Методическая индукционная нагревательная установка

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение качества нагрева заготовок. Устройство содержит индуктор 1, датчик 4 тока, датчик 5 температуры выходной заготовки, блок 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падающей х-кой, три сумматора 7, 9, 11, апериодическое звено 13, квадратор 12 и блок 8 нелинейности по т-ре с горизонтально-возрастающей х-кой. Нагрев заготовок происходит в режиме, близком к режиму с постоянной т-рой поверхности, за счет дополнительной коррекции тепловых потерь блоком 8. 5 ил. (Л ОО СО со ГО со ISJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1) 4 Н 05 В 6/06 фиг. 7 (61) 1159179 (21) 4019488/24-07 (22) 11.02.86 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) К. М. Махмудов. А. Н. Никаноров и Н. Н. Смирнов (53) 621.365.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1159179, кл. Н 05 В 6/06, 1984.

„„SU„„1319329 А 2 (54) МЕТОДИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИОННАЯ

НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение качества нагрева заготовок. Устройство содержит индуктор 1, датчик 4 тока, датчик 5 температуры выходной заготовки, блок 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падающей х-кой, три сумматора

7, 9, 11, апериодическое звено 13, квадратор 12 и блок 8 нелинейности по т-ре с горизонтально-возрастающей х-кой. Нагрев заготовок происходит в режиме, близком к режиму с постоянной т-рой поверхности, за счет дополнительной коррекции тепловых потерь блоком 8. 5 ил.

13

Изобретение относится к электротермии, может быть использовано в машиностроительной, металлургической и автомобильной промышленности, где применяется индукционный нагрев заготовок перед их кузнечной обработкой, и является усовершенствованием устройства по авт. св. Мо 1159179.

Цель изобретения — повышение качества нагрева заготовок за счет обеспечения заданного теплоперепада по сечению заготовок.

На фиг. 1 представлена функциональная схема установки; на фиг. 2 — внешняя характеристика блока нелинейности по средней температуре; на фиг. 3 — то же, по температуре поверхности; на фиг. 4— блок нелинейности по средней температуре; на фиг. 5 — то же, по температуре поверхности.

В индукторе 1 находятся нагреваемые заготовки 2. Индуктор 1 подключен к силовым выходам источника 3 питания через датчик 4 тока. Датчик 5 температуры, в качестве которого может быть использован фотопирометр, измеряет температуры поверхности выходной заготовки 2. Выход датчика 5 температуры подключен к входу.блока 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падающей характеристикой через первый сумматор 7 и к входу блока 8 нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-возрастающей характеристикой. Выход блока 6 нелинейности по средней температуре соединен с прямым входом третьего сумматора 9, к инверсному входу которого подключен выход блока 8 нелинейности по температуре поверхности. Выход сумматора 9 подключен к управляющему входу источника 3 питания. Выход задатчика 10 опорного напряжения через второй сумматор 11 подключен к второму входу первого сумматора 7. Выход датчика

4 тока подключен к инверсному входу второго сумматора 11 через последовательно соединенные квадратор !2 и апериодическое звено 13.

Блок 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падак>щей характеристикой может быть реализован по схеме (фиг. 4) на операционных усилителях 14—

16. На усилителях 14 и 16 реализованы прецизионные однополупериодные выпрямители с сумматорами на входе, на операционном усилителе 15 реализован сумматор.

Блок 8 нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-воз стающей характеристикой может быть реализован по схеме (фиг. 5) на операционных усилителях 17 и 18. На усилителе 17 реализован однополупериодный прецизионный выпрямитель с сумматором на входе, на операционном усилителе 18 — — инвертирующий усилитель.

Задатчик 10 опорного напряжения выполняет роль блока задания тепловых потерь

19329

5

2 и может быть реализован на базе источника опорного напряжения.

Квадратор 12 может быть реализован на аналоговом перемножителе сигналов в интегральном исполнении.

Установка работает следующим образом.

Сигнал датчика 5 температуры поверхности выходной заготовки поступает на блок 8 нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-возрастающей характеристикой. До тех пор, пока температура поверхности выходной заготовки не достигнет уровня уставки Uoz блока 8, на индукторе поддерживается максимально возможное напряжение. По достижении температуры поверхности значения уставки поддерживается температура поверхности выходной заготовки на заданном уровне за счет возрастающего участка характеристики блока 8.

Сигнал с датчика 4 тока индуктора преобразуется в квадраторе 12 в сигнал пропорциональной удельной мощности на поверхности заготовки, который поступает на вход апериодического звена 13. Сигнал с выхода апериодического звена 13 вычитается в сумматоре 11 из сигнала с выхода блока 10 задания тепловых потерь. Сигнал по температуре поверхности выходной заготвки 2 поступает на сумматор 7, где складывается с сигналом с выхода сумматора 11.

С выхода сумматора 7 сигнал по средней температуре выходной заготовки 2 поступает на вход блока 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падающей характеристикой. Перемещение заготовок осуществляется в момент достижения средней температуры выходной заготовки 2 заданного значения. Превышение средней температуры заготовки ее максимально допусимого значения Upi исключается за счет падающего участка характеристики блока 6 нелинейности по средней температуре при средней температуре заготовки выше заданной Uo .

Значение уставки блока 8 выбирается исходя из заданных значений средней температуры и теплоперепада в конце нагрева и уровня тепловых потерь. Наиболее точно это значение можно определить путем математического моделирвания нагрева заготовки от начальной температуры до заданной при постоянной удельной мощности на поверхности заготовки.

Входные и выходные сигналы отмечены

UBx u Цвн. .

Установка позволяет повысить качество нагрева заготовок и уменьшить количество брака. Нагрев заготовок в предлагаемой установке происходит в режиме, близком к режиму нагрева с постоянной температурой поверхности, что позволяет сократить время нагрева заготовок и увеличить производительность установки как в нестационарных, так и в стационарном режиме работы нагревателя.

1319329 02 01

Формула изобретения

Методическая индукционная нагревательная установка по авт. св. 1159179, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества нагрева заготовок, в установку введены третий сумматор и блок нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-возрастающей внешней характеристикой, вход которого соединен с выходом датчика температуры, а выход подключен к инверсному входу третьего сумматора, прямой вход которого соединен с выходом блока нелинейности по температуре, а выход — с управляющим входом источника питания.

1319329

Ф б

Составитель О. Турпак

Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 2536/58 Тираж 801 Подписное

В1!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4