PLL kontrollü iki fazlı yürüyen dalga indüksiyon ısıtıcı tasarımı
PLL controlled two-phase travelling wave induction heater design
- Tez No: 935484
- Danışmanlar: PROF. DR. ERCAN YALDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
İndüksiyon ısıtma hızlı, temassız, temiz, verimli, kolay ve hassas kontrol edilebilir bir ısıtma teknolojisidir. Bu özellikleri nedeniyle yüzey sertleştirme, temperleme, tavlama, kürleme gibi endüstriyel uygulamalarda; medikal uygulamalarda ve indüksiyon ocakları gibi evsel uygulamalarda sıklıkla tercih edilmektedir. İndüksiyon ısıtma sistemlerinde iş parçasının sıcaklığa bağlı olarak değişen parametreleri nedeniyle sistemin rezonans frekansı değişmekte ve verim düşmektedir. Bu tezde, indüksiyon ısıtma sisteminin sürekli rezonansta tutulması faz kilitli döngü (PLL) kullanılarak sağlanmıştır. Deri etkisinin azaltılması için indüksiyon bobini litz telinden yapılmıştır. Enine akı indüksiyon ısıtma sistemlerinde karşılaşılan iş parçasının orta kısımlarında yeterli ısı artışı oluşmama sorunu, iki fazlı yürüyen dalga indüksiyon ısıtıcı tasarımı ile çözülmüştür. Kaçak manyetik alanların azaltılması ve manyetik akının doğrudan iş parçasına yönlendirilmesi amacıyla ferrit manyetik akı yoğunlaştırıcı kullanılmıştır. Sayısal analizler 3 boyutlu modeller üzerinden sonlu elemanlar yöntemi kullanan COMSOL Multiphysics programı ile yapılmıştır. İlgili programda yoğunlaştırıcılı ve yoğunlaştırıcısız, tek ve çift bobinli enine akı indüksiyon ısıtma modellerinin karşılaştırması yapılmıştır. Sayısal analiz sonuçlarından enine akı indüksiyon ısıtma sistemlerinde iş parçası yüzeyinde homojen ısıtma için yürüyen dalga indüksiyon ısıtma ve manyetik akı yoğunlaştırıcı kullanılmasının sistemin performansını arttırdığı görülmüştür. Gerçekleştirilen indüksiyon ısıtma sistemi tarafından iş parçası üzerinde oluşturan sıcaklık değerleri termal kamera ile ölçülerek sistem performansı değerlendirilmiştir. Termal analizler Fluke Smartview programı kullanılarak yapılmıştır. İş parçası yüzeyinde oluşan sıcaklık değerlerinin minimum, maksimum, ortalama değerleri, standart sapmaları ve yataydaki iki eksen boyunca sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Ayrıca seçilen bir noktanın belirli bir sıcaklığa ulaşma süresi değerlendirilmiştir. İki fazlı yürüyen dalga indüksiyon ısıtıcı modelinde bobin akımları arasındaki faz farkı değiştirilerek parametrik tarama yapılmış, farklı durumlar için en uygun faz farkı değerleri belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Induction heating is a fast, non-contact, clean, efficient, easy and precisely controllable heating technology. Due to these features, it is frequently preferred in industrial applications such as surface hardening, tempering, annealing, curing; in some medical applications and in domestic applications such as induction furnaces. In induction heating systems, the resonance frequency of the system changes and efficiency decreases due to the changing parameters of the workpiece depending on the temperature. In this thesis, keeping the induction heating system constantly at resonance has been achieved by using phase locked loop (PLL). Induction coil has been made of litz wire to reduce the skin effect. The problem of insufficient heat increase in the middle parts of the workpiece encountered in transverse flux induction heating systems has been solved by the two-phase traveling wave induction heater design. Ferrite magnetic flux concentrator has been used to reduce stray magnetic fields and direct the magnetic flux directly to the workpiece. Numerical analyses have been performed using the COMSOL Multiphysics program using the finite element method on 3D models. In the relevant program, a comparison of single and double coil transverse flux induction heating models with and without concentrators have been made. From the numerical analysis results, it has been observed that using traveling wave induction heating and magnetic flux concentrator for homogeneous heating on the workpiece surface in transverse flux induction heating systems increased the performance of the system. The system performance has been evaluated by measuring the temperature created on the workpiece by the induction heating system with a thermal camera. Thermal analyses have been performed using the Fluke Smartview program. The minimum, maximum, average values and standard deviations of the temperature values occurring on the workpiece surface, and temperature changes along the two horizontal axes have been examined. In addition, the time it took for a selected point to reach a certain temperature has been evaluated. Parametric scanning has been performed by changing the phase difference between the coil currents in the two-phase traveling wave induction heater model, and the most appropriate phase difference values have been determined for different situations.
Benzer Tezler
- Compensation of current harmonics in single phase grid connected inverters with deadtime under distorted grid voltage
Tek fazlı şebeke bağlantılı inverterlerde ölü zaman ve gürültülü şebeke gerilimi altında akım harmoniklerinin kompanzasyonu
BARIŞ TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILDIRIM
- RECURRENT NEURAL NETWORKS AND NEW WAVELET FUCTION FOR ANALYSIS AND CONTROL OF ELECTRICAL AND ENERGY SYSTEMS
ELEKTRIK VE ENERJI SISTEMLERININ ANALIZI VE KONTROLÜ IÇİN YENILENEN SINIR AĞLAR VE YENİ DALGALANMA FONKSIYONU
SAEID SHEIKHMEMARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Design of voltage controlled oscillator and integer-N divider for 5G frequency synthesizer application
5G frekans sentezleyici uygulaması için voltaj kontrollü osilatör ve tamsayı-N bölücü tasarımı
NEZİH KAAN VEZİROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Sensorless speed control of a PM assisted synchronous reluctance motor from zero to rated speed
DM destekli bir senkron relüktans motorun sıfırdan anma hızına kadar algılayıcısız hız kontrolü
KADİR AKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LALE ERGENE
- Investigation of phase locked loops in microinverters
Mikroeviricilerde faz kilitlemeli döngülerin incelenmesi
MUHAMMED ALİ GÜLTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILDIRIM