Индукционная нагревательная установка

 

Союз Советскнл

Соцналнстнческнк

Республик

И С А Н И Е <»»00iS>O

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 } ) Допол интел ьное к а вт. с вид- ву (22)Заявлено 05.11.81 (21) 3352381/24-07 (5 t ) M. Кл. с присоединением заявки №

Н 05 В 6/06

Гесударстееввый кемктет (23) Приоритет

Опубликовано 28. 02. 83 Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 0 1. 03 . 83

СССР. до делам лзабретеннй и атлрмтий (53) УДК621 365 ° . 52 (088. 8) A.Â. Голицын, С.В. Сельский, Л.Н. Мазн ef:р и Н.П; Звозников ;тт-, ; f

Он р--.

М (,, р

У

Научно-производственное объединение по технологияия машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к электро термии и касается вопросов регулирования коэффициента мощности индук ционных нагревательных установок.

Известны устройства для автоматического управления электрическим режимом индукционной нагревательной установки, содержащие блоки измерения и регулирования соя Ч силового колебательного контура установки, исполнительные элементы коммутации конденсаторных батарей этого контура, линейные коммутирующие элементы, осуществляющие подключение контура к источнику питания, пусковой источник электроэнергии,. подсоединенный к силовому колебательному контуру через дополнительные коммутирующие элементы, управляемые логическим блоком, вход которого связан с указанным блоком измерения коэффи20 циентов мощности 1 ).

Недостатком известных устройств является наличие пусковых токов в

2 моменты коммутации компенсирующих емкостей, поскольку не учитывается величина тока, связанного с фазовым углом.

Известна индукционная нагревательная установка, содержащая источник питания, связанный с колебательным контуром, образованным параллельно соединенными индуктором и конденса" торной батареей, сосотоящей из двух секций, первая из которых соединена с индуктором постоянно, а вто" рая - через коммутирующую аппаратуру, и регулятор коэффициента мощности, содержащий два трансформатора то" ка, вторичную обмотки которых соединены с входами датчика реактивного тока, связанного с выходом через регулирующий элемент с указанной коммутирующей аппаратурой, колебательный контур соединен с источником питания через первичную обмотку одного из трансформаторов тока, а первичная обмотка второго трансформато

1001510

30 эз

3 ра тока включена последовательно с первой секцией конденсаторной батареи t 2J.

Недостаток известного устройства состоит во взаимовлиянии колебательных контуров нескольких индукционных установок при местном нагреве одного крупногабаритного изделия, когда мощности одной установки недостаточно, В особенности взаимовлияние имеет место при коммутации компенсирующих емкостей при работе смежной установки.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является индукционная нагревательная установка,, содержащая по меньшей мере два, снабженных датчиками тока, регулируемых источника питания, параллельно каждому из которых подключен параллельный колебательный контур, выполненный из индуктора и двух секций конденсаторной батареи, одна из которых, снабженная датчиком тока, соединена с индуктором непосредственно, а вторая - через коммутирующий элемент, и на каждый контур — датчик реактивного тока, входы которого соединены с выходами датчика тока источника питания и датчика тока секции конденсаторной батареи, а выход - с входом блока управления коммутирующего элемента (3 ).

Недостатки известной установки заключаются в наличии субьективного фактора при коммутации компенсирующих емкостей, необходимости отключения установки в момент коммутации и, как следствие, падении температуры нагреваемого изделия. Все эти факторы снижают надежность работы индукционной установки.

4 денсаторной батареи, одна из которых, снабженная датчиком тока, соединена с индуктором непосредственно, а вторая - через коммутирующий элемент, и на каждый контур — датчик реактивного тока, входы которого соединены с выходами датчиков тока источника питания и датчика тока секции конденсаторной батареи, а выход - с входом блока управления коммутирующего элемента, секции конденсаторной батареи, непосредственно связанные с индукторами, снабжены датчиками нулевого значения тока с задержкой выходного сигнала, а установка - общим для всех контуров элементом совпадения, входы которого подключены к выходам датчиков нулевого значения, а выходы - к дополнительным входам блоков управления.

Кроме того, блок управления содержит нуль-орган, выходы которого. соединены со счетными входами реверсивного счетчика импульсов, связанного выходом с исполнительным блоком, причем входом блока управления служит вход нуль-органа, дополнительным входом — тактовый вход счетчика, а выходом — выход исполнительного блока.

На фиг. 1 представлена функциональная схема установки для местного нагрева одного крупногабаритного изо делия двумя индукторами с автоматическим управлением компенсации реактивной мощности с помощью одного общего регулятора; на фиг. 2 - cxe" ма блока управления.

Установка содержит согласно включенные индукторы 1 и 2, каждый из которых образует колебательные кон"туры 3 и ч с конденсаторными батаЦель изобретения - повышение надежности работы индукционной нагревательной установки путем связанного регулирования коэффициента мощности нескольких колебательных контуров,-индукторы которых расположены близко между собой и индуктивно связаны.

Для достижения этой цели в индук ционной нагревательной установке, содержащей по меньшей мере два, снабженных датчиками тока, регулируемых источника питания, параллельно каждому из которых подключен параллельный колебательный контур, выполненный из индуктора и двух секций кон43

S0

SS реями, состоящими из секции конденсаторов 5 и 6, соединенных с индукто" рами непосредственно и секции конденсаторов 7 и 8 - посредством коммутирующих элементов 9-12. Колебательные контуры 3 и 4 подключены к регулируемым источникам питания 13 и 14 с датчиками 15 и 16 тока в их цепях. В цепях, постоянно соединенных с индукторами конденсаторов, установлены датчики 17 и 18 тока.

