Устройство для регулирования режима нагрева в индукционной установке

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Применение датчика 6 температуры индуктора и датчика 2 тока индуктора, блока умножения позволяет учесть потери в индукторе 1 и соответственно откорректировать заданное значение дозы энергии. Наличие датчика 5 температуры изделия и сумматора корректирует дозу энергии в зависимости от начальной температуры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 05 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ Дь

CO 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4357729/24-07 (22) 04.01.88 (46) 30,07.89. Бюл. У 28 (71) Московский энергетический институт (72) А.Б.Кувалдин, А.П.Образцов, Б.В.Кольцов, А.Н.Нечаев и Н.Б.Миронова (53) 621.365.52(088.8) (56) Электрооборудование и автоматика электротермических установок. Справочник. М.: Энергия, 1978, с. 214215.

Авторское снидетельство СССР

Ф 396394, кл. Н 05 В 1/02, 1973.

Йэобретение относится к электротермии и может быть использовано в областях техники, где применяется индукционный нагрев.

Цель изобретения — понышение точности регулирования.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2блок команд. устройство содержит индуктор Iý, подключенный к источнику питания через датчик 2 тока и блок 3 счета электроэнергии, выход которого соединен с первым входом блока 4 сравнения. Устройстно также снабжено датчиком 5 температуры изделия, датчиком

6 температуры индикатора и блоком команд 7. Для дозирования энергии предназначены преобразователь 8 напряжения — частота, счетчик 9, блок 10 умножения, квадратор 11, масштабирующий преобразователь 12, аналого-циф„„Я0„„1497770 а1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЖИМА НАГРЕВА В ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение точности регулирования. Применение датчика 6 температуры индуктора и датчика 2 тока индуктора, блока

1 умножения позволяет учесть потери в индукторе 1 и соответственно откорректировать заданное значение дозы энергии, Наличие датчика 5 температуры изделия и сумматора корректирует дозу энергии н зависимости от начальной температуры. 2 ил. роной преобразователь (АЦП) 13, сумматор 14 и задатчик 15 дозы энергии.

В блоке 7 команд прямой выход

RS-триггера 16 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 17 и И 18, инверсный выход через элемент НЕ 19 с первым входом элемента И 20, второй вход которого соединен с входом эле.мента И-НЕ 17. S-вход RS-триггера

16 связан через контакты кнопки с плюсом источника постоянного напряжения и внешним управляющим контактом, R-вход — с выходом элемента

И 18. Выход элемента И 20 соединен со вторым управляющим входом аналогоцифрового преобразователя 13 второй выход которого связан со вторым входом элемента И-НЕ 17, с блоком 21 задержки и через элемент НЕ 22 с первым входом элемента И 23, второй нход которого соединен с выходом блока 21 задержки. Первые входы эле3 149777 ментов И 24 и 25 соединены с выходом блока 21 задержки, вторые входы — с выходом блока 4 сравнения. Выход элемента И 25 соединен с вторым вхо5 дом элемента И 18, выход элемента

И 24 — с входом блока 26 отключения, выход которого является одним иэ выходов устройства, вторым выходом устройства является выход блока 27 включения, вход которого соединен с выходом блока 21 задержки. Выход элемента И 23 связан с входом предустанова счетчика 9 импульсов. Управляющие входы блока 3 счета электроэнергии и аналого-цифрового преобразователя 13 связаны с инверсным выходом RS-триггера 16 °

