автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Индукторно-трансформаторный комплекс для высокочастотной термообработки материалов

На правах рукописи

004600907

ГАЙНЕТДИНОВ Тимур Айратович

ИНДУКТОРНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ (РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ)

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

1 5 АПР 2010

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 2010

004600907

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» на кафедре электромеханики

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Рогинская Любовь Эммануиловиа проф. кафедры электромеханики Уфимского государственного авиационного технического университета

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шапиро Семен Валентинович проф., зав. кафедрой физики Уфимской государственной академии экономики и сервиса

кандидат технических наук, доцент Конессв Сергей Геннадьевич доц. кафедры электротехники и электрооборудования предприятий Уфимского государственного нефтяного технического университета

Ведущая организация: ФГУП НКТБ «Вихрь»

Защита диссертации состоится 14 мая 2010 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан « ¡7 » апреля 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., проф. ^ Г.Н. Утляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования. Индукционный нагрев приобретает все большее распространение благодаря ряду его неоспоримых преимуществ. Высокая концентрация и точная локализация энергии при нагреве обеспечивают короткий цикл, высокую производительность, улучшаю г показатели использования оборудования и материалов и снижают риск деформации при нагреве. Индукционный нагрев позволяет с легкостью осуществить точное автоматическое управление процессом. Он идеально согласуется с автоматизированным производством и не требует специальной подготовки персонала. Индукционный нагрев позволяет избежать сложного технического обслуживания. В силу самого принципа индукционного нагрева формирование тепла происходит внутри детали, вследствие чего процесс более эффективен по затратам энергии, чем другие методы, и количество рассеиваемой энергии исключительно низко.

Индукционные установки, созданные на базе полупроводниковых преобразователей частоты, стали необходимой составной частью крупных механизированных агрегатов, автоматических линий, целых цехов и заводов. Эксплуатация подтверждает их высокие технико-экономические показатели, которые получены за счет применения в качестве источников высокочастотного питания полупроводниковых преобразователей частоты. Главные преимущества полупроводниковых преобразователей заключены в малом расходе электроэнергии за счет повышенного КПД и высоких регулировочных свойствах с глубиной регулирования 1:20. Используя резонансные свойства нагрузочного колебательного контура и изменяя частоту управления полупроводниковых вентилей, возможно осуществлять плавное регулирование мощности в ходе всего технологического процесса без переключений в силовых цепях и без громоздких коммутирующих устройств. Принципы регулирования, заложенные в полупроводниковых преобразователях частоты, позволяют использовать микропроцессоры, которые открывают широкие возможности оптимального программного управления самыми сложными технологическими процессами.

Вопросам теории и практики индукционного нагрева, расчету и проектированию элементов индукционных установок посвящено большое количество работ таких ученых, как A.B. Слухоцкий, С.Е. Рыскин, B.C. Немков, C.B. Шапиро, В.В. Демидович, A.C. Васильев, Л.Э. Рогинская, A.A. Шуляк, а также ряда российских и иностранных предприятий, таких, как ВНИИТВЧ-ЭСТЭЛ (г. С.-Петербург), НКТБ «Вихрь», НПП «Курай», НПО «Параллель» (г. Уфа), ABB, INDUCTOHEAT (США). Однако, существует ряд актуальных вопросов, исследованных недостаточно, например: исследование добавочной проводящей среды системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь,

исследование эдектротеплового поля системы специальный индуктор - деталь, исследование вопросов согласования выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного контура.

Наиболее рационально такие вопросы решать при помощи современной компьютерной техники и соответствующего программного обеспечения, которые позволяют достаточно быстро, точно и эффективно моделировать электромагнитные и тепловые процессы.

Таким образом, разработка и проектирование основных элементов установок индукционного нагрева являются актуальными задачами современной электротехнологии, особенно в связи с расширением областей их применения.

Основание для выполнения работы. Диссертационная работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете по плану госбюджетных научно-исследовательских работ по теме «Расчет трансформаторно-индукторных комплексов».

Целью диссертационной работы является параметрический синтез индукторно-полупроводниковых компонентов электротехнологических установок.

Для реализации указанной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Создание математической модели системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь.

2. Определение электротепловых параметров системы индуктор -нагреваемое тело для современных электротехнологических установок.

3. Согласование выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного контура с помощью высокочастотного трансформатора на основе информации, полученной в результате имитационного моделирования в среде MATLAB.

4. Выбор параметров и создание методики расчета одновентильных преобразователей частоты совместно с индукторно-трансформаторным модулем.

Методы исследований. В работе использованы основные положения теории электромагнитного и теплового полей. Поставленные задачи решены с помощью численно-аналитических (MATHEMATICA) и численных методов решения нелинейных уравнений (Delphi). Решение уравнений сложных электротехнических систем осуществлено на базе пакетов прикладных программ (MATLAB, ELCUT).

На защиту выносятся:

1. Математическая модель системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь.

2. Методика определения на базе программного пакета ЕЬСиТ электротепловых параметров системы индуктор - нагреваемое тело для современных электротехнологических установок.

3. Методика расчета и выбора наиболее рациональных параметров одновентильных инверторов, созданная на базе математического пакета МАТНЕМАТ1СА.

4. Электромагнитные и геометрические соотношения трансформатора согласующего выходные параметры инвертора с параметрами нагрузки.

Научная новизна:

1. Впервые предложена математическая модель системы индуктор -добавочная проводящая среда - деталь и определены ее основные параметры. Доказано, что напряженность магнитного поля на внешней и внутренней поверхностях добавочной проводящей среды одинакова, что позволяет рассматривать добавочную среду в качестве вторичной обмотки индуктора.

2. С помощью моделей трех типов современных электротехнологических установок определена связь между температурой и электромагнитными свойствами системы индуктор - нагреваемое тело.

3. Предложена имитационная модель полупроводникового преобразователя частоты, содержащего согласующие взаимоиндуктивные модули с магнитопроводом, которая позволяет исследовать динамические режимы в системе с полупроводниковыми и ферромагнитными нелинейными модулями.

4. Разработана методика проектирования одновентильных инверторов, которая позволяет выбрать параметры, при которых достигаются максимальные частота управления и мощность в нагрузке.

5. Разработана поверочная методика расчета высокочастотного трансформатора, которая в отличие от существующих методик объединяет тепловой, гидродинамический, гидравлический и электромагнитный расчеты.

Практическую ценность имеют:

1. Методика расчета электромагнитных параметров системы индуктор -добавочная проводящая среда - деталь, созданная на базе пакета МАТНЕМАТ1СА.

