Индукционная установка для нагрева ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности поддержания режима нагрева путем учета изменения удельного сопротивления нагреваемого изделия. Для достижения цели сигнал с первого блока деления 5, пропорциональный сопротивлению системы индуктор-изделие через блок переключения 6 направляется в запоминающий блок 7 и во второй блок деления 9, в котором формируется сигнал, пропорциональный относительной величине полного сопротивления системы индуктор-изделие, который и является сигналом управления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„154 (51) 5 Н 05 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,(21) 4443871/24-07 (22) 20.06.88 (46) 30.01.90. Бюл. М 4

:(71) Московский энергетический институт (72) А.Е.Кувалдин, А.И.Нечаев, Y..Â.Tèòoâ и Д.С.Мещеряков (53), 621.365.52 (088.8) (56). Электрооборудование и автоматика электротермических установок:

Справочник/Иод ред. A.П.Альтгаузвна и др. — М.: Энергия, 1978 с.213-,217.

Авторское свидетельство СССР

1 1350847, кл. H. 05 В 6/06,,1986, (54) ИНДУКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

НАГРЕВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

2 (5/) Изобретение относится к электротехнике..Цель изобретения — повышение точности поддержания режима нагрева путем учета изменения удельного сопротивления нагреваемого изделия. Для достижения цели сигнал с первого блока деления 5, пропорциональный сопротивлению системы индуктор-изделие через блок переключения б направляется в запоминающий блок 7 и во второй блок деления 9, в котором формируется сигнал, пропорциональный относительной величине полного сопротивления системы индуктор-изделие,,который и является сигналом управления. 2 ил.

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использова-! но при нагреве феррома:.-нитных иэделий.

Цель изобретения — повышение точности поддержания режима нагрева путем учета изменения удельного сопротивления нагреваемого иэделия„

На фиг,l представлена структур ная схема устройства; иа фиг.2 — схе-! ма запоминающего устройства.

Индуктор 1 подключен к источнику

2 питания через датчик 3 тока, Выходы датчика 3 тока и датчика 4 соединены с входами первого блока 5 деления, выход которого подключен к, силовому входу блока 6 переключения.

Переключаюший вход блока 6 переклю" чения связан с управляющим входом за. поминающего блока 7, а сбрасывающий— !

ic выходом блока 8 сравнения.. Вход

lзапоминающего блока 7 "вязан с вторым выходом блока 6 переключения, выход †.со вторым входом второго бло1 ка 9 деления, первый вход которого соединен с первым выходом блока 6 переключения, а выход — с вторым входом блока 8 сравнения, Вход функционального преобразователя 10 со степенной характеристикой вход-выход подключен к выходу да=чика 3 тока, а выход — к второму входу сумматора 11 связанного первым входом с выходом задатчика 12, а выходом— с первым входом блока 8 сравнениям Управляющий вход источника 2 питаi ния соединен с выходом регулятора 13 режима, к входу которого подключен выход блока 8 сравнения.

Запоминающее устроиство 1 состоит из аналого-цифрового преобразователя (rilgl) 14, регистра 15, соединенного выходом с входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП ) 16, входом — с первым выходом АЦ11 14, а управляющими входами — с выходами одновибратора 17 и блска 18 задержки. Вход блока 18 задержки связан с выходом одновибратора 17, вход которого соединен с вторым выходом АЦП

14. Входом запоминающего устройства

7 является вход АЦП 14, выходом— выход ЦАП 16, а управляющим выходом— выход с блока 18 задержки.

Работа устройства основана на сл дующих зависимостях.

Известно, что удельное электрическое сопротивление ферромагнитных

Z/Zgp = 0,74+0,034 ° x (— О, 1 17

145 1 х + О, 037 х ° х, х — О, 40 где Z,Zgp величина полного сопротивления индукционной системы при данной температуре изделия и при 50 С соответственно; кодированное значение температуры изделия, изменяющейся в пределах от .50 до 200 С; кодированное значение хл

50.. напряженно сти ма гни тно го поля, изменяющейся в пределах (5-25) ° 10 А/M/; кодированное значение отношения внутреннего диаметра индуктора clt к внешнему диаметру заготовки

d (1 14 = о

55 сталей, корню квадратному из которого пропорционально сопротивление нагреваемого изделия, зависит от

5 содержания углерода и других элементов, а также от предыдущей термической и механической обработки.

Поэтому при управлении режимами работы установок индукционного нагрева ферромагнитных заготовок, использующих в качестве параметра управления сопротивление индукционной системы, могут возникать значительные погрешности вследствие отклонения удельного электрического сопротивления нагреваемых заготовок от номинального значения как в одной, так и в раз— ных партиях однотипных изделий.

