Устройство для измерения полезной мощности индуктора
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬССТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25,1278 (21) 2700030/26-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
G 01 R 21/08 (осударственный комитет
СССР но аелам изобретений н открытий
Опубликовано. 23.11.80. Бюллетень ((о 43
Дата опубликования описания 25.11.80 (53) УДК 621 317 . 78. 785 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В. П. Стрельников и В. М. Опре
Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ
МОЩНОСТИ ИНДУКТОРА
Изобретение относится к измери- подводящих шин индуктора и имеющим тельным устройствам и предназначено зазор, датчик напряжения — провода, для использования в высокочастотных присоединенные "к тбкоподводящим шинам установках, преимущественно, для свар- - индуктора; и ваттМетр = датчик Холла, . ки труб с индукционным подводом TQI Известно устройство для измерения 10 мощности устройство содержит второй, активной мощности высокочастотных соединенный встречно-последовательно индукторов, содержащее ваттметр, с первым, датчик Холла, также располоимеющий токовые и потенциальные клем- женный в зазоре магнитопровода, примы, и датчики тока и напряжения индук- чем к потенциальйым клеммам его "притора, выходные клеммы которых присое- 1$ соединена вторичная обмотка трансфординяют к соответствующим клеммам - "-матора тока" 2). ваттметра (13. Сигнал на.выходе первого датчика Недостатком устройства является Холла этого устройства пропорционален то,;что оно измеряет лишь подводимую произведению мгновенных значений нак ийдуктору мощность, являющуюся сум- 20 пряжения и тока индуктора, а на выхомой полезной мощности и мощности по- де второго — квадрату мгновенного терь в индукторе и других проводящих — значения тока индуктора. Низкочастоттелах, находящихся в его магнитном ная составлйющая разйосги этих" сигнапбле. лов, выделяемая фильтром низкой часНаиболее близким техническим ре- 25 тоты, при соответствующем подборе шением к изобретению является устрой- коэффициентов пропорциональности и ство для измерения мощности индукто- при условии постоянства собственного ра, содержащее датчик тока — транс- активного сопротивления- индуктора форматор тока с ферритовым магнито- оказывается пропорциональной полезной проводом, охватывающим одну из токо- 30 мощности индуктора, т.е. всей активиой ?81706 Формула изобретения 55 65 мощности, передаваемой нагреваемому †телу. Но при нагреве тел с изменяющимися электрическими и магнитными свойствами, формой, размерами или положением их относительно индуктора, собственное активное электрическое сопротивление индуктора, в силу влияния нагреваемого тела на распределение тока в индукторе не остается строго постоянным, что вносит погрешность в работу устройства. Кроме того в магнитном поле индуктора могут находиться посторонние тела (например, элемент конструкции), мощность нагрева которых должна быть отнесена к потерям, устройство же реагирует на нее как на полезную. И наконец, существуют случаи, когда полезной мощностью следует считать только часть мощности, передаваемой нагреваемому телу (например, при высокочастотной сварке труб), когда из всей мощности нагрева трубной заготовки полезной (т.е. определяющей течейие технологического процесса) является мощность нагрева кромок. Цель изобретения — повышение точности измерения полезной мощности индукционного нагрева свариваемых кромок трубной заготовки при высокочастотной сварке труб. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения полезной мощности индуктора,содержащее датчик тока индуктора, ваттметр, токовые клеммы которого присоединены к выходным клеммам датчика тока, дополнительно введена измерительная катушка, расположенная между индуктором и его магнитопроводом и охватывающая магнитопровод, причем магнитопровод и индуктор расположены с разных сторон от кромок трубной заготовки, а концы измерительной катушки присоединены к потенциальным клеммам ваттметра. На фиг. 1 представлена схема расположения катушки и соединений элементов устройства в установках для высокочастотной сварки труб с охватывающим индуктором с внутренним магнитопроводом, на фиг. 2 — то же, в установках для высокочастотной сварки труб с внутренним индуктором и Bíeøним магнитопроводом. Устройство для измерения полезной мощности индуктора содержит,ваттметр 1, датчик 2 тока индуктора, измеритель®ую катушку 3, охватывающую магнитопровод 4 и присоединенную к потенциальным клеммам 5 и б ваттметра 1, токовйе клеммы 7 и 8 которого присоединены к датчику 2 тока. Устройство для измерения полезной мощности работает следующим образом. Часть магнитного потока индуктора 9, которая проходит через щель, образованную кромками 10, сцепляется с измерительной катушкой 3, если ак5 35 сиальное положение ее на магнитопро. воде 4 определяется иэ условия максимальности напряжения на катушке 3 при постоянстве напряжения на индукторе 9. При этом вследствие того, что эта часть потока содержит в себе поток, проходящий через тело кромок трубной заготовки, и не содержит потока, проходящего через тела индуктора и цилиндрической части 11 трубной заготовки, напряжение на катушке оказывается сдвинутым по фазе относительно тока в индукторе на угол, обусловленный только активной мощностью, поглощаемой кромками, и не зависящий от активной мощности потерь в индукторе и мощности нагрева цилиндрической части трубной заготовки. Произведение мгновенных значений тока индуктора и напряжения на измерительной катушке„ равно мгновенному значению мощности, передаваемой в ту часть пространства, которую занимает "полезный" магнитный поток. Активная часть этой мощности, т.е. низкочастотная (в частном случае, постоянная) составляющая указанного произведения есть мощность, поглощаемая упомянутой частью пространства. Поскольку в этой части пространства телами, поглощающими мощность, являются кромки трубной заготовки и магнитопррвод, то полученная активная мощность равна мощности нагрева этих тел. Мощность нагрева магнитопровода, по сравнению с мощностью нагрева .кромок, пренебрежимо мала, так что указанная активная мощность равна полезной мощности. Предлагаемое устройство позволяет получить сигнал, пропорциональный мощности нагрева кромок, которая является основным параметром режима высокочастотной сварки. Использование устройства позволяет решить задачу автоматизации трубосварочных станов, являющуюся необходимым условием повы,шения их производительности и качества сварки. Устройство для измерения полезной мощности индуктора, содержащее датчик тока индуктора, ваттметр, токовые клеммы которого присоединены к выходным клеммам датчика тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения полезной мощности индукционного нагрева свариваемых кромок трубной заготовки при высокочастотной сварке труб, дополнительно введена измерительная катушка, расположенная между индуктором и егo магнитопроводом и охватывающая маг-нитопровод, причем магнитопровод я индуктор расположены с разных < торов от кромок трубной заготовки, а «::ип.- 781706 Составитель А. Филатова Редактор Г. Шишкин Техред A.A÷ . Корректор Н. Швыдкая Тираж 1019 Подписное HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8121/48 Фили л ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерительной катушки присоединены к потенциальным клеммам ваттметра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ГДР Р 63818, кл. 21 е 36/01, 20.09.68. 2. Авторское свидетельство СССР Р 284162, кл. G 01 К 21/08, 06. 11. 69.
