Расчёт и проектирование конструктивных элементов бытовых индукционных плит

A technique for calculation and design of main structural elements of household induction cookers – inductors and magnetic cores is proposed. The technique consists of two stages. The first stage has been developed on the basis of engineering methods for calculating copper inductors of industrial induction heaters, taking into account the design features and operating modes of induction cookers, done in steps such as selection of geometrical dimensions of the inductor, calculation of main electrical and energy indicators of the inductor, calculation of the system ”inductor-dishes”, determination of the number of turns of the inductor and calculation of the width of the turn. The second stage represents an engineering approach for the calculation and design of magnetic cores made of MnZn ferrites, done in steps such as choice of material for the manufacture of magnetic core rods, choice of geometric dimensions of ferrite rods, calculation of the mass of the magnetic core and calculation of power losses in the magnetic circuit. The calculation results and designs of the inductors and magnetic cores with respect to a number of modes of heating of dishes of various geometric sizes are presented and analyzed. The developed techniques and the results obtained on its base are supplemented and supported by preliminary numerical analysis of the electromagnetic field distribution in induction cookers and heated dishes as well as by experimental research on the workbench developed. Conceptual designs of induction cookers developed by using the proposed approaches illustrate the techniques presented. The developed techniques can be used in the process of research and design of structural elements of household induction cookers, as well as in the educational process for the preparation of Bachelors and Masters in relevant educational programs.Запропонована методика розрахунку та проектування основних конструктивних елементiв побутових iндукцiйних плит - iндукторiв та магнiтопроводiв. Технiка складається з двох етапiв. Перший етап був розроблений на основi iнженерних методiв розрахунку мiдних iндукторiв промислових iндукцiйних нагрiвачiв з урахуванням конструктивних особливостей та режимiв роботи iндукцiйних плит, зроблених на таких етапах, як вибiр геометричних розмiрiв iндуктора, розрахунок основних електричних та енергетичних показникiв iндуктора, розрахунок системи ”iндуктор-тарiлки”, визначення кiлькостi виткiв iндуктора та розрахунок ширини витка. Другий етап являє собою iнженерний пiдхiд для розрахунку та проектування магнiтних осердь з феритiв MnZn, виконаний на таких етапах, як вибiр матерiалу для виготовлення стрижнiв з магнiтопроводом, вибiр геометричних розмiрiв ферритових стрижнiв, розрахунок маси магнiтопроводу i розрахунок втрат потужностi в магнiтопроводi. Представленi та проаналiзованi результати розрахункiв та конструкцiї iндукторiв та магнiтопроводiв щодо ряду режимiв нагрiвання посуду рiзних геометричних розмiрiв. Розробленi методики та результати, отриманi на їх основi, доповнюються та пiдтверджуються попереднiм чисельним аналiзом розподiлу електромагнiтного поля в iндукцiйних плитах та посудi з пiдiгрiвом, а також експериментальними дослiдженнями на розробленому експериментальному стендi. Концептуальнi проекти iндукцiйних плит, розробленi з використанням запропонованих пiдходiв, iлюструють представленi методи. Розробленi методики можуть бути використанi в процесi дослiдження та проектування конструктивних елементiв побутових iндукцiйних плит, а також у навчальному процесi для пiдготовки бакалаврiв та магiстрiв за вiдповiдними освiтнiми програмами.Предложена методика расчета и проектирования основных конструктивных элементов бытовых индукционных плит - индукторов и магнитопроводов. Методика состоит из двух этапов. Первый этап разработан на основе инженерных методик расчета медных индукторов промышленных индукционных нагревателей с учетом конструктивных особенностей и режимов работы индукционных плит и включает следующие шаги: выбор геометрических размеров индуктора, расчет основных электрических и энергетических показателей индуктора, расчет системы ”индуктор-тарелка”, определение количества витков индуктора и расчет ширины витка. Второй этап представляет собой инженерный подход к расчету и проектированию магнитопроводов из MnZn ферритов и включает следующие шаги: выбор материала для изготовления стержней магнитного сердечника, выбор геометрических размеров ферритовых стержней, расчет массы магнитопровода и расчет потерь мощности в магнитопроводе. Приведены и проанализированы результаты расчета и конструкции индукторов и магнитопроводов применительно к ряду режимов нагрева посуды различных геометрических размеров. Разработанная методика и полученные на ее основе результаты дополнены и подтверждены предварительным численным анализом распределения электромагнитного поля в индукционных плитах и нагреваемой посуде, а также экспериментальными исследованиями на разработанном экспериментальном стенде. Концептуальные проекты индукционных плит, разработанные с использованием предложенных подходов, иллюстрируют представленные технологии. Разработанные методики могут быть использованы в процессе исследований и проектирования конструктивных элементов бытовых индукционных плит, а также в учебном процессе для подготовки бакалавров и магистров по соответствующим образовательным программам