2. Комплекс моделей современных электротехнологических установок в пакете ЕЬСиТ для определения электротепловых параметров системы индуктор - нагреваемое тело.

3. Модели инвертора в пакете МАТЬАВ с согласующим трансформатором с различными видами емкостной компенсации.

4. Созданная на базе пакета МАТНЕМАТ1СА методика расчета параметров одновентильных инверторов, нагруженных на индукторно-конденсаторный модуль.

5. Методика расчета согласующего высокочастотного трансформатора.

Реализация результатов работы. Материалы диссертационной работы внедрены в производственный процесс ООО «НПО Параллель» и в учебный процесс на кафедре электромеханики ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских, республиканских научно-технических конференциях «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, 2007), «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышлености «АСТИНТЕХ 2007»» (Астрахань 2007), «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, 2009).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ, получены 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения - 6 стр., четырех глав основного текста -111 стр., заключения - 2 стр, списка литературы, включающего 104 наименования - 11 стр. и приложений -17 стр.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы выбранного направления исследований, дана общая характеристика, сформулированы цель и задачи научной работы.

В первой главе рассмотрены традиционные и новые области применения индукционного нагрева. Указаны его специфика и преимущества перед другими видами термообработки. Приведены современные конструкции индукторов, отмечены особенности и принцип действия некоторых специальных видов индукторов. Дан обзор одиовентильных схем инверторов, в том числе схемы одноключевого транзисторного инвертора, схемы одноячейкового несимметричного инвертора и схемы однотактных генераторов затухающих и незатухающих колебаний. Показаны диаграммы токов и напряжений для этих инверторов. Произведен анализ современных методов расчета и проектирования сложных электротехнологических систем, а также отмечены особенности их применения.

Во второй главе приведена область применения, конструкции и принцип работы индукторов с добавочными проводящими средами (рис. 1). Предложена математическая модель электромагнитных процессов индукторов с добавочными проводящими средами.

При создании математической модели для индукторов с добавочными проводящими средами приняты следующие допущения: поле двумерное; ток и

напряжение в системе синусоидальные; ширина прорези принята равной нулю; ширина концентратора намного меньше его длины.

Рисунок 1 - Схема индуктора с добавочной проводящей средой 1 - индуктор; 2 - добавочная проводящая среда; 3 - прорезь; 4 -нагреваемая деталь. Решение уравнения Максвелла в цилиндрических координатах для напряженности магнитного поля

Уравнение (1) проанализировано но методу разделения переменных, то есть Нт = Ф(<р)Я{г). Найдены следующие решения

агФ

0;

Ф = Ахсо$к<р, к = 1,2,3 (т.е кф 0);

ая

1+

(л/1;»')2

¿(л/-/™)2 л/-7т(1(^]т) Относительный радиус

от = (гл/2)/Д, где /--радиус проводящей среды; А - глубина проникновения тока.

В общем случае выражение для Нт имеет вид

Нт = с,70(х) + с2ЛГ0(х) + ¿[В,/, (х) + В7К„ (г)]со ьШр

= 0,

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

2**1 г

2к + 1

N9

(7)

где с,, с2 - постоянные, определяемые из граничных условий;

- функция Бесселя нулевого порядка первого рода; И0 - функция Бесселя нулевого порядка второго рода; 5, В4 - коэффициенты ряда Фурье; 1к,Кк- функции Бесселя половинного аргумента ¿-порядка

Принято х = -/-7т.

При наличии прорезей суммарный ток через проводящую среду равен

нулю

\5сЬ = а\ос1г = (). (8)

5

Согласно (8) ток, пронизывающий контур, определяемый силовой линией магнитного поля, проходящей внутри полого цилиндра, тот же, что и ток, понизывающий контур, определяемый силовой линией проходящей вне

цилиндра. Поэтому при т = т2 напряженность магнитного поля та

же, что и при т = тх = ^^/д", то есть Нт = Нте.

Далее обозначено следующее

В1к1к{Х1) + В1кКк(х^Вп В1^2) + ВМх2) = Ои, (9)

где х1 = 4~1т\> хг = 4~]т2■

Эти коэффициенты (9) равны соответственно

А,2*=^ (10)

лМ -ты

Из (10) следует, что оба коэффициента Ои1к равны нулю, откуда

+ = 0; Ви1к{х2) + В2кКк{х2)^. (И)

Определитель этой системы не равен нулю и, следовательно, В,к = 0, В2к = 0.

Для выяснения значений Вък и В4к вновь учтено, что напряженность Нт

2к + 1

при любом угле (р постоянна, в том числе и при (р = ±—-—Л0г. При N,

00

равном нечетному числу, (рал:/2 и сумма равняется нулю. Если N -

2£+1 2

четное число, данная сумма является частным случаем предыдущей, поэтому коэффициенты Взк и В4к равны нулю. Таким образом, напряженность магнитного ноля равна

Нт=с^0(х) + с^0(х), (12)

Для определения постоянных с, и с2 необходимо еще одно уравнение

~ ■——= у Ет — т \ (13)

дг

Плотность тока по сечению заготовки равна

Уравнений (12), (14) достаточно для определения параметров системы индуктор - деталь.

При расчете индукторов с добавочной проводящей средой постоянные с, и с2 определяются из следующей системы уравнений

[Нт =Су1 о [тх + с2^0 (и, ^Ч)

За базовую величину напряженности магнитного поля принята Нт. В относительных единицах (15) имеет вид

и=4-Ъ+к 4-Ъ

[1 = с'у/о (и, -РЪ + с'2Щ

Данная система уравнений решена для частного случая значений относительного радиуса т\ и т2. В результате решения получены постоянные

(15)

(16)

Тогда относительное значение напряженности магнитного поля

Относительное значение плотности тока

АН'

Ат

(17)

(18)

Уравнения (17) и (18) решены с помощью пакета МАТНЕМАТ1СА на интервале щ <т<тг Для заданных значений (Рис- 2)

ИтМтавфп)

т | № 1 о.м «Я ал \ /

\ /

Ч /

«л и >4 *,* м м м м м и га

I

Ч

м м м и М «.< и ТЛ

а) б)

Рисунок 2 - Графики изменения модуля относительных значений по толщине проводящей среды: а) напряженности магнитного поля; б) плотности тока.