Выходы датчиков 15 и 17 (16 и 18 ) тока соединены с датчиком 19 и 20 реактивного тока.

Регулятор 21 коэффициента мощности содержит датчик 22 и 23 нулевого значения токов, с задержкой выходS 10015 ных сигналов на 90 эл. град., введенные каждый в цепи постоянно включенных.конденсаторов 5 и 6 колебательных контуров 3 и 4, а выход каждого соединен с элементом 24 совпаде- > ния, связанного с дополнительными входами блоков 25 и 26 управления коммутирующими элементами 9- 12. Входы блоков 25 и 26 управления соединены с датчиками 19 и 20 реактивно- 0 го тока. Выходы блоков 25 и 26 управления соединены с элементами 9-12.

В качестве объекта нагрева приведено крупногабаритное изделие 27, подвергаемое зональному нагреву пос- 15 ле сварки.

Блок 25 (26 ) управления содержит нуль-орган 28, вход которого связан с датчиками 19 и 20 реактивного тока, а выходы - со счетными входа- 20 ми реверсивного счетчика 29 импульсов, тактовый вход которого соединен с выходом элемента 24 совпадения, а выход — с исполнительным устройством 30. Его выходы соединены с элект- ронными например, тиристорными коммутирующими элементами(9-12), число которых может быть значительно больше.

Установка р.ботает следующим об- 30 разом.

При скомпенсированном контуре 3 (4 ) фазы выходных сигналов датчиков

15 (16 ) и 17 (18) тока сдвинуты на

90 эл. град. и на выходе датчика

19 (20 ) реактивного тока сигнал равен нулю. В процессе работы величина индуктивного сопротивления контура меняется, что приводит к изменению сдвига фзз датчиков тока. На выходе датчика 19 (20) реактивного тока появляется сигнал, при достиже нии определенной величины которого подготавливается к работе блок 25 (26 ). Для "безударного" переключения при нулевых значениях токов компенсирующих емкостей использоваФ .ны электронные (например тиристорные ).коммутирующие элементы 9-12.

В связи с близким расположением ин50 дукторов 3 и 4 на изделии 27 имеет место в аимоиндукция. Следовательно, необходимо согласовывать управление компенсирующими емкостями в обоих контурах 3 и 4. С этой целью в цепи постоянно включенных конденсатоSS ров 5 и 6 введены датчики 22 и 23 нулевых значений токов. Лишь при совпадении по фазе нулевых значений то10 i ков в обоих контурах дается со сдвигом на 90 эл. град, команда на разрешение работы блока 25 (26 ) управления, который подключает или отключает необходимое количество конденсаторов до тех пор, пока токи опять не сдвинутся на 90.эл. град. .Блок 25 (26 ) управления работает следующим образом.

При появлении сигнала от датчика .19 (20 ) реактивного тока, значение которого выше определенной пороговой величины, переключается нуль-орган

28 в положение прибавить (убавить ).

В этом случае нуль-орган подготавливает вход сложения (вычитания ) реверсивного счетчика 29 импульсов, на тактовый вход которого поступают импульсы от элемента 24 совпадения.

При этом, в зависимости от положения нуль-органа 28 счетчик импульсов производит сложение или вычитан е импульсов. Так реверсивный счетчик импульсов управляет работой исполнительного устройства, которое в свою очередь, управляет несколькими коммутирующими элементами.

Таким образом, предлагаемое уст" ройство исключает взаимовлияние колебательных контуров, возникающих в моменты коммутации компенсирующих емкостей, не требует «х отключения от регулируемых источников питания, исключает субъективные факторы оцен" ки коэффициента реактивного тока и оперативности коммутаций конденсаторов. Все эти факторы повышают надежность работы индукционной нагревательной установки, качество нагрева изделия и точность воспроизведения заданной термической кривой.

Формула изобретения

Индукционная нагревательная установка, содержащая по меньшей мере два снабженных датчиками тока регулируемых источника питания, параллельно каждому из которых подключен параллельный колебательный контур, выполненный из индуктора и двух секций конденсаторной батареи, одна из которых, снабженная датчиком тока, соединена с «ндуктором непосредственно, а вторая — через коммутирующий элемент, и на каждый контур - датчик реактивного тока, входы которого соединены с выходами датчи-.

7 10015 ка тока источника питания и датчика тока секции конденсаторной батареи, а выход - с входом блока управления коммутирующего элемента, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности регулирования коэффициента мощности для индуктивно. связанных индукторов, секции конденсаторной батареи, непосредственно связанные с индукторами, 1в снабжены датчиками нулевого значения тока с задержкой выходного сигнала, а установка - общим для всех контуров элементом совпадения, входы ко-. торого подключены к выходам датчиков 15 нулевого значения, а выходы - к до1 полнительным входам блоков управления.

2. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а с я тем, что блок управ- 2в

10 8 пения содержит нуль-орган выходы

I которого соединены со счетными. входами реверсивного счетчика импульсов, связанного выходом с исполнительным блоком, причем входом блока управления служит вход нуль-органа, дополнительным входом — тактовый вход счетчика, а выходом - выход исполнительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 2 15359, кл. H 05 B 5/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

N 680204, класс Í 05 Е У04, 1976.

3. Схема электрическая индукционной нагревательной установки для отжига сварных швов фирмы "Elphiac", черт. 50-18/51178, 1979.

1001510

9,10 (//t8)

Составитель О. Турпак

Редактор Е, Кинив Техред Ж.Кастелевич КорректорВ. Бутяга

Заказ 1 5 /7 Тираж 43 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И ОЯд Москва Ж-Ц Раушская наб.д д. 4/5 филиал ППП- "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,