Устройство работает следующим образом. 20

По сигналу на включение нагрева, формируемому в блоке 7 команд вручную или от внешнего контакта, на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 13 блока задания ве- 25 личины дозирования энергии поступает сигнал, разрешающий его работу. По преобразованию аналогового сигнала, поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя 13 с выхода сумма- ЗР тора 14, в цифровой код в блок 7 команд поступает сигнал, по которому блок 7 команд вырабатывает команду на запись в счетчик 9 импульсов предварительной информации, соответствую- 35 щей количеству полезной энергии, необходимой для нагрева изделия от начальной до заданной температуры, которая поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя,и через выдерж-40 ку времени, необходимого для записи числа в счетчик 9 импульсов, команду на включение нагрева на внешнее коммутирующее устройство источника питания, Блок 3 счета электроэнергии (при 45 протекании тока в цепи индуктора) осуществляет регистрацию потребляемой электроэнергии, при этом информация на выходе имеет цифровой код. Одновременно в счетчик 9 импульсов поступают с преобразователя 8 напряжение частота импульсы, соответствующие энергии потерь в индукторе, так как в блоке 10 умножения сигнал, пропорциональный температуре индуктора, а следовательно, и его сопротивление умножается на сигнал, пропорциональный квадрату тока индуктора, где они суммируются с предварительно записан0

4 ной информацией. В блоке 4 сравнения происходит сравнение состояний блока

3 счета электроэнергии и счетчика 9 импульсов блока задания величины дозирования энергии и при равенстве состояний последних вырабатывается сигнал, поступающий в блок 7 команд, формирующий сигнал на внешнее коммутирующее устройство на отключение индуктора от источника питания и сигналы на приведение устройства в исходное состояние (обнуление" информации на выходе блока 3 счета электроэнергии и на выходе аналого †цифрово преобразователя 13), Устройство снова готово к работе, Задание величины полезной энергии, необходимой для нагрева иэделия от на вуальной до заданной температуры, происходит следующим образом. Сигнал от датчика 5 температуры иэделия поступает в сумматор 14, где он алгебраически суммируется с сигналом от задатчика 15 дозы полезной энергии, который задает количество полезной энергии, необходимой для нагрева изделия от базовой до заданной температуры, Величина аналогового сигнала с задатчика 15 полезной энергии зависит только от конечной температуры нагрева изделия. Таким образом, на выходе сумматора 14 формируется аналоговый сигнал, пропорциональный необходимому количеству энергии для нагрева изделия от начальной до заданной температуры. Далее сигнал с сумматора 14 поступает в аналого-цифровой преобразователь 13, где он по приходу разрешающей коман-. ды преобразуется в цифровой код, после чего (также по приходу разрешающей команды) происходит запись этой информации в счетчик 9 импульсов, Изменение начальной температуры изделия автоматически приводит к чзменению величины сигнала с датчика 5 температуры изделия, что соответственно приводит к изменению снгнапа на выходе сумматора 14 и цифрового кода на выходе аналого-цифрового преобразователя 13, т.е. к изменению предварительной информации, записываемой в счетчик 9 импульсов, перед подачей напряжения на индуктор. Таким образом, происходит учет изменения величины дозирования энергии при снижении или увеличении начальной температуры изделия.

1497770

Электрические импуль< ы, пропорцио— нальный энергии потерь в индукторе, поступающие на счетный вход счетчика

9 импульсоь, формируются следующим

5 образом. Сигнал с датчика 2 тока, пропорциональный току индуктора, поступает в квадратср 11, с выхода которого сигнал, пропорциональный квадрату сигнала на входе, подается на первый вход блока 10 умножения, на второй вход которого поступает сигнал с масштабирующего преобразователя 12, связанного с входом с выходом датчика

6 температуры индуктора. С выхода блока 10 умножения сигнал, пропорциональный мощности потерь, поступает в преобразователь 8 напряжение — частота. Таким образом, на выходе преоб— раэователя 8 напряжение — частота 20 формируются импульсы, количество которых пропорционально энергии потерь в индукторе ° llри изменении температуры индуктора, что ведет к изменению его активного сопротивления, меняется 25 сигнал с датчика 6 температуры индуктора, что приводит к изменению выходного сигнала с масштабирующего преобразователя 12 и с блока умножения

l0, что приводит к изменению частоты 30 следования импульсов на выходе преобразователя 8 напряжение — частота °

