Индукционная нагревательная установка периодического действия

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - снижение потерь электроэнергии. Установка периодического индукционного нагрева содержит индуктор 2, короткоеамкнутые катушки (КК) 3, корректирующие, электромагнитное поле по длине. КК 3 снабжены ключом 4 с блоком 5 управления ключами. На элементе 7 сравнения сравнивается время, оставшееся до . конца процесса, и время коррекции теплового режима, при их равенстве подается сигнал на блоки 5 управления ключами. Коррекция заканчивается в момент окончания нагрева. Приведена конструкция датчика 6 полного времени, нагрева, обеспечивающая повьшзение точности коррекции. 1 з.п, ф-лы, 3 ил. (С Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 Н 05 В 6 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3935632/24-07 (22) 01.08.85 .(46) 07.10.87. Бюл. Ф 37 (72) Ю.Н.Бойков, С.Е.Бродерзон, N.Ю. Лившиц, Г.Н.Рогачев и С.В.Щекутин (53) 621. 365. 52 (088. 8) (56) Злектротермия. Сборник. М.: Информэлектро, 1977, вып. 6 (178), с. 13-15.

Патент Японии 1 57-47555, кл, Н 05 В 6/10, 1982. (54) ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — снижение потерь электроэнергии. Установка периодического индукционного нагрева содержит индуктор 2, короткозамкнутые катушки (КК) 3, корректирующие. электромагнитное поле по длине. КК 3 снабжены ключом 4 с блоком 5 управления ключами. На элементе 7 сравнения сравнивается время, оставшееся до конца процесса, и время коррекции теплового режима, при их равенстве подается сигнал на блоки 5 управления ключами. Коррекция заканчивается в, момент окончанйя нагрева. Приведена конструкция датчика 6 полного времени, нагрева, обеспечивающая повышение точности коррекции, 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

13435 б5

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано в машиностроении и металлургии.

Цель изобретения — снижение потерь электроэнергии.

На фиг, 1 и 2 представлены блоксхемы установки; на фиг, 3 — блоксхема датчика полного времени нагрева для блок-схемы на фиг, 2. 1О

Установка содержит источник 1 . питания с необходимыми для компенсации реактивной мощности индуктора конденсаторными батареями, подключенный к источнику питания индуктор 2, карат- i5 козамкнутые катушки 3, служащие для коррекции электромагнитного поля по длине индуктора, соединенные последо-. вательно С короткозамкнутыми катушками 3 ключи 4, блоки 5 управления 2р ключами, датчик 6 полного времени нагрева, датчик 7 текущего значения времени нагрева, первый 8 и нторой 9 элементы сравнения, задатчик 10 времени коррекции электромагнитного па-- 25 ля индуктара, кампаратор 11

Датчик б полного времени нагрева содержит задатчик !2 конечной темпе-ратуры иэделия, датчик 13 температуры изделия, выход которого подключен 30 к второму входу первого аналогового делителя 14, выход которого подключен к первому входу второго аналого-. вого делителя 15, к второму входу которого подключен задатчик 12 конечной температуры изделия.

При нагреве возникает отклонение от заданной температуры, которое может быть скорректировано путем подключения дополнительных коротказамкнутых катушек 3, замыкаемых ключами 4.

Если коррекция электромагнитного поля по длине индуктара осуществляется в течение всего времени нагрева, это приводит к увеличению потерь электроэнергии. Предпочтительнее начинать коррекцию электромагнитного поля н ранее, чем за Р = 0,25-0,5 до окончания процесса нагрева, где 7 а — безразмерное время (критеlг E рий Фурье), а — температуропроводность материала нагреваемого изделия, 1 — линейный размер тела, вдоль которого исчисляется термоперепад, с время.

Большее значение безразмерного времени относится к прецизионному нагреву, меньшее значение — к обычному, Если н некоторый момент в теле имелся термоперепад лТ, через время

F, = 0,25 термаперепад составит меньше 0,07557 ., a спу"тя F = 0,5 — меньше 0,01йТ, если в течение этого времени не возникнет нового термоперепада вследствие неравномерности нагрева для охлаждения. Эта значит, чта термаперепад, возникший ранее, чем за F, = 0,25-0,5 до окончания процесса нагрева, успевает почти полностью рассосаться и незначительна оказывается на конечной равномерности температурного поля.

