и технологий индукционного нагрева в Беларуси. – Минск: Белорусская наука, 2015. – 68 с. [Astapchik SA, Gurchenko PS, Shipko AA. Istoriya i napravleniya razvitiya issledovaniy i tekhnologiy induktsionnogo nagreva v Belarusi. Minsk: Belorusskaya nauka; 2015. 68 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=27933450
  3. Бытыгин Ю.В., Сабокарь О.С., Стрельникова В.А. Индукционный нагрев в истории и в развитии. Использование в ремонтных технологиях современного транспорта // Автомобильный транспорт (Харьков). – 2017. – № 40. – С. 75–79. [Batyhin Yu, Sabokar O, Strelnikova V. Induction heating in history and development. Application in modern transport repairing technologies. Avtomobil'nyy transport (Khar'kov). 2017:40:75-79. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30361846
  4. Демидович В.Б., Михлюк А.И., Вегера И.И. История и развитие промышленных технологий индукционного нагрева / Современные методы и технологии создания и обработки материалов: Сборник научных трудов. В 2-х книгах. Под ред. Залесского В. Г. (гл. ред.) и др. – Минск: Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси, 2021. – С. 12–21. [Demidovich VB, Mikhlyuk AI, Vegera II. Istoriya i razvitiye promyshlennykh tekhnologiy induktsionnogo nagreva In Zalesskii VG, aditor. “Sovremennyye metody i tekhnologii sozdaniya i obrabotki materialov” : Sbornik nauchnykh trudov. V 2-kh knigakh. Minsk: Fiziko-tekhnicheskiy institut Natsional'noy akademii nauk Belarusi; 2021. рp. 12-21. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48835582
  5. Зинин Ю., Мульменко М. Современные тиристорные преобразователи частоты типа «Параллель» для установок индукционного нагрева металлов // Силовая электроника. – 2015. – Т. 3. – № 54. – С. 64–71. [Zinin Yu, Mul'menko M. Sovremennyye tiristornyye preobrazovateli chastoty tipa "Parallel'" dlya ustanovok induktsionnogo nagreva metallov. Silovaya elektronika. 2015:3(54):64-71. (In Russ.)]. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23804086 Ссылка активна на: 10.09.2022.
  6. Зинин Ю., Мухаметов Р., Мамаева М. Разработка установки ИНТ-400-1,0 для индукционного нагрева труб большого диаметра перед гибкой // Силовая электроника. – 2016. – Т. 5. – № 62. – С. 84–89. [Zinin Yu, Mukhametov R, Mamayeva M. Razrabotka ustanovki INT-400-1,0 dlya induktsionnogo nagreva trub bol'shogo diametra pered gibkoy. Silovaya elektronika. 2016:5(62):84-89. (In Russ.)]. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28370402 Ссылка активна на: 10.09.2022.
  7. Житников Д.А., Есин С.Б. Влияние ТВЧ-обработки зерна злаковых культур на параметры процесса его измельчения / Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: Материалы XХ Международной научно-практической конференции. 14–15 марта 2019 года, Барнаул. Барнаул: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2019. – С. 142–146. [Zhitnikov DA, Yesin SB. Vliyaniye TVCH-obrabotki zerna zlakovykh kul'tur na parametry protsessa yego izmel'cheniya / Proceedings of the International Scientific and Practical Conference “Sovremennyye problemy tekhniki i tekhnologii pishchevykh proizvodstv”. 2019 Mar 14–15, Barnaul. Barnaul: Altai State technical university named I.I. Polzunov; 2019. p. 142-146. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41569218
  8. Кривочуров Н.Т., Ишков А.В., Иванайский А.В. Опыт использования скоростного ТВЧ-борирования для упрочнения деталей сельскохозяйственных машин, восстановленных электроконтактным напеканием железного порошка // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2020. – № 11(193). – С. 111–119. [Krivochurov NT, Ishkov AV, Ivanayskiy AV. Opyt ispol'zovaniya skorostnogo TVCH-borirovaniya dlya uprochneniya detaley sel'skokhozyaystvennykh mashin, vosstanovlennykh elektrokontaktnym napekaniyem zheleznogo poroshka. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020:11(193):111-119. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44277341
  9. Гурьянов Г.В., Кисель Ю.Е. Повышение механических свойств композиционных гальванических покрытий обработкой // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. – 2011. – № 5. – С. 56–60. [Gur'yanov GV, Kisel' YuYe. Povysheniye mekhanicheskikh svoystv kompozitsionnykh gal'vanicheskikh pokrytiy obrabotkoy. Vestnik Bryanskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii. 2011:5:56-60. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22913432
