Устройство индукционного нагрева

 

Изобретение относится к области индукционного нагрева изделий в индукционных печах. Цель изобретёнияснижение расхода электроэнергии. Cзш нocть изобретения заключается в том, что в процессе нагрева датчиками 5 температуры измеряется температура изделия по его длине. При наличии рассогласования между измеряемой температурой и заданной задатчиком 7 изменяется сопротивление соответствующего регулятора 8 и ток в одной из дополнительных обмоток 4. Тем самым к основному полю индуктора 2 добавляется (отнимается) поле от . дополнительной обмотки, что в конечном итоге приводит к выравниванию температуры по длине изделия. Кроме того, сумматором 10 суммируются сигналы , пропорциональные токам во всех дополнительных обмотках 4, измеряемым датчиками 9, что приводит к изменению сигнала на его выходе и соответственно изменению мощности источника питания индуктора 2. 1 ил. (Л Д Л ffi i U U Ui 00 СП 4i CO vl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ug 4 С 21 D 11/00

Зс?- (,, / ф 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :::;:.::,tgj

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3966060/31-02 (22) 18. 10. 85 (46) 07. 06. 87. Бюл. 1(- 21 (72) Ю. Н. Бойков, С.Е. Бродерзон, В.В.Емельянов, M.Þ.Лившиц, ,Г.Й.Рогачев и O.H.Турпак (53)621.365.52 (088.8) (56) Клещеев В.В. и др. Управление температурным полем,по длине заготовок при индукционном нагреве.—

В сб.:Электротехническая промышленность. Сер. Электротермия, 1977, . вып. 6 (178), с. 13-15.

Патент Японии Ф 57-47555, . кл. 67 J 324, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО НАГГРЕВА (57) Изобретение относится к области индукционного нагрева изделий в индукционных печах. Цель изобретенияснижение расхода электроэнергии.

Сущность. изобретения заключается в том, что в процессе нагрева датчиками 5 температуры измеряется температура изделия по его длине. При наличии рассогласования между измеряемой температурой и заданной задатчиком 7 изменяется сопротивление соответствующего регулятора 8 и ток в одной из дополнительных обмоток 4.

Тем самым к основному полю индуктора

2 добавляется (отнимается) поле от . дополнительной обмотки, что в конечном итоге приводит к выравниванию температуры по длине изделия. Кроме того, сумматором 10 суммируются сигналы, пропорциональные токам во всех дополнительных обмотках 4, измеряемым датчиками 9, что приводит к изменению сигнала на его выходе и соответственно изменению мощности источника питания индуктора 2. 1 ил.

1315497 2

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано преимущественно в индукционных печах для термообработки и пайки металлических изделий.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии.

На чертеже изображена блок-схема системы, Источник 1 питания соединен с основной обмоткой индуктора 2, внутри которой находится нагреваемая заготовка 3, охваченная, кроме того, дополнительными обмотками 4, каждая из которых расположена над частью заготовки, температура которой контролируется соответствующим датчиком

5 температуры. Каждый из датчиков тем пературы соединен своим выходом с первым входом соответствующего узла

6 сравнения. На вторые входы узлов сравнения подается сигнал задания с задатчика 7, а выходы этих узлов соединены с управляющими входами регуляторов 8 силы тока, которые расположены в цепях обмоток 4. Последовательно с каждым регулятором соединен датчик 9 силы тока соответствующей обмотки. Сигналы датчиков силы тока подаются на входы сумматора 10, выход которого соединен с управляющим входом источника 1 питания.

В. качестве датчиков 5 температуры могут быть использованы термоэлектрические термометры. Узлы 6 сравнения могут быть выполнены по схеме вьтчитающего устройства, а регуляторы

8 силы тока — по одной из схем тиристорных регуляторов. Датчики 9 силы тока могут быть выполнены на ос.нове трансформаторов тока.

Ток в дополнительных обмотках протекает за счет ЭДС взаимной индукции, наводимой в дополнительных обмотках магнитным полем основной обмотки индуктора 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 1 питания по индуктору 2 начинает протекать электрический ток. Электромагнитным полем индуктора нагревается заготовка 3 и наводится ЭДС взаимной и««дукции в дополнительных обмотках 4. Однако пока температура в контролируемых точках не достигла заданного уровня, с выхода узлов 6 сравнения

45 на управляющие входы регуляторов 8 силы тока поступают отрицательные сигналы, сопротивление регуляторов

8 тока велико, поэтому ток по дополнительным обмоткам 4 не протекает.

