Трехфазная индукционная нагревательная установка непрерывного действия

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к нагревательным установкам непрерывного действия. Целью изобретения является повьшение . производительности и экономия энергии в переходных режимах Пуск-останов . Установка содержит три секции 1-3, образующие единый индуктор (И) 4, симметрирующие элементы (дроссель 22 и конденсаторную батарею 23), коммутирующий блок 21, состоящий из ключей 5-7, блок 24 выбора переходного режима и блок 25 выбора симметрирующего устройства. При возникновении переходного режима, например, при пуске сигнал поступает на блок (Л 25. По мере заполнения секций 1-3 заготовками И 4 становится одно-, двухили трехфазной нагрузкой сети. Блок 25 вьщает в зависимости от этого сигнала на блок 21 переключения схемы симметрирования на элементах 22 и 23. 5 ил. ff/fi оператора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

n1) 4 Н 05 В 6/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0m юералюра

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3841080/24-07 (22) 11..01.85 (46) 23.10.86. Бюл. 11r 39 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) Л.С.Зимин, Н.И.Малешкин, .

Э.Я.Рапопорт и В.В.Руднев (53) 621.365.52(088.8) (56) Технология легких сплавов, М., !984, У 2, с. 44-47.

Авторское свидетельство СССР

Ó 211635, кл. Н 05 В 6/08, 1965.

Гитгарц Д.А. и др. Симметрирующие устройства для однофазных электротермических установок ° — М.: Энергия, 1974, с. 50. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к нагревательным установкам непрерывного действия.

Целью изобретения является повышение производительности и экономия энергии в переходных режимах "Пуск-останов". Установка содержит три секции

1 — 3, образующие единый индуктор (И) 4, симметрирующие элементы (дроссель ?2 и конденсаторную батарею 23), коммутирующий блок 21, состоящий из ключей 5-7, блок 24 выбора переходного режима и блок 25 выбора симметрирующего устройства, При возникновении переходного режима, например, при пуске сигнал поступает на блок

Ж

25. По мере заполнения секций 1-3 заготовками И 4 становится одно-, двух- или трехфазной нагрузкой сети. C

Блок 25 выдает в зависимости от этого сигнала на блок 21 переключения схемы симметрирования на элементах

22 и 23. 5 ил.

1266015

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть применено в металлургии и машиностроении, где используются.многосекционные методические нагревательные установки.

Цель изобретения — повышение производительности и экономия электроэнергии в переходных режимах "Пускостанов".

На фиг ° 1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — блок выбора переходного режима; на фиг.З вЂ” блок выбора симметрирующего устройства; на фиг.4 — фотоприемник; на фиг.5— переключатель.

Установка содержит три секции

1-3, образующие единый индуктор 4.

Три ключа 5-7 служат для переключения схем симметрирования.

Первый ключ 5 имеет четыре пары контактов 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13 и 14 и 15.

Второй ключ 6 имеет три контакта

16-18. Третий ключ 7 имеет два контакта 19 и 20. Ключи 5-7 представляют собой коммутирующий блок 21.

Установка снабжена симметрирующим дросселем 22 и симметрирующей конденсаторной батареей 23.

Блок 24 выбора переходного режима связан с блоком 25 выбора симметрирующего устройства.

Блок 24 выбора режима (фиг.2) содержит два элемента ЗИ-НЕ 25 и 26, два триггера 27 и 28 и два элемента

ИЛИ-НЕ 29 и 30.

Блок 25 выбора симметрирующего устройства содержит фотодатчик 31, состоящий из источника 32 света и фо-. топриемника 33, установленньгх на входе в первую секцию индуктора 4. Заготовка 34 подается в индуктор 4 толкателем 35 по рольгангу 36, возвращение толкателя происходит при нажатии им конечного выключателя 37. Толкатель 35 через передачу, например

/ цепь 38, связан с зубчатыми колесами

39, на оси одного из которых установлен датчик 40 перемещения, имеющий формирователь импульсов. Выход датчика 40 соединен с первым входом счетчика 41 импульсов, например 4декадным двоичным счетчиком. Второй вход счетчика 41 соединен с фотодатчиком 31. Третий вход счетчика 4! является вторым входом блока 25 выбора симметрирующего устройства. Вьгход счетчика 41 импульсов соединен с де50 ном режиме оператором на входной рольганг загружается балластная заготовка. Линейное перемещение гидравлического толкателя 35 преобразовывается в последовательность импульсов при помощи цепной передачи 38, зубчатых колес 39 и датчика 40 перемещения. Разрешение счета импульсов от датчика 40 перемещения в счетчик 4! шифратором 42, снабженным блоком 43 задания °

Выходы дешифратора 42 связаны с ключами б и 7 через переключатель 44

5 (фиг.5), который содержит восемь элементов И-HE 45-52.

