Регулятор температуры электропечи

 

Изобретение относится к электро .технике, а именно к регуляторам температуры индукционных установок непрерывного действия с дискретным перемещением заготовок, и позволяет повысить точность регулирования температуры заготовок. Регулятор содержит конденсатор (К ) 1, блоки резисторов 2 и 3, амплитудный выпрямитель 4 напряжения на нагревателе, источник опорного напряжения 5 с задатчиком 6, пороговый элемент 7, три реле времени (РВ) 8, 12, 23, два цифровых счетчика 10, 21 с задатчиками I1 и 22 соответственно, ключ 9, многопозиционный переключатель 13 с блоком установки в исходное положение 14, датчик температуры 15, блок настройки 17, в который входит дополнительный пороговый элемент 1В с задатчиком порога 19 и индикатором 20 срабатывания порогового элемента. В процессе работы регулятора К( заряжается , суммарный ток его зарядки пропорционален мощности индуктора, передаваемой заготовкам, а напряжение достигает напряжения порогового элемента 7, который переключаясь, . заg пускает РВ 8, вьщающий сигнал на управляющий ключ 9, разряжающий К. (О Импульсы с выхода порогового элемента подсчитываются счетчиком 10. Когда количество их станет равным коэф. пересчета, установленному задатчиком 11, счетчик запускает РВ 12. В течение импульса выдаваемого РВ 12 осуществляется прямой ход механизма перемещения заготовок. Таким образом точность регулирования повышается путем учета тепловых потерь. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (fl) А1 (5D 4 Н 05 В Ь/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITN4

{21) 3849674/24-07 (22) 28.01.85 (46) 23.10.86. Бюл. 1(- 39 (72) Б.В.Егорычев и Д.Я.Каушанский (53) 621.365.52 (088.8) (56) Шамов А.Н. и др. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. — Л.: Машиностроение, 1974, с. 87-89, Авторское свидетельство СССР

Ф 1096762, кл. Н 05 В 1/02, 1982. (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОПЕЧИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к регуляторам температуры индукционных установок непрерывного действия с дискретным перемещением заготовок, и позволяет повысить точность регулирования .температуры заготовок, Регулятор содержит конденсатор (К ) 1, блоки резисторов 2и 3, амплитудный выпрямитель 4 напряжения на нагревателе, источник опорного напряжения 5 с эадатчиком 6, пороговый элемент 7, .три реле времени (PB) 8, 12, 23, два цифровых счетчика 10, 21 с задатчиками ll и 22 соответственно, ключ 9, многопозиционный переключатель 13 с блокам установки в исходное положение 14, датчик температуры 15, блок настройки 17, в который входит дополнительный пороговый элемент 18 с задатчиком порога 19 и индикатором 20 срабатывания порогового элемента.

В процессе работы регулятора К заряжается, суммарный .ток его зарядки пропорционален мощности индуктора, передаваемой заготовкам, анапряжение достигает напряжения порогового элемента .7, который переключаясь,.запускает PB 8, выдающий сигнал на управляющий ключ 9, разряжающий ÊI.

Импульсы с выхода порогового элемента подсчитываются счетчиком 10. Когда количество их станет равным коэф. пересчета, установленному задатчиком ll, счетчик запускает PB 12. В течение импульса выдаваемого PB 12

Я осуществляется прямой ход механизма перемещения заготовок. Таким образом точность регулирования повышается путем учета тепловых потерь. 1 ил.

1266014

Изобретение относится к электротермии и может быть применено в индукционных установках непрерывного действия с дискретным перемещением заготовок в индукторе на машиностроительных и металлургических заводах.

Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры за-. готовок путем учета тепловых потерь при нагреве их в индукционной уста- 10 новке непрерывного действия с,дискретным перемещением.

На чертеже изображена блок-схема регулятора.