Если температура в контролируемых точках достигает заданного уровня одновременно, срабатывает выталкиватель, и заготовка выгружается из индуктора (толкатель и схема управления им не показаны).

Однако температура в одной или нескольких точках может достигать заданного уровня раньше, чем в остальных. При превышении температурой в любой из контролируемых точек заданного уровня на выходе соответствующего узла 6 сравнения появляется положительный сигнал. Сопротивление регулятора 8 тока уменьшается, по соответствующей дополнительной обмотке начинает протекать ток, вызванный ЭДС взаимной индукции. Возникает собственное электромагнитное поле данной дополнительной обмотки.

В силу закона электромагнитной инерции позникающее электромагнитное поле дополнительной обмотки направлено встречно основному полю индуктора. Таким образом, появление тока данной дополнительной обмотки вызывает локальное уменьшение интенс««вности результирующего электромагнитного поля в некоторой окрестности дополнительной обмотки, а следовательно, уменьшение интенсивности нагрева заготовки 3 вблизи данной дополнительной обмотки. Причем, чем температура некоторой точки поверхности больше заданного уровня, тем меньше сопротивление соответствующего регулятора 8 тока, и следовательно, больше ток данной дополнительной обмотки 4. Тем самым создается предпосылка для выравнивания температуры по длине заготовки 3.

Однако при действии глубоких возмущений, приводящих к значительным перепадам температуры по длине заготовки 3, действие лишь дополнительных обмоток 4 либо не приносит желаeMoro результата, либо связано со значительными потерями. Для того, чтобы эффективно снижать значительный перегрев какой-либо зоны заготовки 3, необходимо снизить результирующее поле (сумму поля индуктора и полей дополнительных обмоток) в

13154 целом.

Формула и з обретения тания.

Составитель А.Абросимов

Техред «1.Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Гунько

Заказ 2318/27 Тираж 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 данной зоне ниже уровня мощности тепловых потерь. Это означает, что собственное поле расположенных в данной зоне дополнительных обмоток должно быть по интенсивности сравнимо с полем индуктора, а зто возможно лишь при значительных токах дополнительных обмоток, соответственно велики потери и в обмотках. Поэтому предлагается вести управление мощностью 10 источника питания 1 в функции суммы

I токов всех дополнительных обмоток.

При этом сумма токов дополнительных обмоток выступает в качестве косвенного, но легко поддающегося измере- 15 нию, критерия равномерности температуры по длине заготовки 3.

Как следует из описания работы регуляторов 8 силы тока дополнитель-. ных обмоток 4, .ток обмотки 4 мак- 20 симален при максимальном отклонении температуры данной зоны заготовки 3 от заданного уровня. Появление тока в любой из дополнительных обмоток 3 регистрируется соответствующим датчиком 9 силы тока. Сумма сигналов всех датчиков 9 тока с выхода сумматора 10 поступает на управляющий вход источника 1 питания. Чем больше сигнал на выходе сумматора 10, тем 30 на большую величину и в большем числе точек температура заготовки 3 превышает требуемый уровень, тем больше токи дополнительных обмоток

4 и тем значительнее потери в них. 35

При поступлении сигнала на управляющий вход источника 1 питания снижается можность источника питания.

Основным возмущением, приводящим к неравномерности температурного поля 40

97 4 по длине заготовки 3, является неравномерное распределение греющей мощности по длине индуктора, поэтому при снижении мощности источника питания снижается и неравномерность температурного поля, причем интенсивнее, чем при действии лишь дополнительных обмоток. Неравномерность нагрева при этом снижается токи дополнительных обмоток также снижаются.

Это позволяет снизить потери электроэнергии в обмотках, а следовательно;" повысить экономичность устройства в

Устройство индукционного нагрева, содержащее подсоединенный к источнику питания индуктор и индуктивно связанные с ним дополнительные обмотки, последовательно с каждой из которых соединен регулятор силы тока, а так-. же по числу дополнительных обмоток датчики температуры и узлы сравнения, выходы датчиков температуры соединены с первыми входами узлов сравнения, вторые входы которых соединены с задатчиком температуры, а выходы — с управляющими входами регуляторов силы тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, оно снабжено сумматором, датчиками силы тока, соединенными последовательно с регуляторами силы тока, при этом входы сумматора соединены с выходами датчиков. силы тока, а выход подсоединен к управляющему входу источника пи