İndüksiyonlu çelik tav fırınlarında güç ünitelerinin PLC ile denetimi
Power supply control trough PLC in a induction steel heating furnace
- Tez No: 154901
- Danışmanlar: PROF.DR. VELİ ÇELİK, Y.DOÇ.DR. MEHMET TİMUR AYDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: PLC, indüksiyonlu ısıtma fırınları, frekans ve güç kontrolü, güç ünitesi, evirici, PLC, induction heating furnaces, frequency and power control, power supply, inverter IV
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
ÖZET İNDÜKSİYONLU ÇELİK TAV FIRINLARINDA GÜÇ ÜNİTELERİNİN PLC İLE DENETİMİ ÜNVER, Halil Murat Kırıkkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Anabilim Dalı, Doktora Tezi Danışman : Prof. Dr. Veli Çelik Ortak Danışman : Yrd. Doç. Dr. Mehmet Timur Aydemir Ocak 2004, 122 Sayfa İndüksiyonlu çelik tav fırınlarında malzeme üzerinde oluşan ısı, manyetik geçirgenlik katsayısının düşmesine, elektriksel direncin ise artmasına neden olmaktadır. Parametrelerdeki bu değişim, elektrik şebekesinden çekilen aktif gücün azalması ve istenmeyen reaktif gücün artması anlamına gelmektedir, ve dolayısıyla malzeme üzerindeki sıcaklık arttıkça enerji transfer oranı düşmektedir. Ayrıca, güç ve frekans ayarlı indüksiyon fırınlarında oluşturulan yapılar, uygun bir veri iletişim alt yapısı sağlamadığından modern kontrol tekniklerinin uygulanması da mümkün olmamaktadır. Yeni kuşak PLC'Ier, indüksiyon fırınlarının mal yükleme, ısı, basınç, akım, gerilim kontrol-kumandasını yapabilecek yeterliliktedirler. Ayrıca, buPLC'Ier indüksiyon fırınlarının güç ünitesi kısmını oluşturan eviricilerin frekans ve güç kontrolünü yapabilecek kapasiteye de sahiptir. Bu tez çalışmasında, yeni kuşak PLC'Ierin bu özellikleri göz önüne alınarak, indüksiyonlu çelik tav fırınlarında kullanımı öngörülmüştür. Böylelikle, indüksiyonlu çelik tav fırınlarında modern kontrol tekniklerinin uygulanması için bir alt yapı oluşturulması amaçlanmıştır. Tasarlanan deney düzeneği ile yapılan deneysel çalışmada, sistem, ısıtılan malzeme üzerinde meydana gelen manyetik iletkenlik ve özdirenç değişimlerini istenilen hassasiyette izlemiş, bu sayede, şebekeden sürekli aktif ve sabit seviyeli enerji çekilmesi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, PLC'nin yeterli düzeyde performans göstermesi sayesinde indüksiyonlu çelik tav fırını üzerinde modem kontrol tekniklerinin uygulanabilmesi için gerekli alt yapı oluşturulmuştur. Sistemin simülasyonu için yapılan çalışmalarda ise, MATLAB® Simulink programı üzerinde, deneysel düzeneğe ilişkin model oluşturulmuş ve simülasyon gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen rezonans frekansı belirleme mantığının, simülasyon ortamında da deneysel çalışmalarda olduğu gibi güvenilir olduğu gözlenmiştir. ORCAD® Pspice programı ile yapılan simülasyonda elde edilen eğrilerle, MATLAB® Simulink'de kurulan modelde elde edilen eğrilerin bir karşılaştırması yapılmış, Simulink'de oluşturulan modelin tamamıyla güvenilir olduğu ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The accumulated heat on the material causes a drop on the magnetic permeability and a rise on the electrical resistance, during heating the steel in the induction heating furnaces. The variation of the parameters decreases the active power drawn from the power line and increases the undesired reactive power. Therefore, the energy transfer rate of the induction steel heating furnaces falls as the heat rises on the work piece. Also, it is impossible to apply modern control techniques in induction ovens with adjustable power and frequency since their structures do not provide a proper medium for data communication. New generation PLCs have the capability of material loading, heat, pressure, current and voltage control of induction furnaces. It is also possible to use them in adjusting the power and the frequency of the inverter which is the power unit of the furnaces. By considering all the capabilities, utilizing PLCs in induction steel heating furnaces is decided in this dissertation. In the experimental work, the system successfully observed all the variations of the conductivity and resistivity of the heated material with the desired level of sensitivity. This enabled an continuous and constant level of active power flow from the power line, resulting in the transfer of an optimum level of energy into the material. In addition, a suitable platforms has been constructed to apply modern control techniques on the induction heating furnaces as a result of satisfactory performance of PLC's. A model of the hardware of the system has been built in MATLAB® mSimulink to demonstrate the control logic that determines the resonant frequency. Also, simulation work has been performed by using a simple ORCAD® Pspice model to show the basic operation principles of the power electronics system. All simulation results have been in agreement with the hardware waveforms.
Benzer Tezler
- Dövme yöntemi ile üretilen parçalarda alternatif ısıl işlem uygulamalarının araştırılması
Investigation of alternative heat treatment applications on parts manufactured by forging method
GÜRAY ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEDİHA İPEK
- İndüksiyon ocaklı çelikhanelerde sünger demir (doğrudan indirgenmiş demir-DİD) kullanımının araştırılması
Investigation of sponge iron (DRI) usage in steel plants equipped with induction furnace
EMRECAN ZORBA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN AY
- Elektromanyetik alan etkisindeki metallerin ısıl modellemesi
Thermal modeling of the materials in electromagnetic field
KADİR GÜNDOĞAN
Doktora
Türkçe
2011
EnerjiKırıkkale ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VELİ ÇELİK
YRD. DOÇ. DR. H. MURAT ÜNVER
- Endüktif kablosuz güç aktarım sisteminin kullanıldığı iletken asfalt yolların kendi kendini iyileştirme yeteneğinin incelenmesi
Investigation of the self-healing ability of conductive asphalt roads with inductive wireless power transfer system
EZGİ EREN
- Experimental investigation of springback of locally heated sheets.
Lokal olarak ısıtılmış sacların geri yaylanmasının deneysel metodlarla araştırılması.
ŞEVKET ALACACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER EYERCİOĞLU