Установка работает следующим образом.

При включении установки операто10 ром с пульта управления формируется сигнал на сброс в нулевое положение триггеров 27 и 28 блока 24 выбора режима и счетчика 41 блока 25 выбора симметрирующего устройства через ло15 гический элемент ИЛИ-НЕ 30 блока 24

1 выбора режима 24..

При возникновении переходного режима, например "Пуск", с пульта управления формируется сигнал о виде

20 переходного режима в блок 25. Первая секция в этом случае подключена к фазам, сдвинутым одна относительно другой на 240, например фазы A и С, Для уменьшения провалов электромаг25 нитной мощности между секциями соседние секции подключаются на фазы, сдвинутые одна относительна другой на наименьшие углы (например первая секция A -С, вторая С -Ь, третья B — - A, 30 фиг. 1) .

Сигнал с пульта управления поступает на триггер 27 через логический

1 элемент 25 и изменяет состояние триггера 27 на единичное. С выхода 0 триггера 27 поступает логический "0"

/ на элементы 25 и 26, тем самым блокирует поступление сигналов с пульта управления до окончания переходного режима. С второго вьгхода триггера 27

40 логическая 11 поступает на логический элемент ИЛИ-НЕ 29, с выхода которого поступает разрешающий сигнал на счетчик 41 блока 25 выбора симметрирующего устройства.

Блок 25 выбора симметрирующего устройства при режиме "Пуск" работает следующим образом.

Одновременно с формированием сиг-, нала с пульта управления о переход!

2660!5 ф кой контура.

При заполнении балластной заготовкой полностью второй секции или полностью второй и частично третьей импульсов возможно при поступлении разрешающего сигнала от фотодатчика

31, который формируется при закрытии передним торцом заготовки 34 луча источника 32 освещения на фотоприемник 33. Передаточное число цепной передачи 38 подбирается при помощи зубчатых колес 39 так, что на 1 мм перемещения толкателя от датчика 40 перемещения на вход 4-декадного двоично- !О го счетчика 41 поступает один импульс.

Двоичный счетчик 41 состоит из

4- х декад: первая — миллиметры, вторая — десятки миллиметров, третья — !5 сотни миллиметров и четвертая — тысячи миллиметров.

Путь, пройденный толкателем от момента разрешения и запрещения прохождения импульсов от датчика 40 переме- 20 щения фотодатчиком 31 на вход счетчика 41 импульсов, равен длине загружаемой заготовки. При открытии луча источника 32 освещения на фотоприемник 33 формируется сигнал на запреще->> ние счета импульсов счетчиком 41.

Если на 4-декадный двоичный счетчик поступает число импульсов, равное координате первой секции, то с первого выхода дешифратора 42 форми- ЗО руется управляющий сигнал на силовой ключ 6 через переключатель 44. При включении силового ключа 6 его контакты подключают с нагрузкой первой секции дроссель 22 и батарею конден- саторов 23 происходит симметрирование однофазной нагрузки с трехфазной сетью.

После окончания темпа нагрева происходит дальнейшая загрузка рабочих 4 заготовок в индуктор 4.

Если первая и вторая секции индуктора заполнены частично или полностью рабочими заготовками, то с первого выхода дешифратора 42 управляю- 4 щий сигнал на ключ 6 отсутствует, контакты 16 и 17 размыкаются. В тот же момент с второго выхода дешифратора 42 формируется сигнал на ключ 7 о переключении батареи 23 к фазам Ь вЂ” с Ж секции 12. Собранное при помощи ключа 7 симметрирующее устройство является симметрированием 3-фаэной сети при 2-фазной нагрузке.

Если рабочие заготовки занимают первые две секции 1 и 2 и частично или полностью третью секцию 3 индуктора 4, то управляющие сигналы с перного и второго выходов дешифратора

42 формируют сигнал об окончании пе= реходного режима и происходит сброс в нулевое положение триггера 27 и счетчика 41 через логический элемент

ИЛИ-НЕ 30.