В результате расчетов получена картина распределения параметров магнитного поля по радиусу системы индуктор - добавочная проводящая среда -деталь (рис. 3)

Н', о.е

добавочная

проводящая индуктор среда

деталь

0.92

0.5-

0

Гд Г2 Гер П Ги г

Рисунок 3 - Картина распределения относительного значения напряженности магнитного поля по радиусу системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь (гд - наружный радиус детали; г12- наружный

(внутренний) радиус добавочной проводящей среды; гср- средний радиус

добавочной проводящей среды; ги- внутренний радиус индуктора)

Зная плотность тока и напряженность магнитного поля в проводящей среде, по известным формулам определяются поток, напряжение и ток.

Так как напряженность магнитного поля на наружной и внутренней поверхностях проводящей среды одинакова, то дальнейший расчет нагрева сплошного и полого цилиндра производится так же, как и при отсутствии добавочной среды.

В третьей главе с помощью пакетов прикладных программ произведено исследование электромагнитных и тепловых режимов индукторно-трансформаторных модулей для современной электротехнологии.

Были рассмотрены три индуктора: индуктор для косвенного индукционного нагрева кварца в нагреваемом тигле (рис. 4); индуктор с магнитопроводом для напайки алмазных сегментов к зубьям отрезных кругов (рис. 9) и индуктор для поверхностной закалки шеек валов (рис. 14).

С помощью программы ЕЬСЦТ были определены и связаны задачи определения вихревых токов и теплопередачи, построена геометрия установки и сетка конечных элементов (рис. 5). Решением стали картины электромагнитного и теплового полей системы индуктор-деталь (рис. 6, 7, 10, 11, 13, 15), а также графики изменения исследуемых электротешювых параметров от геометрии установки (рис. 8, 12, 16, 17, 18,19). Разработанные модели позволяют выбрать необходимый режим нагрева заготовки, определить связь между температурой и электромагнитными свойствами системы индуктор - нагреваемое тело, а также усовершенствовать конструкции исследуемых установок.

44 44 44 . 44 .«* '

1 г

Рисунок5-Сетка конечных элементов

Рисунок 4 - Схема установки для косвенного индукционного нагрева кварца. 1 - поршень; 2 - индуктор; 3 - графитовый Рисунок 6 - Картина электромагнитного

тигель; 4 - слой молибдена; 5 - кварц; 6 -камера.

поля

Рисунок 7 - Картина теплового поля

2060 2070 2060 2050 2040 2030 - 7»Т

/

/

/ !

2010 / 1

Г

1990 I

Рисунок 8—Изменение температуры нагрева в нижней части кварца Как можно увидеть из рис. 8, температура нагрева кварца не является однородной и зависит от геометрии и свойств материалов. Перепад температуры по радиусу равен 90°С. Необходимая температура нагрева 1800 °С (2073 К) с допустимой погрешностью, при заданной конструкции и параметрах индуктора достигается на промежутке 20 мм.

Рисунок 9 - Схема индуктора с магнитопроводом: 1 - магнитопровод; 2 -индуктор; 3 - нагреваемая деталь

Рисунок 10 - Картина электромагнитного поля

ИР

Не

Рисунок 11 - Картина распределения плотности тока в детали

Рисунок 13 - Картина распределения температуры нагрева детали

тэт ■ ■ ■

.....-1.....

на \...

13Л ...А.

".221

••ги

1243

>Й0

ас "" \.....

1 80 .....; V" . . : п

пес .....1.....

Ы9 1 :

«

1030 .....'¿>.....

1К0 --„'.г ? - ..... ! .

Рисунок 12 - Изменение температуры нагрева по ширине детали

Как видно из рис. 11-13 наибольшая концентрация поля, плотность тока и

интенсивный нагрев происходят на внутренней стороне детали.

_

'777777*>//,

„ V/ - / / / / // // Рисунок 14 - Схема одновиткового

индуктора 1 - индуктор; 2 - нагреваемая деталь; 3 - охлаждающая вода.

Рисунок 15 - Картина электромагнитного поля

Плгассть тез №.

\ V

\ \

\

\

\

ИндувдвГО

О» ОЛ 0.В и И и И 2,! 32 Ига!

Рисунок 16 - Изменение плотности тока по радиусу нагреваемой детали

Ими)

Рисунок 17 - Изменение индукции магнитного поля по радиусу нагреваемой детали

И 3 6 3 12 15 11 21 24 27 30 33 36 33

К»)

Рисунок 18 - Изменение температуры нагрева по радиусу нагреваемой детали

1С53 1040 1030

0 2 ( 6 8 10 12 II 1« Ч«1)

Рисунок 19 - Изменение температуры по ширине нагреваемого участка

\ -

/ \

} \

А \

/ \

А / к

* \

/ \

Как видно из рис. 16-19 при проектировании коротких индукторов необходимо учитывать изменение электротеплового поля не только по радиусу, но и по ширине нагреваемой заготовки.

В четвертой главе произведено исследование следующих комплексов: полупроводниковый инвертор, согласующий трансформатор, индукторно-конденсаторный модуль. Структура данных комплексов считается известной. Задачей исследования является параметрический синтез взаимоиндуктивных модулей, включая согласующий трансформатор.

Для решения задачи согласования выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного контура с помощью высокочастотного трансформатора были разработаны имитационные модели одноячейкового несимметричного инвертора в пакете MATLAB с различными видами емкостной компенсации (рис 20, 21). Были исследованы особенности включения блока трансформатора (linear transformer) в имитационную модель, что приводит к изменениям и в схеме, и в расчете параметров нагрузочного контура. С учетом этого были рассчитаны основные параметры блока трансформатора. Для уточнения параметров модели была разработана поверочная методика расчета согласующего высокочастотного трансформатора.

На рис. 20 изображена имитационная модель одноячейкового несимметричного инвертора с трансформатором и параллельным резонансным контуром, разработанная в среде MATLAB. В представленной схеме нагрузкой служит индуктор для поверхностной закалки изделий, что определяет низкое выходное напряжение. На основании этого емкость нагрузочного контура при параллельной компенсации включается на первичную обмотку трансформатора, а трансформатор рассчитывается на полную мощность.

Рисунок 20 - Модель одноячейкового несимметричного инвертора с трансформатором и параллельным резонансным контуром.

Для уменьшения расчетной мощности трансформатора нужно использовать резонанс напряжений, а именно схему с последовательным резонансным контуром во вторичной цепи (рис. 21). При этом напряжение на конденсаторе будет значительно выше выходного напряжения трансформатора.

трансформатором и последовательным резонансным контуром во вторичной

цепи.

