Способ управления разливкой металла в электромагнитном поле
Изобретение относится к непрерывной разливке металлов в электромагнитном поле. Цель изобретения повьшение точности поддержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат , В процессе разливки металла в электромагнитньш кристаллизатор непрерывно изменяют частоту тока , питающего индуктор 2, до момента достижения резонанса токов в колебательном контуре электромагнитного кристаллизатора, образованного параллельно соединенными индуктором и емкостью 4. 2 ил. Sfi (Л с: к -4j со ю о со
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 В 22 D 11/16
t
° к
f с
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3943196/22-02. (22) 26 ° 07 ° 85 (46) 30.11 ° 86, Бюл. ¹ 44 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.А.Шуляк, Е.И.Снятков, В.M.Ìàðîí и Н.П.Попов (53) 621.746.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 6 16051, кл . В 22 D l1/16, 1973, Авторское свидетельство СССР
¹ .338036, кл. В 22 D 11/00, 1967.
Авторское свидетельство СССР
¹- 537750, кл. В 22 D 11/14, 1972. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗЛИВКОЙ МЕТАЛЛА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ (57) Изобретение относится к непрерывной разливке металлов в электромагнитном поле. Цель изобретения повышение точности поддержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат. В процессе разливки металла в электромагнитный кристаллизатор непрерывно изменяют частоту тока, питающего индуктор 2, до момента достижения резонанса токов в колебательном контуре электромагнитного кристаллизатора, образованного параллельно соединенными индуктором и емкостью 4. 2 ил.
73209 з
1О
2S
40
При номинальном режиме работы, если размер слитка d равен заданному
d., частота преобразователя 5 равна резонансной частоте параллельного контура индуктора 2 — конденсатор 4 (кривая 45
А на фиг. 2), что определяет равенство токов в емкостной и индуктивной ветвях этого контура.и равенство по модулю напряжений, снимаемых с выходов пиковых детекторов 9 и 10.
В этом, случае напряжение на выходе усилителя 11 равно нулю, а выходное напряжение интегратора 12 и.выходная частота преобразователя 13 сохраняет свое значение. Установленное напря- Ы жение U усилителя 14 равно по модулю напряжению на выходе интегратора 12.
1 12
Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при литье металлов в электромагнитном поле.
Цель изобретения — повышение точности поддержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат.
На фиг. 1 изображена функциональная схема системы управления процессом литья, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — частотные характеристики колебательного контура для заданного и увеличивающегося размеров слитка.
Отливаемый слиток 1 находится в электромагнитном поле индуктора 2, который через понижающий трансформатор 3 подключен параллельно компенсирующему конденсатору 4, образуя резонансный нагрузочный контур, к которому подключен преобразователь 5 частоты с управляемым выпрямителем
6. В емкостную и индуктивную ветви параллельного колебательного контура включены трансформаторы 7 и 8 тока, соединенные через пиковые детекторы 9 и 10 с входом усилителя
11, выход которого связан с входом интегратора 12. Выход интегратора соединен с преобразователем 13 U/f (напряжение — частота), выход которого соединен с входом преобразователя 5, На один из входов суммирующего усилителя 14 подан сигнал опорного напряжения, второй вход суммирующего усилителя 14 подключен в выходу интегратора 12. Выход усилителя
14 подключен к управляющему входу уп равляемого выпрямителя 6.