При возникновении переходного режима "Останов" в индукционной методической установке оператором с пульта управления формируется сигнал в блок 24 выбора режима. В этом случае изменяет свое логическое состояние триггер 28. С прямого выхода триггера 28 формируется сигнал логического

"0", который поступает на логические элементы И-НЕ 25 и 26. С инверсного выхода триггера 28 формируется сигнал логической "1", который поступает на логический элемент ИЛИ-НЕ 29, который формирует сигнал о наличии переходного режима в блок 25 выбора симметрирующего устройства, на силовой ключ 5, который переключает последовательность фаэ в секциях индуктора 4.(фиг.1), секция l подключается к фазам !! — И, секция 2 — к фазам

Ь-С, секция 3 — к фазам С -A, и на дешифратор 42 блока 2$ выбора симметрирующего устройства, который переключает выходы дешифратора на ключи

6 и 7, т.е. при останове первый выход подключается к ключу 7, а второй — к ключу 6.

При загрузке оператором на входной рольганг балластной заготовки и при перемещении ее в индукционную установку при переходном режиме "Останов последовательность работы датчика 40 перемещения, счетчика 41 импульсов и фотодатчика 31 блока 25. выбора симметрирующего устройства аналогична работе этого блока, что. и при переходном режиме "Пуск".

Если первая секция или первая секция и часть второй секции индуктора

4 заполнены балластной заготовкой, то в этом случае включается ключ 7 от первого выхода дешифратора 42, происходит отключение секции 1 размыкающими контактами 7 и подключение к фазам В-С конденсаторной батареи

23 замыкающими контактами 7, что соответствует симметрированию 3-фазной сети при 2-фазной нагрузке настройS 1 66 секции происходит размыкание ключа 1 и замь|кание ключа.6 от соответствующих входов дешифратора 42. Силовой ключ подключает дроссель 22 к фазам

Ь- С, а койденсаторную батарею 23 — к фазам A — Ь, при этом секции 2 и 1 отключены, собранное симметрирующее устройство для 3-фаэной сети соответствует однофаэной нагрузке„ запитывающие фазы секции 3 сдвинуты одна 1О о относительно другой на 240

При выходе балластной заготовки из третьей секции происходит формирование сигнала с третьего выхода дешифратора 42 на сброс в нулевое поло- 15 жение триггера 28 и счетчика 41 че— рез логический элемент ИЛИ-НЕ 30, тем самым блок 24 выбора переходного режима и блок 25 выбора симметрирующего устройства подготавливаются для 20 отработки следующего переходного режима.

Переключатель 44 работает следующим образом.

Во время переходного режима "Пуск" 25 на первый вход переключателя поступа— ет логический "0", который позволяет прохождение сигнала с первого выхода дешифратора 42 на первый выход переключателя 44 и с второго выхода де- зо шифратора на второй выход переключателя 44 следующим образом. С выхода элемента И-HE 45 формируется логическая "1", которая поступает на первый вход логического элемента И-НЕ 51, также поступает логическая "1" с выхода логического элемента И-HE 47, тем самым разрешается прохождение формируемого сигнала с первого выхода дешифратора 42 через логические элементы 49 и 51 на первый выход переключателя. Аналогично через логические элементы И-НЕ 50 и 52 сигнал с второго выхода дешифратора проходит на второй выход переключателя 44 А5 (на второй вход элемента Н-HE 50 и первый вход элемента И-НЕ 52 логические "1" соответственно поступают с выходов 48 и 46).

При переходном режиме- 1Останов 5О на первый вход переключателя поступает логическая "1" от блока 24, которая позволяет прохождение сигнала с первого выхода дешифратора 42 на второй выход переключателя 44 и с второ-

ro выхода дешифратора 42 на первый выход переключателя 44 следующим образом: с выхода логического элемента

0l 5

И-НЕ 45 на первый вход логического элемента И-НЕ 49 поступяег логичесс! с ки и 0, к о т орый з ап р еша ет и р о х ождение формируемого си гн ал а с первого вых ода дешифр ат ор а н а первый выход переключателя, а с выхода ло гич е ск ог о элемента И- НЕ 4 9 формируется логическая " 1 ", которая, поступая н а и ер— вый вход логического элемента И вЂ” НЕ

5 1, разрешает прохождение сигнала с второго выхода дешифр а т ор а 4 2 через логические элементы И- НЕ 46 и 5 1 н а первый выход переключателя, ан ало гич— но р аз р еш эе т ся прохожд ени е формируемого сигнала с первого выхода дешифр атор а 4 2 через логические элементы

И НЕ 4 6 и 5 2 н а второй выход пер еключ ателя 4 4 .