Регулятор содержит конденсатор 1, 15 блоки 2 и 3 резисторов, амплитудный выпрямитель 4 йапряжения на нагревателе-индукторе, источник 5 опорного напряжения с задатчиком 6, основной пороговый элемент 7, первое 20 реле 8 времени, ключ 9, первый цифровой счетчик 10 с регулируемым коэффициентом пересчета с задатчиком

Il коэффициентм пересчета, второе реле !2 времени, многопозиционный 25 переключатель 13, например шаговый искатель, с блоком 14 установки в исходное положение, датчик 15 температуры, например оптический пирометр, вольтметр 16 и блок 17 настройки, в З0 который входят дополнительный пороговый элемент 18 с задатчиком 19 порога, индикатор 20 срабатывания порогового элемента, второй цифровой счетчик 21 с регулируемым коэффиця З5 ентом пересчета с задатчиком 22 коэффициента пересчета и третье реле

23 времени.

Регулятор работает следующим образом. 40

На вход амплитудного выпрямителя

4 поступает напряжение, пропорциональное напряжению на индукторе. Оно изменяется с течением времени по некоторому закону U(t). Если обозначить

45 начальное значение (при = О} амплитуды питающего индуктор напряжения через U, то в произвольный момент о времени амплитуду напряжения можно записать в виде

v(t) = v, + (v(t) — v,) =v + !! v.

Подготовка регулятора к работе начинается с определения по вольтметру 16 и величины U на выходе выпрямителя 4 и установки по задатчику 6 того же напряжения на выходе источника 5 опорного напряжения

В процессе работы регулятора конденсатора 1 заряжается одновременно от амплитудного выпрямителя 4 и от источника 5 опорного напряжения через блоки 2 и 3 резисторов. Напряжение на выходе амплитудного выпрямителя имеет полярность, противоположную полярности напряжения на выходе источника опорного напряжения.

Суммарный ток заряда конденсатора в момент t о 2

k г 2х, =.— (U + (2+ — - ) ь v 1 о где х; — дискретный параметр регуля 1 тора, определяемый состоянием шагового искателя (i=

=! е вп).

При х = О

Ъ

k Г Г (t)+i (t)=- LU +2 ь!! = — -IU + о 2U !. ° о

+ги, аи) = -„— (u(c>j о суммарный ток пропорционален мощности индуктора, передаваемой заготовкам.

При подаче иэ индуктора в заготовки равнык порций. энергия (за каждый цикл нагрева) увеличение напряжения на индукторе приводит к увеличению температуры заготовок,! Во избежаййе этого нужно в зависимости от параметров индуктора, материала и диаметра заготовок) брать в формуле коэффи2х циент (2+ — ) перед 6 V больше двух, например 2,5 или 3. Этот коэффициент подбирается регулятором автоматически путем перебора проводимостей блоk ков резисторов k + х и — — + х > по

2 командам блока настройки, поступающим на вход шагового искателя. Когда конденсатор 1 заряжается до порогового напряжения, пороговый элемент

7 переключается и запускается первое реле 8 времени, которое выдает на управляющий вход ключа 9 сигнал длительностью, достаточной для разряда конденсатора I. После разряда конденоатор вновь заряжается токами i и з и по достижения порогового уровня вновь разряжается по сигналу с выхода элемента 7 н так далее. Импульсы с выхода порогового элемента 7 под66014 4 ными импульсами, что отображается с помощью индикатора 20. Импульсы с вы- хода порогового элемента подсчитываются цифровым счетчиком 21 с регулируемым коэффициентом пересчета. Когда количество поступивших импульсов, соответствующее количеству прошедших мимо пирометра заготовок, равно коэффициенту пересчета, устаl0 новленному с помощью задатчика 22, на выходе счетчика появляется сигнал запускающий второе реле 23 времени.

Коэффициент пересчета счетчика 21 выбирают равным или больше количест<5 ва заготовок, заполняющих индуктор, что обеспечивает появление сигнала на выходе счетчика только после полного обмена заготовок в индукторе.

Импульс с выхода реле 23 времени по20 ступает на шаговый искатель 13 и переводит его в следующую позицию.

Исходное состояние шагового искателя берется таким, чтобы проводимости в блоках резисторов были 1 и

25 т.е. х О. Вследствие этого !

3 12 считываются счетчиком. 10. Когда количество поступивших импульсов равно ! коэффициенту пересчета, установленному с помощью задатчика ll, на выходе счетчика появляется сигнал, запускающий второе реле )2 времени.

Продолжительность импульса, выдаваемого реле 12, достаточна для осуществления прямого хода пневматического толкателя, являющегося механизмом дискретного перемещения заготовок.

Обратный ход происходит по окончании импульса.

