Индукционная методическая нагревательная установка

 

ШДУКЦИОННАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ, НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая двухслойный ивдуктор с неподвижной , внутренней и подвижной наружной кагтушками , подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закреплен .ной на неподвижной опоре, а другим с валом .электродвигателя, вход которого соединен с выходом силового преобразователя через замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с каждой из указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвижной катушки, датчик тока, неподвижной катушки,элемент И, счетчик времени и синхронизатор, отличающаяся тем что, с, целью повышения производительности установки путем сокращения времени переходных процессов, она снабжена пороговьгм элементом, блоком сравнения,задатчиком тока и задатчиком времени, вход реле соединен с пыходом элемента И, первый вход которого соединен с задатчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент связан с выходом указанного датчика температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижной катушки через размыкающий контакт реле, выход датчика тока подключен к первому О входу блока сравнения, второй вход , 4 которого соединен с задатчиком тока, ;О СО а выход - с управляющим входом силового преобразователя.

СОЮЭ.СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

413 А (19) (1 1) 4(5l) Н 05 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;; -:

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3338047/24-07 (22) 16.09.81 (46) 30.06.85. Бюл. 9 24 (72) N.H.Áîéêîâ, М.IO.Ëèâøèö, Э. Я. Рапопорт, О. Н. Турпак и Т.Е.Саранча (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбьш ева и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (53) 621.365.52(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 248102, кл. Н 05 В 6/36, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

-Р 1021026, кл. Н 05 В 6/06, 1980, (54)(57). ИНДУКЦИОННАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ, НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая двухслойный индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной ка-тушками, подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной на неподвижной опоре, а другимс валом .электродвигателя, вход кото" рого соединен с выходом силового преобразователя через замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с каждой иэ указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвжкной катушки, датчик тока. неподвижной катушки, элемент И, счетчик времени и синхронизатор, о т л и ч а ю— щ а я с я тем что, с целью повышения производительности установки путем сокращения времени переходных процессов, она снабжена пороговым элементом, блоком сравнения,задатчиком тока и эадатчиком времени, вход реле соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с эадатчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент свяэан с выходом указанного датчика -температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижной катушки через размыкающий контакт реле, выход датчика тока подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком тока, а выход — с управляющим входом силового преобразователя.

1164913

Изобретение относится к управлению технологическим процессом нагрева в индукционной методической установке.

Известна индукционная нагревательная установка, содержащая двухслойный 5 индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушками, источник питания, соединенный с катушками тока неподвижной катушки и датчик температуры (1) .

l0

Однако эта установка не позволяет исключить перегрев заготовок.

Наиболее близкой к предлагаемой по техническому существу является индукционная методическая установка, 55 . содержащая двухслойный индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушками„ подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной на неподвижной опоре, щ а другим — с валом электродвигателя, вход которого соединен с выходом силового преобразователя через замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с .каждой из указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвижной катушки, датчик тока неподвижной катушки, элемент И, счет-. чик времени и синхронизатор j2) .

Недостатком известного устройства является низкая пропзводительпость из-за большого времени переходных процессов.

Цель изобретения - повышение производительности установки путем сокращения времени переходных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что индукционная методическая.нагревательная установка, содержащая двухслойный индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушка- 45 ми, подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной на неподвижной опоре, а другим — с валом электродвигателя, вход которого соединен с выходом" силового пре- 50 образователя через .замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с каждой из указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе непод- 55 вижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвижной катушки, датчик тока неподвижной катушки, элемент И, счетчик времени и синхронизатор, снабжена пороговым элементом, блоком сравнения, задатчиком .тока и задатчиком времени, вход реле соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с задатчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент связан с выходом указанного датчика температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижной катушки через размыкающий контакт реле, выход датчика тока подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком тока, а вь ход — с управляющим входом силового преобразователя.

Автоматическое перемещение подвижнои катушки вдоль неподвижной осуществляется в функции отклонения тока неподвижной катушки от его значения в установившемся режи> .е, позволяет ускорить протекание переходных процессов, связанных с пуском, сменой номенклатуры и т.д., a также снизить отходы в брак за счет перераспределения мощности, выделяющейся соответственно в холодном" и "горячем" металле.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Заготовки дискретно поступают в неподвижную катушку 1, вдоль которой с наружной стороны перемещается катушка 2, установленная .на тележке 3 и жестко соединенная с одной стороны с валом электродвигателя 4, а с другой — с пружиной 5, прикрепленной к неподвижной опоре б. От источника 7 питания (преобразователь частоты

ВПЧ-100)через регулятор 8 напряжение подается на катушку 1, а через регулятор 9 (выполнен аналогично регулятору 8) — на катушку 2. Выход катуш" ки 1 соединен с датчиком 10 температуры (цветовой пирометр типа "Спектропир") через световод, выход датчи". ка l 0 соединен с управляющими входами регуляторов 8 и 9, а также с входом порогового элемента 11, выход которого соединен с входом синхронизатора 12, Выход синхронизатора 12 соединен с входом счетчика .13 времени, выполненного на микросхемах серии Ê15-5. Выход счетчика 13 времени соединен с первым входом элемента

И 14, второй вход элемента И 14 со1164913 ф

3 единен с выходом задатчика 15 времени (выполнен аналогично счетчику 13), а выход соединен с входом реле 16, замыкающий контакт 17 которого соединяет выход силового преобразователя

18, выполненного на базе серийного электропривода ЭТ0-2, с входом электродвигателя 4, а размыкающий контакт 19 соединяет датчик 1О температуры с регулятором 9. Вход силового 10 преобразователя 1 8 соединен с выходом блока сравнения 20 выполненного на операционном усилителе, первый вход которого соединен с задатчиком тока

21, а второй вход с датчиком 22 тока 15 неподвижной катушки 1, расположенным в ее силовой цепи.

