Методика и результаты экспериментально-аналитического определения параметров индуктора высокочастотной индукционной установки для нагрева молока

Аннотация

Перспективным средством нагрева является индукционный нагрев, позволяющий снизить непроизводительные затраты энергии на нагрев промежуточного теплоносителя, упростить конструкцию и повысить надежность. Рабочим органов ТВЧ индукционных устройств является индуктор. Одним из требований к подобным установкам является обеспечение резонансного режима колебательного контура R, L, C, для чего необходимо знать параметры индуктора: его активное сопротивление и индуктивность. Известные методы определения (вольтметра-амперметра, мостовой) не состоятельны. Возможно использование резонансного метода. Цель – количественная оценка параметров индуктора на основе анализа экспериментальных осциллограмм напряжения; экспериментальное осциллографирование переходного процесса изменения напряжения на индукторе, аналитическая обработка экспериментальных результатов. С использованием экспериментального резонансного метода определения индуктивности, дополненного аналитическим анализом осциллограмм затухающего колебательного переходного процесса напряжения при разряде батареи конденсаторов на исследуемый индуктор, установлено, что индуктивность исследуемого индуктора L₂ находится в диапазоне от 0,0134 до 0,038 мкГн, а его активное сопротивление R₂ – в пределах 0,0512 до 0,091 Ом. С учетом малых значений полученных величин результат можно считать удовлетворительным для дальнейших практических расчетов. Полученные результаты с использованием метода экспериментального осциллографирования колебательного затухающего разряда батареи конденсаторов на исследуемый индуктор высокочастотной индукционной установки, дополненного аналитическим определением активного сопротивления индуктора и его индуктивности, могут быть использованы для определения сопротивлений электрической эквивалентной схемы замещения и обоснования, для совершенствования конструктивного исполнения (число витков, ток в индукторе, согласования резонансной частоты индуктора и генератора высокой частоты), в конечном итоге, для повышения показателей энергоэффективности процесса термической обработки молока (электрического и термического КПД, коэффициента мощности cosφ) при работе индукционной ТВЧ установки с теплообменником-загрузкой, может применяться при моделировании системы индукционного нагрева.