Таким образом осуществляется автоматический учет изменения сопротивленитт индуктора вследствие изменения его температуры, что ведет к более точному определению энергии потерь в индукторе, Команды в блоке 7 команд формируются следующим образом. При подаче на S — вход RS-триггера 16 импульса положительной полярности от источника постоянного напряжения через контакты кнопки SB или от внешнего контакта на прямом выходе КЯ-триггера 45 появляется сигнал, который через элемент И-НГ 17 и И 20 поступает в аналого-цифровой преобразователь 13 и дает разрешение на его работу. Элемент 11 20 исключает ложную команду íà 50 разрешение работы аналого-цифрового преобразователя 13 при отсутствии команды на включение устройства Hà S входе КБ-триггера 16. По преобразованию аналогового сигнала в цифровой 55 с анапого-цифрового пр образователя

l3 поступа:-т сигнал на элемент И-НЕ

17, который изменяет его состояние на выходе на противоположное и тем самым снимает сигнал на выходе элемента И 20, т.е. запрещает дальнейшую работу, Одновременно этот же сигнал с аналого-цифрового преобразователя 13 поступает на элемент И 23 и в блок 21 задержки. Появившийся на выходе элемента И 23 сигнал поступает в счетчик 9 импульсов и дает команду на запись в него предварительной информации. Через выдержку времени, необходимую для записи числа в счетчик 9 импульсов, на выходе блока 2! задержки появляется сигнал, поступающий через элемент НЕ 22 на вход эпемента И 23, тем самым прекращая запись в счетчик 9 импульсов предварительной информации и подготавливая его к работе. Одновременно сигнал с блока 21 задержки поступает блок 27 включения, дающий команду на коммутирующее устройство источника питания на включение нагрева. При поступлении сигнала с блока 4 сравнения об окончании нагрева через элемент И 24 в блок 26 отключения, последний вырабатывает сигнал на внешее коммутирующее устройство источника питания на выключение нагрева. Одновременно этот же сигнал с блока 4 сравнения через элементы И 25 и И 18 поступает на R-вход RS-триггера 16, тем самым возвращая его в исходное состояние. Сигнал, снимаемый с инверсного выхода RS-триггера 16, поступает в аналого-цифровой преобразователь

l3 и блок 3 счета электроэнергии, приводя их в исходное положение. Элементы И 24, И 18 и И 25 используются для исключения ложных команд.

Использование предлагаемого устройства повышает точность регулирования темттературы нагрева, в результате чего достигается значительная экономия электроэнергии.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Устройство для регулирования режима нагрева в индукционной установке, содержащее блок счета электроэнергии, потребляемой индуктором установки, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, связанного выходом с первым входом блока команд, задатчик дозы энергии и датчик температуры изделия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ре1 улирования, в

1497770 устройство введены датчики температуры и тока индуктора, масштабирующий преобразователь, блок умножения, квадратор, преобразователь напряжение — частота, счетчик, аналого-цифровой преобразователь и сумматор, выход датчика температуры индуктора через масштабирующий преобразователь подключен к первому входу блока умно- 1Q жения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока индуктора через квадратор, а выход через преобразователь напряжение — частота со счетным входом счетчика, выход которого 15 подключен к второму входу блока сравнения, управляющий вход — к первому выходу блока команд, а вход иредустанова счетчика соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого соединен с вторым входом блока команд, управляющие входы — с вторым и третьим выходами блока команд, а вход — с выходом сумматора, к входам которого подключены выходы задатчика дозы энергии и датчика температуры иэделия, причем четвертый выход блока команд связан с управляющим входом блока счета электроэнергии, а пятый и шестой предназначены для подключения к управляющим входам коммутирующего устройства источника питания.

К1

Составитель О.Турпак

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Редактор А.Ревин

3акаэ 5947 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, у . р

11 1! л. Гага ина 101