В последнее время все больше внимания уделяется простым схемам силовой части установок, в том числе одноключевым схемам, имеющим наиболее простую структуру, высокую надежность и низкую стоимость. Одной из таких схем является схема одноключевого параллельного транзисторного инвертора (рис. 22), для которой была разработана методика выбора наиболее рациональных параметров и автоматизированного расчета, созданная на базе пакета МАТНЕМАТ1СА.

ш

—

с

Ус

Цт хУт

Рисунок 23 - Зависимость тока нагрузки и напряжения на конденсаторе от времени

Рисунок 22 - Схема параллельного одноключевого транзисторного инвертора

В результате расчетов в относительных единицах получены зависимости параметров данного инвертора (рис. 23-27) от длительности работы резонансного контура

Рисунок 24 - Зависимость !4. от [3. Рисунок 25 - Зависимость 1нач1, ¡нач2 от

1—--1

__)

\ 1 -г1 1 1

1 и \

\ 1 1

1 1

и.

1 1

\ ! |

1 1 1 1

.. и : и . ..и ... ... и и " '■ " ■ " " " " "

Рисунок 26 - Зависимость суммы Рисунок 27 - Зависимость

11*+12*+Ь' от относительного значения мощности в

нагрузке от 13..

Полученные зависимости позволяют проанализировать, как значение времени 13., при котором происходит отпирание обратного диода VI), влияет на время запирания 11» и отпирания 14. транзистора УТ (рис. 24), на значения

начальных токов 1нач)», 1на.а* (рис. 25), на длительность работы резонансного контура (рис. 26) и на значение мощности в нагрузке (рис. 27).

В приложениях приведены исходные данные для исследуемых электротехнологических установок в пакете ЕЬСиТ; расчет параметров разработанных имитационных моделей в пакете МАИАВ; методика расчета высокочастотного согласующего трансформатора.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате расчета электромагнитных параметров системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь для заданных значений относительных радиусов (тхг) установлено, что:

- наличие промежуточной проводящей среды с прорезями позволяет сохранить постоянство значения напряженности магнитного поля на ее внешней и внутренней поверхностях;

- напряженность магнитного поля снижается по сечению проводящей среды не более чем на 8% {Нт = 0,92);

- электромагнитные процессы в индукторе-трансформаторе, индукторе с водоохлаждаемым металлическим тиглем и в ряде других специальных индукторах аналогичны, что позволяет рассчитывать их предложенным методом.

2. Из анализа электротепловых полей индукторно-трансформаторных модулей для современной электротехнологии получены:

- необходимые параметры источника питания и системы индуктор-деталь, необходимые для получения заданных характеристик косвенного индукционного нагрева диэлектрика в графитовом тигле;

- неравномерное распределение электромагнитных параметров по сечению плоской детали, а именно интенсивный нагрев происходит на внутренней поверхности детали;

- неравномерное распределение электротепловых параметров по радиусу и ширине нагреваемой заготовки в коротких (одновитковых) индукторах. При этом в зависимости от режима нагрева колебания электротепловых параметров могут составлять от 5 до 20 %.

3. В результате исследования вопросов согласования выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного установлено, что:

- учет реальных параметров согласующих трансформаторов, а именно главной индуктивности и индуктивности рассеяния позволяет на этапе проектирования уточнить емкость компенсирующего конденсатора;

- при использовании понижающих трансформаторов для повышения их энергетических показателей рационально применять последовательный колебательный контур на вторичной стороне.

4. Из параметрического синтеза одноключевого параллельного транзисторного инвертора получено, что максимальные частота управления и мощность в нагрузке имеют место при следующих параметрах в относительных единицах: 2,9 > tj. > 1,1; 5 > t3. > 4; 1,9 > t4. > 0,5; 0,24> P. > 0,2.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемом журнале из списка ВАК:

1. Особенности работы резонансных преобразователей частоты на нелинейный индукторно-конденсаторный контур / Рогинская Л.Э., Исмагилов P.P., Гайнетдинов Т.А. // Вестник УГАТУ: Научн. журн. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та. 2008. Т.10, №1 (26). С. 142-150.

В других изданиях:

2. Выбор рациональных параметров взаимоиндуктивных модулей при проектировании электротехнологических установок / Гайнетдинов Т. А., Гуляев E.H. // Известия: Межвуз. научный сб. - Москва - Н.Новгород, 2005. - С. 135— 138.

3. Выбор параметров модулей при проектировании электротехнологических установок / Рогинская Л.Э., Гайнетдинов Т.А, Гуляев E.H. // Электротехнологические системы и комплексы: Межвуз. сб. научных трудов №11. - Магнитогорск, 2005. - С. 123-130.

4. Особенности расчета высокочастотных трансформаторов для электротехнологии / Гайнетдинов Т.А., Гуляев Е.Н, Рахманова Ю.В. // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: УГАТУ, 2007. - С. 252-255.

5. Высокочастотные транзисторные резонансные преобразователи частоты для электротехнологических комплексов У Гайнетдинов Т.А., Неугодников Е.В. // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: УГАТУ, 2007.-С. 99-102.

6. Одновентильные инверторы для индукционного нагрева / Гайнетдинов Т.А., Неугодников Е.В. // Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2007»: Всероссийская научная конференция - Астрахань, 2007. - С. 52-54.

7. Применение машинного моделирования для построения двумерного электротеплового поля системы индуктор - деталь / Гайнетдинов Т.А. // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: Всероссийская научно-техническая конференция УГНТУ: Сб. научных трудов. - Уфа, 2007. - С. 146-149.

8. Параметры индукторно-трансформаторного модуля для поверхностной закалки / Гайнетдинов Т.А., Неугодников Е.В. // Электромеханика,

электротехнические комплексы и системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: УГАТУ, 2008. - С. 167-171.

9. Программа расчета динамических режимов работы системы резонансный инвертор с удвоением частоты - инукторно-конденсаторный модуль / Рогинская Л.Э., Исмагилов P.P., Гайнетдинов Т.А. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009610100 от 18.12.2008

10. Особенности работы полупроводниковых преобразователей, нагруженных на последовательный колебательный контур / Рогинская Л.Э., Гайнетдинов Т.А., Листова Н.В. // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: Материалы 2-ой всероссийской научно-технической конференции: Сб. научных трудов. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 913.