Переключатель выполня е т с я н а двух корпусах интегральных микросхем ЛА 1 .

Для изготовления блоков и эл ементо в индукционной установки могут и спользоваться стандартные, серийно выпускаемые датчик и ер емещения типа

ПДФ- 0 1, количество формируемых ими уль со в 3 0 0 имп /о б ., ; фо т одатчик типа

ФР С 1 ; для изготовления логических элеме н то в и блоков и сп ол ь з уют ся логиче с ки е интегральные микросхемы с ерин K 5 1 1 для блока задания 43 коо рдин ат декадные переключатели типа

ПП 1 0- 1 0 ; в качестве батареи конденса торо в и споль з уют ся симме трирующие батареи типа КС 2- 1 05 - 5 0 ; в качестве дросселя и споль з уе т ся серийный ре актор типа РБА н а 6 кВ .

Применение предлагаемого ус трой с т— в а позволяет пр и всех переходных режимах иметь симме трир о ванную ус та но вку, ч то увеличивает производительность и снижает расход энергии .

Фор мулаизобретек>ия

Трехфазная индукционная нагревательная установка непрерывного действия, содержащая три секции индуктора и симметрирующее устройство в виде дросселя и конденсаторной батареи, подключенных к трехфазной сети через контакты коммутирующего блока, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения производительности и экономии электроэнергии в переходных режимах пуска и останова установки, она дополнительно снабжена блоком выбора переходного режима

Pt Il

Пуск-останов, блоком выбора симметие cvemu

Ф2Ю

dm

66фРУmnpo

7 1266 рирующего устройства q блоком контроля положения первой и последней заготовки в индукторе, содержащим счетчик расстояния, пройденного заготовкой через индуктор с дешифратором, снабженным блоком задания, а коммутирующий блок выполнен в виде трех ключей, первый из которых содержит четыре пары замыкающих и разиыкающих контактов, второй — два замыкающих и 10 один размыкающий контакт, а третий— замыкающий и размыкающий контакты, первый конец симметрирующего дросселя соединен с фазой С, а второй через первый замыкающий контакт второ- 15 го ключа — с фазой В, к которой подключен первый вывод симметрирующей конденсаторной батареи, второй нынод которой через второй замыкающий контакт второго ключа соединен с фазой 20

А, а через замыкающий контакт третьего ключа с фазой С, первый вывод первой по ходу нагреваеиых заготовок секции индуктора соединен с фазой А непосредственно, второй ее вывод через размыкающий контакт первой пары первого ключа — с фазой С, а через последовательно соединенные эамыкакяций контакт первой пары первого ключа, размыкающий контакт третье- 30

ro ключа и размыкающий контакт второго ключа соединен с фазой В, первый вывод второй секции индуктора через

015 8 размыкающий контакт второй пары первого ключа соединен с фазой С, а через ее замыкающий контакт — с общей точкой размыкакяцих контактов второго и третьего ключей, с которой через размыкающий контакт третьей пары связан нторой вывод второй секции, подключенный также к фазе С через замыкающий контакт этой пары, первый вывод третьей секции подключен через замыкающий контакт четвертой пары к фазе С, а через размыкающий контакт этой пары - к общей точке замыкающего контакта первой пары и разиыкающего контакта третьего ключа, второй вывод третьей секции непосредственно соединен с фазой А, первый выход блока выбора переходного режима подключен к управляющему входу первого ключа и переключающему входу дешифратора блока выбора,симметрирующего устройства, второй выход блока выбора переходного режима соединен с разрешающим входом, третий выход— с устанавливающим входом счетчика указанного блока, первый выход дешифратора соединен с управляющим входом второго ключа, второй его выход с управляющим входом третьего ключа, а третий ныход дешифратора подключен к управляющему вхо- ду блока выбора переходного режима.! 266015

Ямщика

% 3Ьаадг М

Составитель О,Турпак

Техред И. Верес Корректор В.сутяга

Редактор О.Головач

Заказ 5685/59 Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4