В подготовку регулятора к работе входят следующие операции: измерение вольтметром 16 начального напряжения U на выходе амплитудного выпрямителя; задание с помощью задатчика 6 того же значения U иа выходе источника 5 постоянного напряжения; задание по эадатчику 19 порога уровня, соответствующего тре; буемой температуре заготовок; установка в ноль счетчика 21 я шагового искателя 13 в первую позицию (х =О) по командам с блока 14; подача на лоток индуктора заготовок (по одной на каждый ход толкателя); подбор положения задатчика 11, обеспечивающего выход из индуктора заготовок с требуемой температурой; прекращение подачи на лоток заготовок; отключение индуктора, перевод автотрансформатора, питающего индуктор, на поповышенное на 7-12Х (от начального 35 значения) напряжение, включение иидуктора; возобновление подачи заготовок.

После замены в индукторе всех заготовок, бывших там до его отключе- Ю ния, с помощью блока !7 производят последовательный перебор позиций ma гового искателя до позиции, обеспечивающей температуру заготовок не выше заданной. 45

Самонастройка регулятора происходит следующим образом.

Заготовки, проходя через индуктор, нагреваются до температуры Т.

На вход порогового элемента 18 по- 50 ступает напряжение с пирометра 15 в виде импульсов с амплитудой, пропор-, циональной температуре Т проходящих мимо него заготовок. До тех-пор, пока амплитуда сигнала с выхода пи- 55 рометра превышает уровень порога, . на выходе элемента 18 формируются импульсы напряжения синхронно с входпр» повышении напряжения на индукторе повышается температура выходящих заготовок (Т > Т ). Сигналы с выхода логического устройства (с выхода реле 23 времени) последовательно переводят шаговый искатель в позиции, обеспечивающие увеличение проводимостей блоков 2 и 3 резисторов, что позволяет постепенно подойти к установке требуемого значения коэффици2х ента (2 + — - ) или требуемого закоk на регулирования, не изменяя первоначальной настройки регулятора, про изведенной при напряжении на индукторе U<. Завершение самонастройки определяется по индикатору 20.

После прекращения мигания (в такт с выходящими из индуктора заготовками) индикатора 20 следует заблокировать счетчик 21 с помощью сигнала с блока 14 управления. Затем необходимо выключить индуктор, перевести автотрансформатор индуктора в первоначальное состояние и вновь включить индуктор. Далее работа происходит автоматически.

Предлагаемый регулятор позволяет повысить точность нагрева заготовок в условиях нестабильного напряжения на индукторе что приводит к ликви-, Составитель О.Турпак

Техред И.Верес Корректор В.Бутяга

Редактор 0 ° Головач

Заказ 5685/59 Тираж 765 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-лолиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

S 12660 дации брака, вызываемого пережогом или недогревом заготовок.

Формула изобретения1

Регулятор температуры электропечи, .содержащий датчик температуры, зашунтированный ключом конденсатор, соединенный через блоки резисторов с источником опорного напряжения и с 10 амплитудным .выпрямителем напряжения на нагревателе, и основной пороговый элемент, вход которого подключен к конденсатору, а выход связан с управляющим входом ключа, о т л и ч а ю — 5 шийся тем, что, с целью повышения точности, регулирования температуры заготовок путем учета тепловых потерь при нагреве их в индукционной установке непрерывного действия 2п с дискретным перемещением, регулятор снабжен тремя реле времени, двумя цифровыми счетчиками с эадатчиками коэффициента пересчета, дополнительным пороговым элементом с эадатчи- 25

14 4 ком, многопозиционным переключателем с блоком установки в исходное положение, укаэанная связь основного порогового элемента с ключом выполнена через первое реле времени, выход основного порогового элемента соединен также с входом первого счетчика, подключенного выходом к управляющему входу второго реле времени, выход которого служит выходом регулятора и предназначен для подключения к управляющему входу механизма дискретного перемещения заготовок, датчик температуры через поеледовательно включенные дополнительный пороговый элемент и второй счетчик подключен к управляющему входу третьего реле времени, выход которого соединен с управляющим входом многопозиционного переключателя, выходы которого подключены к управляющим входам блоков резисторов, причем установочный вход второго счетчика подключен к блоку установки в исходное положение переключателя.