11. Программа расчета режимов работы частотно-регулируемого полупроводникового комплекса для индукционного нагрева на базе простого одноячейкового несимметричного инвертора с трансформаторным выходом/ Рогинская Л.Э., Исмагилов P.P., Гайнетдинов Т.А. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009610101 от 11.01.2009

Диссертант

ГАЙНЕТДИНОВ Тимур Айратович

ИНДУКТОРНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ (РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ)

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 07.04.2010. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр. - отт. 1,0. Уч. - изд. л. 0,9 Тираж 100 экз. Заказ № 175

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа - центр, ул. К. Маркса,12

Введение

1. Основные модули индукционных установок. Методы их 11 анализа и проектирования

1.1 Традиционные и новые области применения 11 индукционного нагрева

1.2 Современные конструкции индукторов

1.3 Высокочастотные источники питания для индукционных установок

1.4 Анализ современных методов проектирования сложных электротехнологических систем

1.5 Обзор основных компьютерных пакетов исследования полей на основе МКЭ

Выводы и результаты по первой главе. Цель и задачи исследований

2. Основные соотношения в индукторах с добавочными проводящими средами

2.1 Виды индукторов с добавочными проводящими средами

2.2 Основные уравнения для исследования индукторов с добавочными проводящими средами

2.3 Расчет индукторов с добавочной проводящей средой для 58 сквозного нагрева

2.4 Расчет индукторов для сквозного нагрева полых цилиндров

2.5 Расчет индукторов для сквозного нагрева сплошной заготовки 63 Выводы и результаты по второй главе

3. Исследование электромагнитных режимов индукторнотрансформаторных модулей с помощью пакетов прикладных программ

3.1 Исследование процесса плавки кварца в тигле

3.2 Исследование электротеплового поля индуктора с 80 магнитопроводом

3.3 Исследование электротеплового поля одновиткового индуктора 85 Выводы и результаты по третьей главе

4. Исследование электромагнитных режимов индукторно-конденсаторных модулей

4.1 Выбор рациональных параметров электротехнологических установок

4.2 Электромагнитные процессы в одноключевых инверторах

4.3 Определение параметров высокочастотного согласующего трансформатора 113 Выводы и результаты по четвертой главе 121 Заключение 122 Список литературы 124 Приложения

Актуальность. Индукционный нагрев приобретает все большее распространение благодаря ряду его неоспоримых преимуществ. Высокая концентрация и точная локализация энергии при нагреве обеспечивают короткий цикл, высокую производительность, улучшают показатели использования оборудования и материалов и снижают риск деформации при нагреве. Индукционный нагрев позволяет с легкостью осуществить точное автоматическое управление процессом. Он идеально согласуется с автоматизированным производством и не требует специальной подготовки персонала. Индукционный нагрев позволяет избежать сложного технического обслуживания. В силу самого принципа индукционного нагрева формирование тепла происходит внутри детали, вследствие чего процесс более эффективен по затратам энергии, чем другие методы, и количество рассеиваемой энергии исключительно низко.

Индукционные установки, созданные на базе полупроводниковых преобразователей частоты, стали необходимой составной частью крупных механизированных агрегатов, автоматических линий, целых цехов и заводов. Эксплуатация подтверждает их высокие технико-экономические показатели, которые получены за счет применения в качестве источников высокочастотного питания полупроводниковых преобразователей частоты. Главные преимущества полупроводниковых преобразователей заключены в малом расходе электроэнергии за счет повышенного КПД и высокие регулировочные свойства.

Вопросам теории и практики индукционного нагрева, расчету и проектированию элементов индукционных установок посвящено большое количество работ таких ученых как А.В. Слухоцкий, С.Е. Рыскин, B.C. Немков, С.В. Шапиро, В.В. Демидович, А.С. Васильев, Л.Э. Рогинская, А.А. Шуляк, а также ряда российских и иностранных предприятий, таких как ВНИИТВЧ-ЭСТЭЛ (г. С-Петербург), НКТБ «Вихрь», НЛП «Курай», НПО «Параллель» (г. Уфа), ABB, INDUCTOHEAT (США). Однако, существует ряд актуальных вопросов, исследованных недостаточно, например: исследование добавочной проводящей среды системы индуктор — добавочная проводящая среда - деталь, исследование электротеплового поля системы специальный индуктор — деталь, исследование вопросов согласования выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного контура.

Наиболее рационально такие вопросы решать при помощи современной компьютерной техники и соответствующего программного обеспечения, которые позволяют достаточно быстро, точно и эффективно моделировать электромагнитные и тепловые процессы.

Таким образом, разработка и проектирование основных элементов установок индукционного нагрева являются актуальными задачами современной электротехнологии, особенно в связи с расширением областей их применения.

Целью диссертационной работы является параметрический синтез индукторно-полупроводниковых компонентов электротехнологических установок.

Основные задачи исследования:

1. Создание математической модели системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь.

2. Определение электротепловых параметров системы индуктор — нагреваемое тело для современных электротехнологических установок.

3. Согласование выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного контура с помощью высокочастотного трансформатора на основе информации, полученной в результате имитационного моделирования в среде MATLAB.

4. Выбор параметров и создание методики расчета одновентильных преобразователей частоты совместно с индукторно-трансформаторным модулем.

Методы исследований. В работе использованы основные положения теории электромагнитного и теплового полей. Поставленные задачи решены с помощью численно-аналитических (MATHEMATICA) и численных методов решения нелинейных уравнений (Delphi). Решение уравнений сложных электротехнических систем осуществлено на базе пакетов прикладных программ (MATLAB, ELCUT).

На защиту выносятся:

1. Математическая модель системы индуктор - добавочная проводящая среда - деталь.

2. Методика определения на базе программного пакета ELCUT электротепловых параметров системы индуктор — нагреваемое тело для современных электротехнологических установок.

3. Методика расчета и выбора наиболее рациональных параметров одновентильных инверторов, созданная на базе математического пакета MATHEMATICA.

4. Электромагнитные и геометрические соотношения трансформатора согласующего выходные параметры инвертора с параметрами нагрузки.

Научная новизна:

1. Впервые предложена математическая модель системы индуктор -добавочная проводящая среда - деталь и определены ее основные параметры. Доказано, что напряженность магнитного поля на внешней и внутренней поверхностях добавочной проводящей среды одинакова, что позволяет рассматривать добавочную среду в качестве вторичной обмотки индуктора.

2. С помощью моделей трех типов современных электротехнологических установок определена связь между температурой и электромагнитными свойствами системы индуктор - нагреваемое тело.

3. Предложена имитационная модель полупроводникового преобразователя частоты, содержащего согласующие взаимоиндуктивные модули с магнитопроводом, которая позволяет исследовать динамические режимы в системе с полупроводниковыми и ферромагнитными нелинейными модулями.

4. Разработана методика проектирования одновентильных инверторов, которая позволяет выбрать параметры, при которых достигаются максимальные частота управления и мощность в нагрузке.

