Айгүл Журсиновна Сагындыкова – PhD, доцент, кафедра электроэнергетики,
050013, Алматы, ул.Байтұрсынов,127
Аigul Zhursinovna Sagyndykova – PhD, associate professor, Department of Electro Energy,
050013, Аlmaty, Baitursynov street,127
Наталья Анатолиевна Заец – исследователь, PhD, профессор, кафедра мехатроники и оптометрии,
10963, Берлин, ул.Дессауэр, 3/5
Nataliya Anatolievna Zaetc – Researcher, PhD, professor, Department of Mechatronic and Optometric,
10963, Berlin, Dessau, 3/5
Рита Адиловна Жамашева – Humboldt-Innovation GmbH, Гумбольдт университет, PhD, старший преподаватель,
050012, Алматы, ул.Төле би,100
Rita Adilovna Zhamasheva – Researcher, PhD, senior lecturer, Department of Food Technology,
050012, Аlmaty,Tole bi street, 100
Нуржан Нурлыбекович Нургалиев – PhD, доцент-исследователь,
071412, Семей, ул.Глинки, 20
Nurzhаn Nurlybеkovich Nurgаliyеv – PhD, associate professor-researcher, Dеpаrtmеnt of Chеmistry аnd Ecology,
071412, Semey, Glinki street, 20
В статье рассматриваются разработка и применение систем индукционного нагрева в различных отраслях, таких как сельскохозяйственное машиностроение, автомобильная промышленность и металлообработка. Приведен сравнительный анализ индукционных установок и традиционных методов нагрева, показаны их преимущества, включая высокую скорость и эффективность нагрева, улучшенное управление процессом и снижение энергопотребления. Математическая модель частотного преобразователя для систем индукционного нагрева основана на системе дискретных уравнений, описывающих динамику многомерных переменных. В отличие от существующих подходов, данная модель учитывает оптимальный диапазон рабочих частот, позволяет сократить количество силовых транзисторов и учитывает установленную мощность, обеспечивая при этом высокую энергетическую эффективность. В рамках исследования были разработаны и изготовлены прототип частотного преобразователя, работающего в диапазоне 2-20 кГц при однофазном и трехфазном питании, а также индуктор мощностью 6 кВт. Экспериментальные исследования подтвердили адекватность предложенной модели и возможность ее применения в реальных технологических условиях. Практическая значимость работы заключается в возможности использования разработанной модели и прототипа для выбора оптимальных технологий индукционного нагрева в машиностроении и сельскохозяйственном машиностроении, что обеспечивает повышение надежности, снижение энергопотребления и уменьшение эксплуатационных затрат. Полученные результаты показали достаточность предложенной модели и подтвердили ее практическую применимость. Показано, что изменения параметров преобразователя существенно влияют на выбор оптимального режима индукционного нагрева, что имеет практическую значимость как для образовательных целей, так и для промышленного внедрения.
The article discusses the development and application of induction heating systems in various industries, including agricultural machinery manufacturing, the automotive industry, and metal processing. A comparative analysis of induction installations and conventional heating methods is presented, highlighting their advantages such as high heating rates and efficiency, improved process control, and reduced energy consumption. The mathematical model of the frequency converter for induction heating systems is based on a system of discrete equations describing the dynamics of multidimensional variables. Unlike existing approaches, the proposed model takes into account the optimal operating frequency range, reduces the number of power transistors, and considers the installed power, thereby maintaining high energy efficiency. Within the scope of the study, a prototype frequency converter operating in the 2-20 kHz range with single-phase and three-phase power supply, as well as a 6 kW inductor, were designed and manufactured. Experimental studies confirmed the adequacy of the proposed model and its applicability under real technological conditions. The practical significance of the work lies in the possibility of using the developed model and prototype to select optimal induction heating technologies for mechanical engineering and agricultural machinery, ensuring increased reliability, reduced energy consumption, and lower operational costs. The results demonstrated the sufficiency of the proposed model and confirmed its practical applicability. onic components, which may affect both the converter operation and the power supply network. It was shown that variations in converter parameters have a significant impact on the selection of optimal induction heating modes, which is of practical importance for both educational purposes and industrial implementation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.