Для снижения влияния удельного электрического сопротивления изделия на точность регулирования режима нагрева предлагается использовать в качестве параметра управления относительную величину полного сопротивления индукционной системы, принимая в качестве базисной величины полное сопротивление системы в начале нагрева.

Зависимость относительной величины полного сопротивления цилиндрик ческой индукционной системы от температуры нагреваемого изделия, тока индуктора и отношения диаметров индуктора и изделия, полученная экспери—

I ментальным путем, может быть представлена следующим выражением:

ОО35

6 ле

10

5С

5

154

Кодированные (нормированные ) значения факторов вычисляются по формуx;-(x -õ /х -х

I 1ср 1 ср 1 дд и где Х; — среднее значение;

Х;„„, — максимальное значение.

Как видно из приведенной зависимости, относительная величина полного сопротивления может быть использована в качестве параметра управления.

Установка работает следующим образомм.

При подаче напряжения от источни- ка 2 питания на индуктор 1, в цепи последнего. начинает протекать ток.

Сйгналы с датчиков 3 тока и напряжения на индукторе 4 поступают на входы первого блока 5 деления, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный полному сопротивлению индукционной системы, который поступает на вход блока 6 переключения. С второго выхода блока 6 переключения сигнал поступает на вход запоминающего блока 7. В запоминающем блоке 7 сигнал поступает на вход

АЦП 14. По преобразованию аналогового сигнала в цифровой код с второго выхода АЦП 14 на одновибратор

17 поступает сигнал, который, в свою очередь, вырабатывает импульсный сигнал, поступающий на управляющий вход регистра 15, очищая его от ранее записанной информации, и одновременно в в блок 18 задержки, с которого через время, необходимое для очищения регистра 15, поступает импульсный сигнал на второй управляющий вход регистра 15, разрешающий запись в него информации, поступающей с первого выхода АЦП 14. С выхода регистра 15 информация поступает в ЦАП 16, на выходе которого, являющегося выходом запоминающего блока 7, формируется аналоговый сигнал„ пропорциональный полному сопротивлению индукционной системы в начале нагрева, который поступает на вход второго блока 9 деления. Одновременно с импульсным сигналом, разрешающим запись ин- формации в регистр 15, с выхода блока 18 задержки, являющегося управляющим выходом запоминающего блоблока 7, поступает сигнал на пере15

40 ключающий вход блока 6 переключения, который осуществляет подключение

-сигнала с первого блока 5 деления к первому входу второго блока 9 деления и одновременно отключение его от входа запоминающего блока 7. Таким образом, на выходе второго блока 9 деления формируется сигнал, пропорциональный относительной величине полного сопротивления индукционной системы при использовании в качестве базисного значения величины полного сопротивления в начале нагрева, который поступает на второй вход блока 8 сравнения. На первый вход блока 8 сравнения поступает сигнал с выхода сумматора 11, где происходит алгебраическое суммирование сигнала от задатчика 12 режима и сигнала, поступающего от функционального преобразователя 10, вход которого соединен с датчиком 3 тока. Влок 8 сравнения при равенстве сигналов на его входах вырабатывает сигнал, который поступает в регулятор 13 режима, осуществляющий управление источником

2 питания. Одновременно с этим с бло ка 8 сравнения поступает сигнал на сбрасывающий вход блока 6 переключения, приводящий его в исходное состояние.

При использовании устройства его технико-экономическая эффективность определяется повышением точности регулирования режима нагрева ферромагнитных изделий, уменьшением технологического времени, необходимого для настройки системы, что повышает качество нагреваемых изделий и уменьшает непроизводительные затраты времени.

Формула изобретения

Индукционная установка для нагрева ферромагнитных изделий, содержащая индуктор, подключенный к источнику питания, снабженному регулятором режима, связанным с выходом блока сравнения, к первому входу которого подключен выход сумматора, соединенного первым входом с задатчиком, а вторым — с выходом функционального преобразователя со степенной характеристикой вход-выход, вход которого связан с выходом датчика тока индуктора, подключенного к первому

)540035

Составитель О.Турнак

Редактор Л.Пчолинская Техред g.дицык Корректор О,Кравцова

Заказ 233 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 входу первого блока деления, второй вход которого соединен с выходом дат чика напряжения индуктора, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью пОвышения точности поддержания режима нагрева путем учета изменения удельного сопротивиения нагреваемого иЭделия, в нее дополнительно введены запоминающий блок, второй блок д ения и блок переключения, к силов му выходу которого подключен выход первого блока деления, первый вы-. ход которого соединен с первым входом второго блока деления непосредственно, а с вторым — через запоминающий блок, выход второго блока деления подключен к второму входу блока сравнения, выход которого соединен со сбрасывающим входом блока переключения, к переключающему входу которого подключен управляющий выход запоминающего блока.