5. Разработана поверочная методика расчета высокочастотного трансформатора, которая в отличие от существующих методик объединяет тепловой, гидродинамический, гидравлический и электромагнитный расчеты.

Практическая ценность:

1. Методика расчета электромагнитных параметров системы индуктор — добавочная проводящая среда - деталь, созданная на базе пакета MATHEMATICA.

2. Комплекс моделей современных электротехнологических установок в пакете ELCUT для определения электротепловых параметров системы индуктор - нагреваемое тело.

3. Модели инвертора в пакете MATLAB с согласующим трансформатором с различными видами емкостной компенсации.

4. Созданная на базе пакета MATHEMATICA методика расчета параметров одновентильных инверторов, нагруженных на индукторно-конденсаторный модуль.

5. Методика расчета согласующего высокочастотного трансформатора.

Реализация результатов работы. Материалы диссертационной работы внедрены в производственный процесс ООО «НПО Параллель» и в учебный процесс на кафедре электромеханики ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских, республиканских научно-технических конференциях «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, 2007), «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышлености «АСТИНТЕХ 2007»» (Астрахань 2007), «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, 2009).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ, получены 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения — 6 стр., четырех глав основного текста - 111 стр., заключения - 2 стр., списка литературы, включающего 104 наименования - 11 стр. и приложений - 17 стр. В работе содержится 82 рисунка и 7 таблиц.

ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

На основании исследования электромагнитных процессов в системе преобразователь частоты - индукторно - конденсаторный модуль можно сделать следующие выводы:

1. Учет реальных параметров согласующих трансформаторов, а именно главной индуктивности и индуктивности рассеяния позволяет на этапе проектирования уточнить емкость компенсирующего конденсатора.

2. При использовании понижающих трансформаторов для повышения их энергетических показателей рационально применять последовательный колебательный контур на вторичной стороне. Это позволяет рассчитывать трансформатор только на активную мощность индуктора.

3. Максимальные частота управления и мощность в нагрузке в одноключевом параллельном инверторе имеют место при следующих параметрах: -0,5 < Uc* < 0,2, 0,25 > IHa4i* > 0,11, -0,2 < 1нач2* < -0,05, 2,9 > t,* > 1,1; 5 > t3* > 4; 1,9 > t4* > 0,5; 0,24> P* > 0,2.

122

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате расчета электромагнитных параметров системы индуктор - добавочная проводящая среда — деталь для заданных значений относительных радиусов (Щу2) установлено, что: наличие промежуточной проводящей среды с прорезями позволяет сохранить постоянство значения напряженности магнитного поля на ее внешней и внутренней поверхностях; напряженность магнитного поля снижается по сечению проводящей среды не более чем на 8% (Нт = 0,92); электромагнитные процессы в индукторе-трансформаторе, индукторе с водоохлаждаемым металлическим тиглем и в ряде других специальных индукторах аналогичны, что позволяет рассчитывать их предложенным методом.

2. Из анализа электротепловых полей индукторно-трансформаторных модулей для современной электротехнологии получены:

- параметры источника питания и системы индуктор-деталь, необходимые для получения заданных характеристик косвенного индукционного нагрева диэлектрика в графитовом тигле;

- неравномерное распределение электромагнитных параметров по сечению плоской детали, а именно интенсивный нагрев происходит на внутренней поверхности детали;

- неравномерное распределение электротепловых параметров по радиусу и ширине нагреваемой заготовки в коротких (одновитковых) индукторах. При этом в зависимости от режима нагрева колебания электротепловых параметров могут составлять от 5 до 20 %.

3. В результате исследования вопросов согласования выходных параметров инвертора с параметрами нагрузочного установлено, что: учет реальных параметров согласующих трансформаторов, а именно главной индуктивности и индуктивности рассеяния позволяет на этапе проектирования уточнить емкость компенсирующего конденсатора; при использовании понижающих трансформаторов для повышения их энергетических показателей рационально применять последовательный колебательный контур на вторичной стороне.

4. Из параметрического синтеза одноключевого параллельного транзисторного инвертора получено, что максимальные частота управления и мощность в нагрузке имеют место при следующих параметрах в относительных единицах: 2,9 > t,* > 1,1; 5 > t3. > 4; 1,9 > t4* > 0,5; 0,24> Р* > 0,2.

1. А.К. Белкин, Т.П. Костюкова, Л.Э. Рогинская, А.А. Шуляк Тиристорные преобразователи частоты. М.: Энергоатомиздат, 2000. - 263 с.

2. Приходько B.C., Самойленко Г.Н. Тенденции развития термической обработки: Обзор. -М.: НИМАШ, 1981. 56 с.

3. А.Е. Слухоцкий, B.C. Немков, Н.А. Павлов, А.В. Бамунэр Установки индукционного нагрева. Л.: 1981. - 328 с.

4. Рыскин С.Е. Применение сквозного индукционного нагрева в промышленности. Л.: Машиностроение, 1970. — 63 с.

5. Васильев А.С., Демидович В.Б. Перспективы применения индукционного нагрева в металлургической промышленности // Электротехника, 2003. № 05. С. 58-61.

6. Головин Г.Ф., Зимин Л.С. Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева. Л.: Машиностроение, 1979. - 120 с.

7. Сатановский Л.Г., Мирский Ю.А. Нагреваемые и термические печи в машиностроении. -М.: Металлургия, 1971. 384 с.

8. А.К. Белкин, Р.А. Закиров, Ф.Ш. Абсалямов и др. Устройство управления разливкой металла в электромагнитные кристаллизаторы: // Управляемые электрические цепи и электромагнитные поля. Уфа: Изд-во УАИ, 1997. С.161-168.

9. Свечанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. -М.: Энергия, 1976. С. 4-7.

10. Д.Л. Лавлесс, Р.Л. Кук, В.И. Руднев Характеристики и параметры источников питания для эффективного' индукционного нагрева // Силовая Электроника №1. 2007. С 94 98.

11. А.К. Белкин, Л.И. Гутин. И.Н. Таназлы, А.А. Шуляк Элементы индукционных установок. М.: 2007. — 140 с.

12. Бальян Р.Х., Сивере М.А. Тиристорные генераторы и инверторы. — Л.: 1982.-223 с.

13. А.В. Иванов, М.М. Мульменко, Л.Э. Рогинская, A.M. Уржумсков Электромагнитные процессы и параметрический синтез одновентильных инверторов с обратным диодом для электротермии // Электричество №12. 2003, С. 40^5

14. Рогинская Л.Э., Стыскин А.В., Уразбахтина Н.Г. Имитационные модели машинно-вентильных систем / Вестник УГАТУ / Межвузовский научный сборник, 2006. Т.7, №1 (14). Уфа, С. 83 - 92.