Если начинать коррекцию позднее, чем за 0,25 F. да окончания нагрева, имевшийся н теле термаперепад успеет рассосаться лишь да значения, превышающего 8К исходнсй величины, что снизит качество нагрева, Если начи— пать коррекцию ранее, чем за 0,5 Г,, перепад рассосется до значения меньшега, чем 17. исходной величины, но при этом возрастут потери электроэнергии в индукционной установке.

Если же начинать коррекцию электромагнитного паля индук..ара за F, 0,25 — 0,5 до окончания процесса нагрева, можно получить требуемую равномерность нагрева па длине изделия.

При этом уменьшится расход электроэнергии за сче- снижения потерь в дополнительных катушках, а следовательно, увеличится КПД; индукционной ! установки, Устройство раба "aет следующим аб разам, Текущее время и полное время с датчика 6 сравниваются н элементе 8 и их разность. пропорциональная вре-мени, оставшемуся да конца нагрева, на втором элементе 9 сравнивается с сигналом ат задатчика времени коррекции (фиг. 1),.

Когда эти времена сравниваются, сигнал через компаратар подается на блоки 5 управления и к.чючк 4 замыкаются. Начинается коррекция неравномерности нагрева, которая заканчивается к концу нагрева и., следовательно, дополнительный расход энергии в катушках 3 будет минимальным.

В условиях действия возмущений, приводящих к изменению скорости нагрева, устройство работает, как показано на фиг, 2, где полное время процесса нагрева необходимо определять в ходе нагрева каждого изделия, Этой

1343565 цели служит датчик 6 полного времени н аг ре в а. Датч ик р аб о т ае т следующим образом.

В момент начала процесса нагрева

5 одновременно с датчиком текущего значения времени нагрева включается в работу датчик 13 температуры изделия.

В каждый момент времени на выходе первого аналогового делителя 14 присутствует сигнал Т()/u равный отношению достигнутой изделием в момент температуры T(r к самому значению времени, т,е. равный средней за время ь скорости нагрева. Считая, что 15 в дальнейшем нагрев будет продолжаться с той же скоростью, полное время процесса нагрева можно принять равным

Тк.ь/Т, т.е, отношению требуемого значения конечной температуры Т к скорости нагрева. Подавая на второй вход второго аналогового делителя 15 с задатчика конечной температуры 12 сигнал, пропорциональный Т„, будем иметь на выходе делителя 15 сигнал, 25 пропорциональный полному времени процесса нагрева, Предлагаемое устройство позволяет провести коррекцию нагрева изделия с наименьшим расходом энергии. 30

Формула изобретения

1. Индукционная нагревательная установка периодического действия, содержащая индуктор, подключенный к источнику питания, и по меньшей мере одну короткозамкнутую катушку, в цепи которой установлен ключ с блоком управления, отличающая с я тем, что, с целью снижения потерь электроэнергии, установка дополнительно снабжена компаратором, двумя элементами сравнения, задатчиком времени коррекции и датчиками текущего и полного времени нагрева, выходы последних подключены к входам первого элемента сравнения, выход которого и выход задатчика времени коррекции соединены с входами второго элемента сравнения, связанного через компаратор с входами блоков управления ключей.

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности определения полного времени, датчик полного времени нагрева содержит датчик температуры, задатчик конечной температуры и два аналоговых делителя, первый вход первого делителя соединен с дополнительным выходом датчика текущего времени, второй — с датчиком температуры, а выход — с первым входом второго делителя, к второму входу которого подключен задатчик конечной температуры,причем выход второго делителя служит выходом датчика полного времени.

1343565

Составитель О. Турпак

Техред М.Дидык Корректор М. Пожо

Редактор П.Гереши

Заказ 4837/57 Тираж 801 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