Отзыв на автореферат диссертации Фризен Василия

Отзыв
на автореферат диссертации Фризен Василия Эдуардовича
«Индукционные комплексы для инновационных электрометаллургических технологий»,
представленную на соискание ученой степени доктора технических наук
по специальности 05.09.10 - Электротехнология
Диссертационная работа посвящена решению актуальной проблемы создания научнометодической основы и комплекса компьютерных программ для математического моделиро­
вания взаимосвязанных электромагнитных, тепловых и гидродинамических процессов, а
также разработке на основе проведенных исследований энергоэффективных конструкций
группы электротехнологических устройств для индукционной плавки с электромеханиче­
ским перемешиванием металла. Поэтому поставленная и решенная автором важная научнотехническая проблема является актуальной.
Объектом исследования диссертации является комплекс на основе индукционной мно­
гоиндукторной тигельной печи специального технологического назначения с одно- и много­
фазным питанием, предназначенный для оказания на металл управляемого электротермиче­
ского и электромеханического воздействий, обеспечивающих движение металлического рас­
плава в заданном направлении с заданной скоростью и с контролируемым нагревом.
Автором четко сформулирована цель работы и выделены задачи, которые пришлось
решить для ее достижения.
1 Анализ существующих конструкций индукционных тигельных печей (ИТП) с управляе­
мым электромагнитным воздействием на металл, а также методов расчета их характеристик.
2 Разработка комплекса математических моделей на основе детализированных электриче­
ских, тепловых и магнитных схем замещения.
3 Синтез и исследование конструкций многоиндукторных ИТП с управляемым воздействием
на металл.
4 Разработка методики расчета системы питания многосекционной ИТП с управляемым воз­
действием на металлический расплав от однофазного источника питания.
5 Создание математической модели динамики тепловых и электрических процессов в ком­
плексе на основе многофункционального плавильного агрегата (МПА).
6 Создание и исследование экспериментальных образцов установок на основе специальных
ИТП с целью определения достоверности математического моделирования.
7 Формулировка рекомендаций к основным техническим решениям для создания опытно­
промышленных образцов ИТП.
К научным результатам работы, несомненно, следует отнести научно обоснованные
принципы создания специальных индукционных печей с управляемым электромагнитным
воздействием на расплавленный металл; комплекс математических моделей на основе дета­
лизированных электрических, магнитных и тепловых схем замещения для исследования
процессов в ИТП в статических и динамических режимах; методику расчета систем питания
многосекционных индукторов; рекомендации по синтезу энергоэффективных конструкций
специальных одно- и многоиндукторных тигельных печей.
Достоверность научных результатов подтверждается использованием методов иссле­
дования теории электрических машин и теории цепей, метода эквивалентных тепловых схем
замещения, методов конечных разностей и конечных элементов, адекватностью примененно­
го математического аппарата в пакетах Mathcad и MATLAB, математическим моделировани­
ем с помощью пакетов Elcut и Comsol Multiphysics и экспериментальными исследованиями с
применением лабораторных и опытно-промышленных установок.
Практическая значимость результатов работы определяется созданием программных
средств и методик, обеспечивающих реализацию научных положений диссертационной ра­
боты:
- алгоритм и программное обеспечение для расчета электромагнитных процессов в
ИТП с кусковой загрузкой на начальной стадии плавки;
- алгоритм расчета сил, воздействующих на жидкий металл в тигле ИТП;
- программное обеспечение для исследования формы свободной поверхности металла
с учетом одновременное вращения ванны и движения в плоскости продольного сечения ван­
ны;
- комплекс программных средств для математического моделирования электромагнит­
ных и тепловых процессов в индукционном комплексе на основе одно- и многоиндукторных
ИТП специального технологического назначения;
- методика и программное обеспечение для расчета компенсации реактивной мощно­
сти многосекционной индукционной.
Практическая реализация научных достижений диссертанта Фризена В.Э. эффективно
осуществлена:
- в создании лабораторных моделей ИТП специального технологического назначения;
- в разработке и проектировании энергоэффективных индукционных печей, установок
для индукционного нагрева составных заготовок в производстве сверхпроводящих проводов,
турбоиндукционных печей ЗАО «РЭЛТЕК» (г. Екатеринбург);
- в исследовании установки для индукционного нагрева отработавших тепловыделяю­
щих сборок ядерных реакторов ОАО «СвердНИИхиммаш» (г. Екатеринбург);
- в учебном процессе УрФУ.
Основное содержание диссертационной работы полностью отвечает цели и задачам и
включает:
- в первой главе обзор индукционных печей специального технологического назначе­
ния с раздельными и совмещенными преобразователями электрической энергии в тепловую
и механическую энергию движения расплава; режимов работы установок индукционного на­
грева;
- во второй главе классификацию, описание и создание различных математических
моделей для исследования электромагнитных, тепловых и гидромеханических процессов в
ИТП;
- в третьей главе исследование индукционных комплексов с различными схемами
включения индукторов;
- в четвертой главе исследование динамических режимов работы ИТП в комплексе с
источником питания - полупроводниковым преобразователем частоты и системой управле­
ния процессом плавки;
- в пятой главе описание, расчет и сравнительный анализ экспериментальных и теоре­
тических характеристик установок, созданных на различных предприятиях и в лабораториях.
Основные результаты диссертации опубликованы в 94 работах, включая 22 в изданиях,
рекомендованных ВАК. Они обсуждались на международных конференциях и одобрены ве­
дущими специалистами.
По автореферату диссертационной работы Фризен Василия Эдуардовича «Индукцион­
ные комплексы для инновационных электрометаллургических технологий» имеется сле­
дующие замечания.
1 В автореферате отсутствует обоснование моделирования зоны загрузки набором объ­
ектов цилиндрической, а не какой-либо другой формы.
2 В автореферате не указана связь диаметра элементарного цилиндра din с текущим ра­
диусом, что затрудняет радиальное сопряжение слоев в общую схему замещения.
3 В автореферате не отражено влияние концевых эффектов в индукторе с аксиальным
бегущим полем на величину электромагнитной силы.
4 В автореферате не показана верификационная картина электромагнитной модели на­
гревательной части на основе Т-образных и детализированных схем замещения с полевыми
методами, что затрудняет оценку точности модели.
Несмотря на указанные замечания, в целом диссертационная работа Фризен В.Э. явля­
ется законченной самостоятельной научно-исследовательской работой, выполненной на вы­
соком научно-теоретическом уровне, в которой решена важная народно-хозяйственная про­
блема создания энергоэффективных конструкций электротехнологических устройств для ин­
дукционной плавки с электромеханическим перемешиванием металла.
Диссертационная работа «Индукционные комплексы для инновационных электроме­
таллургических технологий» отвечает требованиям Положения ВАК о порядке присуждения
ученых степеней и присвоения ученых званий, а ее автор, Фризен Василий Эдуардович, за­
служивает присуждения ученой степени доктора технических наук по специальности
05.09.10 - Электротехнология.
Доктор технических наук, профессор
каф. «Электроэнергетические системы и электротехника»
Новосибирской государственной академии водного транспорта
Почтовый адрес: 630099, г.Новосибирск,
ул. Щ етинкина, 33 ФБОУ ВПО «НГАВТ»
Елшин Анатолий Иванович
3
т