15. Шамов А.Н., Бодажков В.А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974. - 280 с.

16. Л.Э. Рогинская, А.В. Иванов, М.М. Мульменко и др. Выбор структуры и параметрический синтез симметричного резонансного инвертора // Электротехника. 1998. -№7. С. 1-5.

17. Гитгарц Д.А., Иоффе Ю.С. Новые источники питания и автоматика индукционных установок для нагрева и плавки. — М.: Энергия, 1972. -104 с.

18. Иванов А.В., Мульменко М.М. Симметричный резонансный инвертор с закрытым входом. Электротехника, 1988. №10. С. 53 58.

19. Ивенский Г.В., Писклов А.Е. Принципы построения схем инверторов. Электротехническая промышленность, серия Преобразовательная техника, вып. 7(31), С. 15-17.

20. Кадель В.И. Силовые электронные системы автономных объектов. -М.: Радио и связь, 1990. 224 с.

21. Рогинская Л.Э., Белкин А.К., Шуляк А.А. Влияние дросселей насыщения на электромагнитные процессы в высокочастотном инверторе / Вестник УГАТУ / Межвузовский научный сборник 2009. Т. 13, №1 (34). — Уфа, С.166-175.

22. Костюкова Т.П., Рогинская Л.Э. Определение устойчивости источников с периодической комплектацией параметров для электротехнологии / Успехи современной электротехнологии: труды Международной научно-технической конференции, 2009, С. 185 188.

23. С.В. Шапиро, В.В. Жидков Моделирование трехфазного высокочастотного источника питания озонатора // Электротехнические комплексы и системы: межвузовский научный сборник, Уфа: УГАТУ, 2009, С. 36-39.

24. А.К. Белкин, С.А. Горбатков, Ю.М. Гусев Разработка и проектирование тиристорных источников питания. М.: Энергоатомиздат, 1994.-272 с.

25. Ризкин И.Х. Машинный анализ и проектирование технических систем. -М.: Наука, 1985. 160 с.

26. И.В. Черных Пакет Elcut: моделирование устройств индукционного нагрева // Exponenta Pro №2(2) / 2003, С. 4 8.

27. Петров Ю.Б. Индукционная плавка окислов. Л.: 1983. - 104 с.

28. Слухоцкий А.Е, Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагреваЛ.: Энергия, 1974. 264 с.

29. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. Л.: 1965. - 552 с.

30. Анго А. Математика для электро и радиоинженеров — М.: 1964. — 772 с.

31. К. Шимони Теоретическая электротехника под ред. Проф. К.М. Поливанова -М.: 1964. 773 с.

32. К.С. Демирчян, J1.P. Нейман, Н.В. Коровкин, B.JI. Чечурин Теоретические основы электротехники: Учебник для ВУЗов по направлению "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" и "Электроэнергетика". Изд-во: Питер, 2003. - 443, 570, 364 с.

33. Хайруллин И.Х. Электромагнитные расчеты в электрических машинах, УАИ, 1988. 72 с.

34. Н.С. Пискунов Дифференциальные и интегральные исчисления для ВТУЗОВ, том второй, М.:1985. 432 с.

35. Саттаров P.P. Электромагнитные демпфирующие элементы амортизационных систем с аксиальными прорезями в цилиндрической вторичной среде. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук - Уфа, 1999.— 170 с.

36. Буль Б.К. Основы теории и расчета магнитных цепей. JL: 1964. - 462с.

37. Глазенко Т.А., Пряшников В.А. Электротехника и основы электроники дополнительные разделы): Учеб. пособие для приборостроит. спец. М: Высш. школа, 1985. - 176 с.

38. Гутин Л.И. Общая электротехника для студентов электротехнических специальностей (электрические и магнитные цепи): Учеб. пособие. Уфа: УАИ, 1988.-82 с.

39. Кувалдин А.Б. Индукционный нагрев ферромагнитной стали. М.: Энегоатомиздат, 1988. - 200 с.

40. Демидович А.Д. Поверхностная закалка индукционным способом. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. 80 с.

41. Исмагилов P.P. Высокочастотный индукторно-конденсаторный модуль для электротехнологии. — Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук — Уфа, 2004.-151 с.

42. Диффузионная сварка металлов: Справочник под ред. Н.Ф. Казакова. — М: Машиностроение, 1981.-271 с.

43. В.И. Скурихин., В.Б. Шифрин, В.В. Дубровский и др. Математическое моделирование. К.:Техшка, 1983. С.265-269.

44. Р.А. Бадамшин, С.А. Горбатков, Е.А. Клестов Оптимальное терминальное управление системами с распределенными параметрами при неполном измерении их состояния. Уфа: УГАТУ, 1997. — 313 с.

45. Термическая обработка в машиностроении: Справочник под ред. Ю.М. Лахтина, А.Г. Рахгштадта. М.: Машиностроение, 1980. -783 с.

46. Лившиц Б.Г. Физические свойства сплавов. 2-е перераб. изд. -М.:1946. 1946.

47. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. Изд. 4-5 перераб. М. -Л.:Госэнергоиздат, 1963. — 528 с.

48. ELCUT. Моделирование двумерных полей методом конечных элементов. Версия 4.2. Руководство пользователя. — СПб.: Производственный кооператив ТОР, 2000.— 130 с.

49. Е.И. Беркович, Г.В. Ивенский, Ю.С. Иоффе, А.Т. Матчак, В.В. Могун Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 208 с.

50. С.В. Шапиро, Ю.М. Зинин, А.В. Иванов Системы управления с тиристорными преобразователями частоты для электротехнологии. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 168 с.

51. С.В. Шапиро, Ю.М. Зинин Дифференциальные датчики систем аварийной защиты в тиристорных преобразователях повышенной частоты для индукционного нагрева металлов // Силовая Электроника №5 2009, С. 98-103.

52. Шапиро С.В. Элементы синтеза тиристорных инверторов // Тиристорные источники питания современных электротехнических установок повышенной частоты: межвузовский научный сборник №12. Уфа, 1984, С. 102109.

53. Лузгин В.И, Петров А.Ю, Кулешов В.Х. Моделирование системы тиристорный преобразователь частоты — индуктор быстродвижущаяся труба в среде Simulink // Индукционный нагрев №1, сент., 2007, С. 34-37.