Устройство работает следующим образом, Пусть процесс методического нагре- 20 ва, при котором подвижная катушка занимает положение, обозначенное на чертеже пунктиром, являясь по существу второй секцией катушки 1 (при этом контакт 17 реле 16 в цепи силовой преобразователь — двигатель разомкнут, а контакт 19 этого же реле в цепи датчика температуры — регулятор мощности подвижной катушки замкнут), отклонился от установившегося на ЗО столько, что время нагрева выходной заготовки в катушке 1 до заданной температуры превысило установленное время цикла. Тогда синхронизатор 1 2, представляющий собой реле, замыкающее свой контакт в цепи питания счетчика 13 времени при поступлении на вход синхронизатора 12 сигнала с порогового элемента 11, подающегося при достижении температуры выходной 40 заготовки заданной величины, запус- тит счетчик 13 с запозданием, равным превышению времени нагрева выходной заготовки над установленным временем цикла. Одновременно один из контак- 45 тов синхронизатора находится в электрической цепи толкателя и обеспечивает управление им в момент выгрузки выходной заготовки из катушки 1 и загрузки новой. Пока идет выгрузка- 50 загрузка на элементе И производится сравнение выходных коцов счетчика 13 и задатчика 15 которые запускаются одновременно с окончанием выгрузки предшествующей выходной заготовки. 55

Если выходные Моды счетчика 13 и эадатчика 15 не совпадают, происходит включение реле 16, замыкающего свой

1 контакт 17) в цепи преобразователь

18 — электродвигатель 4 и размыкающего контакт 19 в цепи датчик 10— регулятор 9. В зависимости от величины отклонения тока силовой цепи катушки 1 от его значения в установившемся режиме, пропорционального выходному напряжению задатчика тока, двигатель 4 разовьет момент на своем валу, позволяющий переместить подвижную катушку 2 относительно катушки 1 так, что протекающий через нее ток будет стремиться к установившемуся значению.

Так, если температурное распределение по длине индуктора йпже стационарного, это для ферромагнитных заготовок означает более высокое электрическое сопротивление системы индуктор — металл, ток катушки 1 уменьшится в сравйенин со своим установившимся значением. Выходной сигнал блока сравнения 20 в стационарном ре жиме обеспечивает такой момент на валу двигателя 4, что катушка 2 эанимае v положение, соответствующие границе "холодной" и "горячей" зон загрузки. Тогда при уменьшении тока катушки 1 выходной сигнал блока сравнения 20 уменьшается,, уменьшится в свою очередь момент на валу двигателя 4, катушка 2 сместится к выходу катушки 1, что способствует более интенсивному нагреву выходных отстаю" щих заготовок.

Если температурное распределение по длине катушки 1 выше стационарного, т.е. электрическое сопротивление системы индуктор - металл ниже, чем в устаповившемся режиме, гок катушки 1 превышает свое установившееся значение, и момент на валу электродвигателя 4 будет больше, это приведет к смещению катушки 2 с в сторону входа катушки 1, тем самым поступающие в нее холодные заготовки будут получать большую мощность, что уменьшит их отставание от стационарного темпа нагрева во время термостатировання выходных заготовок, нагрев которых ведется по локально-оптимальному алгоритму, автоматически реализуемому ре"-;ëÿòîðîì 8 в функции температуры выходной заготовки, измеряемой датчиком 10, Регулятор 9 годдерживает на катуш" ке 2 максимальную мощность независчмо от температуры вьжодной заготовки

1164913

Составитель. Г.Тараканова

Редактор Т.Веселова ТехредМ.Гергель Корректор И.Зрдейи

Заказ 4200/56 . Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 индуктора, так как контакт 19 реле 16

s цепи 10"9 разомкнут. Если выходные коды счетчика 13 и задатчика времени 15 совпадают в момент поступления управляющего импуль- 5 са с синхронизатора 12 на вход счетчика 13, реле 16 не будет включено, и катушка 2 останется в положении, обозначенною пунктиром, что соответствует установившемуся режиму работы. 111

Время переходных процессов при использовании предлагаемого устройства удается сократить в 2-3 раза. Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения изобретения в расчете на одну печь типа ЛИН-1 составляет

10 тыс.руб. в год за счет увеличения производительности индукционного нагревателя путем сокращения времени переходных режимов, а также за счет снижения отходов в брак, при этом повышается качество нагрева и, следовательно, качество и надежность выпускаемой продукции.