Розрахунок та проектування конструктивних елементів побутових індукційних плит

A technique for calculation and design of main structural elements of household induction cookers – inductors and magnetic cores is proposed. The technique consists of two stages. The first stage has been developed on the basis of engineering methods for calculating copper inductors of industrial induction heaters, taking into account the design features and operating modes of induction cookers, done in steps such as selection of geometrical dimensions of the inductor, calculation of main electrical and energy indicators of the inductor, calculation of the system ''inductor-dishes'', determination of the number of turns of the inductor and calculation of the width of the turn. The second stage represents an engineering approach for the calculation and design of magnetic cores made of MnZn ferrites, done in steps such as choice of material for the manufacture of magnetic core rods, choice of geometric dimensions of ferrite rods, calculation of the mass of the magnetic core and calculation of power losses in the magnetic circuit. The calculation results and designs of the inductors and magnetic cores with respect to a number of modes of heating of dishes of various geometric sizes are presented and analyzed. The developed techniques and the results obtained on its base are supplemented and supported by preliminary numerical analysis of the electromagnetic field distribution in induction cookers and heated dishes as well as by experimental research on the workbench developed. Conceptual designs of induction cookers developed by using the proposed approaches illustrate the techniques presented. The developed techniques can be used in the process of research and design of structural elements of household induction cookers, as well as in the educational process for the preparation of Bachelors and Masters in relevant educational programs.Предложена методика расчета и проектирования основных конструктивных элементов бытовых индукционных плит - индукторов и магнитопроводов. Методика состоит из двух этапов. Первый этап разработан на основе инженерных методик расчета медных индукторов промышленных индукционных нагревателей с учетом конструктивных особенностей и режимов работы индукционных плит и включает следующие шаги: выбор геометрических размеров индуктора, расчет основных электрических и энергетических показателей индуктора, расчет системы ''индуктор-тарелка'', определение количества витков индуктора и расчет ширины витка. Второй этап представляет собой инженерный подход к расчету и проектированию магнитопроводов из MnZn ферритов и включает следующие шаги: выбор материала для изготовления стержней магнитного сердечника, выбор геометрических размеров ферритовых стержней, расчет массы магнитопровода и расчет потерь мощности в магнитопроводе. Приведены и проанализированы результаты расчета и конструкции индукторов и магнитопроводов применительно к ряду режимов нагрева посуды различных геометрических размеров. Разработанная методика и полученные на ее основе результаты дополнены и подтверждены предварительным численным анализом распределения электромагнитного поля в индукционных плитах и нагреваемой посуде, а также экспериментальными исследованиями на разработанном экспериментальном стенде. Концептуальные проекты индукционных плит, разработанные с использованием предложенных подходов, иллюстрируют представленные технологии. Разработанные методики могут быть использованы в процессе исследований и проектирования конструктивных элементов бытовых индукционных плит, а также в учебном процессе для подготовки бакалавров и магистров по соответствующим образовательным программам.Запропонована методика розрахунку та проектування основних конструктивних елементів побутових індукційних плит - індукторів та магнітопроводів. Техніка складається з двох етапів. Перший етап був розроблений на основі інженерних методів розрахунку мідних індукторів промислових індукційних нагрівачів з урахуванням конструктивних особливостей та режимів роботи індукційних плит, зроблених на таких етапах, як вибір геометричних розмірів індуктора, розрахунок основних електричних та енергетичних показників індуктора, розрахунок системи ''індуктор-тарілки'', визначення кількості витків індуктора та розрахунок ширини витка. Другий етап являє собою інженерний підхід для розрахунку та проектування магнітних осердь з феритів MnZn, виконаний на таких етапах, як вибір матеріалу для виготовлення стрижнів з магнітопроводом, вибір геометричних розмірів ферритових стрижнів, розрахунок маси магнітопроводу і розрахунок втрат потужності в магнітопроводі. Представлені та проаналізовані результати розрахунків та конструкції індукторів та магнітопроводів щодо ряду режимів нагрівання посуду різних геометричних розмірів. Розроблені методики та результати, отримані на їх основі, доповнюються та підтверджуються попереднім чисельним аналізом розподілу електромагнітного поля в індукційних плитах та посуді з підігрівом, а також експериментальними дослідженнями на розробленому експериментальному стенді. Концептуальні проекти індукційних плит, розроблені з використанням запропонованих підходів, ілюструють представлені методи. Розроблені методики можуть бути використані в процесі дослідження та проектування конструктивних елементів побутових індукційних плит, а також у навчальному процесі для підготовки бакалаврів та магістрів за відповідними освітніми програмами