  10. Гурьев А.М., Гурьев М.А., Лыгденов Б.Д., Цыдыпов Б.С. Разработка высокоскоростной технологии борирования в условиях нагрева токами // Ползуновский альманах. – 2017. – № 4–5. – С. 161–164. [Gur'yev AM, Gur'yev MA, Lygdenov BD, Tsydypov BS. Razrabotka vysokoskorostnoy tekhnologii borirovaniya v usloviyakh nagreva tokami. Polzunovskiy al'manakh. 2017:4-5:161-164. (In Russ.)]. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32538356 Ссылка активна на: 10.09.2022.
  11. Щуркин Д.О., Щелкунов А.Ю. Технологии ТВЧ в нагреве заготовок прямоугольного и квадратного сечения / Научно-технический прогресс в черной металлургии: Материалы II Международной научно-технической конференции. 07–09 октября 2015 года, Череповец. Под ред. Кузьминова А.Л. Череповец: Череповецкий государственный университет, 2015. – С. 152–153. [Shchurkin DO, Shchelkunov AYu. Tekhnologii TVCH v nagreve zagotovok pryamougol'nogo i kvadratnogo secheniya In Kuz'minov A.L editor. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference “Nauchno-tekhnicheskiy progress v chernoy metallurgii”. 2015 Oct 07–09, Cherepovets. Cherepovets: Cherepovetskiy gosudarstvennyy universitet; 2015. рp. 152-153. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28162127
  12. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Зуб Н.П. Методика назначения режимов обработки, обеспечивающих рациональное распределение остаточных напряжений при поверхностной закалке ВЭН // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2008. – № 3(32). – С. 83–95. [Ivantsivskiy VV, Skiba VYu, Zub NP. Metodika naznacheniya rezhimov obrabotki, obespechivayushchikh ratsional'noye raspredeleniye ostatochnykh napryazheniy pri poverkhnostnoy zakalke VEN. Nauchnyy vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2008:3(32):83-95. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=11639712
  13. Антонцев Н.М., Гритчин В.В., Рожков Ю.Н. Получение износостойких покрытий в результате одновременного осуществления СВЧ-процессов и ТВЧ-нагрева // Труды ГОСНИТИ. – 2016. – Т. 124. – № 2. – С. 32–35. [Antontsev NM, Gritchin VV, Rozhkov YuN. Polucheniye iznosostoykikh pokrytiy v rezul'tate odnovremennogo osushchestvleniya SVCH-protsessov i TVCH-nagreva. Trudy GOSNITI. 2016:124(2):32-35. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27208750
  14. Аулов В.Ф., Иванайский В.В., Ишков А.В. и др. Получение износостойких композиционных боридных покрытий на стали 65Г при ТВЧ-нагреве // Труды ГОСНИТИ. – 2014. – Т. 115. – С. 139-145. [Aulov VF, Ivanayskiy VV, Ishkov AV, et al. Polucheniye iznosostoykikh kompozitsionnykh boridnykh pokrytiy na stali 65G pri TVCH-nagreve. Trudy GOSNITI. 2014:115:139-145. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21817350
  15. Сысун В.И., Подопригора А.В. Индукционный нагрев ферромагнитной среды в режиме насыщения // Фундаментальные исследования. – 2004. – № 3. – С. 131–133. [Sysun VI, Podoprigora AV. Induktsionnyy nagrev ferromagnitnoy sredy v rezhime nasyshcheniya. Fundamental'nyye issledovaniya. 2004:3:131-133. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=10435273
  16. Багаев А.А., Бобровский С.О. Основные положения методики косвенного измерения тока в индукторе ТВЧ-установки // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2018. – № 5(163). – С. 171–178. [Bagayev AA, Bobrovskiy SO. Osnovnyye polozheniya metodiki kosvennogo izmereniya toka v induktore TVCH-ustanovki. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018:5(163):171-178. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 10.09.2022. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=49371218

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1

Download (102KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2

Download (157KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3

Download (326KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4

Download (327KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Kazymov I.M., Kompaneets B.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».