54. Гайнетдинов Т.А, Гуляев Е.Н, Рахманова Ю. В. Особенности расчета высокочастотных трансформаторов для электротехнологии // Электротехнические комплексы и системы: межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ, 2007, С. 252-256.

55. Гайнетдинов Т.А, Неугодников Е.В. Высокочастотные транзисторные резонансные преобразователи частоты для электротехнологических комплексов // Электротехнические комплексы и системы: межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ, 2005, С. 99-103.

56. Гайнетдинов Т.А., Неугодников Е.В. Одновентильные инверторы для индукционного нагрева // Всероссийская научная конференция

57. Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2007». Астрахань, 2007, С. 52-55.

58. Гайнетдинов Т.А., Неугодников Е.В. Параметры индукторно-трансформаторного модуля для поверхностной закалки // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ, 2008, С. 167-171.

59. Рогинская Л.Э., Исмагилов P.P., Гайнетдинов Т.А. Особенности работы резонансных преобразователей частоты на нелинейный индукторно-конденсаторный контур /Вестник УГАТУ/ Межвузовский научный сборник 2008. Т. 10, №1 (26). Уфа, С. 142-150.

60. Лузгин В.И., Петров А.Ю, Шипицин В.В, Якушев К.В. Многоинверторные среднечастотные преобразователи в системах электропитания индукционных установок // Электротехника, 2002. № 09. С.57— 63.

61. Кощеев Л.Г. Тиристорный преобразователь постоянного напряжения 3 кВ в постоянное с плавным регулированием выходных параметров // Электротехника, 2002. № 06. С. 21-25.

62. Гутин Л.И. Исследование автотрансформаторного способа подключения нагрузки к тиристорному инвертору: Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Уфа: Изд-во УАИ, 1972. Вып. 39. С. 80-91.

63. Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов: Учеб. для техникумов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

64. Казанцев В.Г., Рогинская Л.Э. Анализ способов автоподстройки частоты автономных инверторов, нагруженных на колебательный контур. Электротехника, 1994. №10. С. 17-20.

65. Калабеков Б.А., Лапидус В.Ю., Малафеев В.М. Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи. М.: Радио и связь, 1990.-272 с.

66. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986. — 488 с.

67. Готтлиб И.М. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы:Пер.с англ. -М.: Постмаркет,2002. 544 с

68. Костюкова Т.П. Параметрический синтез электромагнитных элементов // Управляемые электрические цепи и электромагнитные поля: Межвузовский научный сборник. №3. Уфа: УГАТУ, 1997, С. 114 - 117.

69. Костюкова Т.П Особенности проектирования и векторной оптимизации индуктивных модулей вентильных источников питания: Уфимский гос. авиац. техн. ун-т. Уфа, 1997. - 34 с

70. Беркович Е.Н., Ковалев В.Н., Ковалев ФИ. и др Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1978. - 448 с.

71. Белкин А.К., Мухортова Е.И., Шуляк А.А. Общие вопросы регулирования мощности в тиристорных преобразователях частоты // Электрификация сельского хозяйства: межвузовский научный сборник. Вып.З-Уфа: БГАУ, 2002. С.94-97.

72. А.Н. Горский, Ю.С. Русин, Н.Р. Иванов Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. — М.: Радио и связь, 1988. — 176 с.

73. Ю.М. Гусев, А.К.Белкин, А.А. Шуляк и др. Согласование тиристорного преобразователя частоты с нагрузкой // Тех1чна Електродинамша. Спец. вып.2, том 2. Кшв, 1998. С. 22-26.

74. Шуляк А.А. Система частотно-импульсного ретулирования индукционной установки магнитогидродинамического гранулирования алюминиевых сплавов: Тиристорно-индукционные комплексы звуковой и ультразвуковой частоты. Уфа: Изд-во УАИ, 1985. Вып. 14. С. 27-29.

75. Рогинская Л.Э., Гусев Ю.М., Шуляк А.А. Исследование электромагнитных параметров технологических комплексов с полупроводниковыми преобразователями частоты / Вестник УГАТУ / Межвузовский научный сборник 2002. Т.З, №2. Уфа, С. 156-163.

76. Дьяконов В.П. Компьютерная математика. Теория и практика. М.: Нолидж, 2001 г. - 1296 с.

77. Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MatLab. М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 592 с.

78. Дьяконов В.П. Simulink 4. Специальный справочник. Спб.: Питер, 2002. - 528 с.

79. Гультяев А.К. Имитационное моделирование в среде Windows. Спб.: Корона, 1999.-288 с.

80. Гультяев А.К. Визуальное моделирование в среде MatLab. Спб.: Питер, 2000. 432 с.

81. Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC MatLab. М.: Наука, Физматлит, 1993. - 112 с.

82. Дэбни Дж. Б, Хартман T.JI. Simulink 4. Секреты мастерства. Пер. с англ. Симонова M.JI. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. — 403 с.

83. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / Под общ. ред. к.т.н. В.Г. Потемкина. М. -ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 496 с.

84. Дьяконов В.П., Круглов В. Математические пакеты расширения MatLab. Спец. Справочник. СПб.: Питер, 2001. -480 с.

85. Фандрова Л.П. Моделирование электротехнологической системы в среде MatLab // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: материалы международной молодежной научно-технической конференции Уфа: УГАТУ, 2001. - С. 220.

86. Самарский А.А., Михайлов А.П. Компьютеры и жизнь (Математическое моделирование). М.: Педагогика, 1987. -128 с.

87. Пейсахович В.А Оборудование для высокочастотной сварки металлов-Л: 1988.-208 с.

88. Вологдин B.C., Слухоцкий А.Е. Трансформаторы высокочастотного нагрева. М. - Л.: Машгиз, 1957. - 82 с.

89. Брон О.Б Электрические аппараты с водяным охлаждением Л.: Энергия, 1967.-264 с.

90. Электрические и электронные аппараты: учебник для вузов. Под редакцией Ю.К. Розанова, 2-е изд. испр. и доп. — М.: Информэлектро, 2001. — 420 с.

91. Чунихин А.А. Электрические аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с.

92. Тихомиров П.М. Расчёт трансформаторов: Учеб. Пособие для вузов. — 5-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 528 с.

93. Лейтес Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. М: Энергия, 1981 г, 247 с.

94. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: Магнитные цепи, поля и программа FEMM М.: Издательский центр Академия, 2005. 336 с.

95. Проектирование электрических аппаратов. Под ред. Г.Н. Александрова. Л.: Энергоатомиздат, 1985. —447 с.

96. Русин Ю.С. Трансформаторы звуковой и ультразвуковой частоты. — Л.: Энергия, 1973.- 151 с.