При возмущении, обусловленном отклонением размера слитка 1, например при его увеличении (d > d ) в
1 о результате повышения уровня металла в кристаллизаторе, увеличивается количество металла в индукторе 2, что ведет к уменьшению его индуктивности и увеличению частоты резонанса нагрузочного контура. В этом случае вид частотной характеристики резонансного контура ЭМК соответствует кривой Б, которая смещена относительно кривой А по частоте на величину hf, Это ведет к тому, что ток в индуктивной ветви превышает значение тока в емкостной ветви колебательного контура нагрузки. Следовательно, напряжение, снимаемое с трансформатора 8, превышает напряжение трансформатора 7 и напряжение на выходе пикового детектора 10 пре вышает напряжение детектора 9. Появившийся на выходе усилителя 11 сигнал изменяет входное напряжение интегратора 12, что влечет за собой увеличение частоты преобразователя
13 U/f и частоты выходного тока преобразователя 5 до значения, равного частоте нового резонанса нагрузки (при котором токи в емкостной и индуктивной ветвях вновь сравняются), и одновременно вызывает рассогласование на входе суммирующего усилителя
14, что приводит к пропорциональному увеличению выходного сигнала усилителя 14, выходного напряжения управляемого выпрямителя 6 и соответственно, выходного тока преобразователя 5 °
Увеличение тока колебательного контура приводит к росту обжимающего усилия поля, т.е. к уменьшению диаметра слитка до величины диаметра равного заданному. Это увеличивает индуктивность индуктора 2 и уменьшает значение резонансной частоты до первоначального (кривая А на фиг. 2). При этом система приходит в исходное состояние.
При колебании напряжения питающей сети, например при снижении напряжения на входе управляемого выпрямителя 6, снижается его выходное напряжение и соответственно уменьшается выходной ток преобразователя 5,уменьшается ток в индукторе 2, ослабевает обж мающее усилие поля„размер слитка увеличивается, при этом уменьшаз 1 ется индуктивность индуктора 2, нарушается условие резонанса, ток в индуктивной ветви колебательного контура сновится больше тока в емкостной ветви и сигнал с трансформатора 8 становится больше сигнала с трансформатора 7, система начинает работать аналогично описанному, повышая выходное напряжение выпрямителя и стабилизируя размер слитка d.
Величину требуемого размера слитка Й, задают напряжением уставки U, усилителя 14 перед началом литья (фиг. 1).
Таким образом, в системе присутствуют два контура регулирования, первый из которых является экстремальным регулятором и настраивает преобразователь 5 в резонанс с колебательным контуром кристаллизатора, а второй компенсирует путем изменения диаметра слитка рассогласование значения частоты от исходного, задаваемого напряжением уставки Б . В системе регулирования в качествепреобразователя 5 использовался серийный преобразователь частоты
ППЧ-120-2,4 с регулируемым выпрямителем на тиристорах ТЛ2-200.
В качестве элементов схем регулирования применялись серийно выпускаемые микросхемы и приборы. Усилитель 11 интегратор 12 и усилитель
14 — на базе микросхемы К 140УД6, преобразователь 13 U/Г (напряжение— частота) — на базе микросхемы
К 110ВП1П. Типовые пиковые детекторы 9 и 10, выделяющие амплитуду
273209
4 входного сигнала, собраны на стандартных радиоэлементах.
При использовании предлагаемого способа нет необходимости в измерении отклонения угла сдвига фаз, дающего 15-207. ошибки, а точность настройки экстремальных регуляторов на резонанс составляет для высокодоб— ротных колебательных контуров крис10 таллизаторов доли процента, что определяет высокую точность стабилизации заданных размеров слитка и позволяет снизить энергозатраты на 510Е за счет. работы колебательного
15 контура кристаллизатора на резонансе, а источника питания контура при
cos) нагрузки близком к единице.
Формула изобретения
Способ управления разливкой ме20 талла в электромагнитном пале, включающий формирование слитка электромагнитным полем индуктора колебатель ного контура электромагнитного кристаллизатора, напряжение которого ре25 гулируют в функции измеряемого размера слитка, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности поддержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат, при отклонении размера слитка от заданного значения измепяют частоту тока, питающего индуктор, до момента достижения резонанса токов в колебательном контуре электромагнитного кристаллизатора и изменяют величину это го тока пропорционально-отклонению частоты от заданного значения, определяющего размер слитка.
Диг. 2
У(бц)
