Московский энергетический институт (национальный исследовательский университет)

2
Разработка методики расчета параметров индукционной системы «индуктор-заготовка».
Математическое моделирование установки индукционного градиентного нагрева алюминиевых заготовок в программе ELCUT.
Расчет конструкции индуктора для градиентного нагрева и режимов его работы.
Разработка новых вариантов индукторов для градиентного нагрева.
Основные положения

3
Металлическая оболочка кабеля
Проводящие материалы кабельных изделий

4
Конструкция существующей установки
Расположение секций индуктора
Номера секций (1-15)
Номера витков (1-90)
Прокладка
Лоток
Брус
Плита
Цилиндр
Магнитопровод
Индуктор
Слиток

5
Работа индукционной установки
Этапы нагрева
Толкатель
Хол. заготовка
Индуктор
Изоляция
Гор. заготовка
Направляющие
Приводные
ролики
на пресс

Распределение температуры по длине
6
Электрические характеристики
Градиентный нагрев
Выдержка
Основной нагрев

Геометрическая осесимметричная модель установки в среде ELCUT
7
Конечно-элементная сетка
Воздух
Слиток
Магнитопровод
Индуктор

8
Распределение плотности тока в заготовке при основном (а) и градиентном (б) нагреве
Iполн (107 А/м2)
6,930
6,237
5,544
4,851
4,158
3,465
2,772
2,079
1,386
0,693
0,000
а)
б)

9
Распределение температуры в заготовке при основном (а) и градиентном (б) нагреве
Температура, 0С
а)
520
494
466
326
382
354
438
410
298
270
240
5200С
4200С
4200С
3200С
б)

Сравнение распределения температуры по длине заготовки
10
Основной нагрев
Градиентный нагрев
Погрешность ≤ 10 %.
Расчет
Эксперимент
Расчет
Эксперимент

Исследование установки в среде ELCUT
11
1
2
3
4
1
2
3
4
610
564
498
433
368
302
237
171
106
40
20
Температура, 0С
Распределение
температуры в
заготовке по
позициям:

Исследование формы индуктора
12
индуктор 3 зоны
индуктор ступенчатый
545
482
420
358
297
234
172
110
88
40
20
индуктор укороченный
Температура, 0С
4320С
5450С
200С
3370С
4300С
4980С

Разработка новых вариантов установки
13
Время: t = 140 с
Длина индуктора:
L = 418 мм
Число витков: W = 66
Ток: I = 2540 А
Вариант 1
Вариант 2
Время: t = 90 с
Длина индуктора:
L = 513 мм
Число витков: W = 84
1
2
3

14
Распределение температуры в заготовке в установках: существующей (а), вариант 1 (б), вариант 2 (в)
а)
350
Температура, 0С
б)
5200С
4200С
4300С
5050С
4100С
5200С
в)
410
450
430
490
470
390
370
550
530
510
Вариант 1
Вариант 2
Существующая