STUDY OF CUTTING PRESSES IN DESIGNING A WOMEN’S COSTUME FOR HOSPITALITY INDUSTRY

Yakymchuk, D. Study of cutting presses in designing a women’s costume for hospitality industry / D. Yakymchuk, O. Yakymchuk, O. Chepeliuk, N. Myrhorodska, J. Koshevko, O. Orlenko, I. Nosova // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies . – 2017. - 5/1. - Р. 26-36.Розглянуто проблеми дизайн­проектування сучасного тематичного жіночого костюму для закладів гостинності. Розроблено експериментальний вимірювальний стенд для дослідження характеристик вирубувальних пресів. В результаті аналітичних та експериментальних досліджень встановлено ра­ ціональні конструктивні, енергетичні та технологічні параметри пресового обладнання. Розроблено практичні рекомендації щодо вдосконалення електрогідравлічних вирубувальних пресів готельно­ресторанного господарства та підвищено коефіцієнт корисної дії. Рассмотрены проблемы дизайн­проектирования современного тематического женского костюма для заведений гостеприимст­ ва. Разработан экспериментальный изме­ рительный стенд для исследования характеристик вырубных прессов. В результате аналитических и экспериментальных исследований определены рациональные конструктивные, энергетические и технологические параметры прессового оборудования. Разработаны практические рекомендации по совершенствованию электрогидравлических вырубных прессов гостинично­ресторанного хозяйства и повышен коэффициент полезного действия

Study of Cutting Presses in Designing a Women's Costume for Hospitality Industry

The authors conducted analytical studies to identify materials used to produce women's footwear based on an analysis of the costumes of the leading capitals (Paris, Milan, London, and New York) over ten years.The experimental measuring stand for researching characteristics of cutting presses was designed. To conduct the research, we developed the program for obtaining the main technical indicators of electrohydraulic pressing equipment in LabVIEW environment that makes it possible to control the process of cutting and to process and store data, obtained from the analog-to-digital converter. A number of structural changes were made for research based on the press PVG-8-2-0.It was found that due to proposed improvements, power consumption of the equipment decreased by 35 % compared with that of the press PVG-8-2-0 and by 14 % compared with that of the press C06.01 Compart, taking into account coefficient of correspondence of maximum working forces that occur during cutting. Within one cycle, the proposed design of the press provides significant energy saving, which is 5.12 kW compared with the press PVG-8-2-0 and 11.72 kW compared with the press C06.01 Compart. Coefficient of set power consumption of the electric engine is the highest among all the examined presses and is 0.85, which indicates high power efficiency. Efficiency of the improved electrohydraulic pressing equipment was determined, equal to 33 %, which is 11 % higher compared to that of the press PVG-8-2-