Индукционная нагревательная установка

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 и91 На) С51) 4 Н 05 В 6 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4246559/24-07 (22) 25.03.87 (46) 07.09.88. Бюл. У 33 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) А.И. Данилушкин, А..А. Базаров, Л.С. Зимин, В.С. Осипов и А.П. Морозов (53) 621 ° 365.52(088.8) (56) Патент Японии Ф 56-26358, кл. Н 05 В 6/36, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 831810, кл. С 21 D 1/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1343566, кл. H 05 В 6/06, 1985. (54) ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УС- .

ТАНОВКА (5,7) Изобретение относится к электротехнике. Цель — повьппение качества нагрева изделий путем корректировки связи между изделиями и индуктором.

В установку дополнительно введены обратные связи, выполненные в виде индуктивного датчика, преобразователя частоты в напряжение, и два источника

ЭДС, создающие сигналы, пропорциональные частоте питающего напряжения и величине магнитной проницаемости изделия в процессе нагрева, и с их учетом регулируют связь между индуктором и изделием. 1 ил.

1422406

Изобретение относится к электро термии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях промьпппенности, где применяются индукционные нагревательные установки.

Цель изобретения — повьппение качества нагрева изделий путем корректировки связи между индуктором и изделием.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемой установки.

Установка. содержит нагреваемое изделие 1, индуктор 2, источник 3 питания, датчики 4 и 5 напряженности магнитного поля, блок 6 деления, задатчик 7 зазора индуктор-изделие, регулятор 8, исполнительный механизм

9, индуктивный датчик 10, релейный 2р элемент ii ключ 12 первый 13 и второй 14 источники ЭДС, преобразователь

15 частота — напряжение и сумматор 16.

В качестве источника 3 питания может быть использован, например, тири- 25 сторный преобразователь частоты. Сумматор 16 имеет три независимых входа и выполняет функцию алгебраического сложения трех сигналов — напряжения задания, первого источника 13 ЭДС и 3О сигнала с выхода преобразователя 15 частота — напряжение, причем, сигналы с вь»хода источника 13 ЭДС и преобразователя 15 частота — напряжение имеют противоположные знаки.

Регулятор 8 имеет три независимых

35 входа, на один из них подают результирующий сигнал с выхода сумматора

16, на второй вход подсоединен через ключ 12 выход .второго источника 13

ЭДС, на третий вЂ,сигнал с выхода бло4О ка б деления. На входе регулятора 8 происходит алгебраическое сложение .всех сигналов, причем два последних сигнала вычитают из первого.

1 45

Установка работает следующим образом.

Пусть нагрев ферромагнитного изделия 1 осуществляют на частоте », при постоянном зазоре между индукто. ром 2 и изделием 1. Величина зазора задается сигналом с выхода задатчика 7. На входы сумматора 16 поступают сигнал U с выхода задатчика .

7„ сигнал с выхода источника 13 ЭДС и сигнал с выхода преобразователя

15 частота — напряжение, причем сигналь1 с выхода эадатчика 7 и с выхода источника 13 ЭДС, суммируются, а сигнал с выхода преобразователя 15 вычитается иэ этой суммы. Кроме того, сигналы с выхода источника 13 ЭДС и с выхода преобразователя 15 частота— напряжение подбирают таким образом, что они равны по величине при работе на частоте f< . Следовательно, пока нагрев осуществляют на частоте .эти сигналы компенсируют друг друга, и на выходе сумматора 16 сигнал равен П „ с выхода задатчика 7. Одновременно индуктивный датчик 10 формирует на выходе сигнал, обратно пропорциональный величине магнитной проницаемости »»» изделия 1. Пока изделие ферромагнитно, р» 7 1, сигнал с выхода индуктивного датчика 10 равен, например, нулю. При отсутствии сигнала на входе релейного элемента

11 ключ 12 разомкнут, а на втором входе регулятора 8 сигнал равен О.

На третий вход регулятора 8 поступает сигнал с выхода блока 6 деления.

Таким образом, на вход регулятора поступают два сигнала: сигнал задания П, соответствующий требуемой величине зазора, и сигнал с выхода блока 6 деления, соответствукиций фактическому зазору, причем второй сигнал вычитается из первого. Если фактический зазор равен заданному, разность этих сигналов равна нулю. При изменении зазора, например при его увеличении (что может быть вызвано, например, изменением толщины изделия), сигнал с выхода блока 6 деления уменьшается, разность сигналов становится больше нуля, регулятор 0 формирует сигнал, воздействующий на исполнительный механизм 9, перемещающий индуктор

2 в сторону уменьшения зазора до тех пор, пока зазор не станет равным заданному, а сигнал с выхода блока 6 деления не станет равным сигналу задания °

При переходе через точку Кюри (р=

1) скачкообразное изменение магнит ной проницаемости р вызывает скачкообразное уменьшение соотношения сигналов датчиков 4 и 5 напряженности магнитного поля на выходе блока 6 деления, который формирует ложный сигнал об увеличении зазора между индуктором и изделием, хотя зазор остается неизменным. Одновременно индуктивный цатчик 10.скачком изменяет си2 нал на выходе до максимального, релейный элемент 11 срабатывает и замыкает

14224 ключ 12, подсоединяя источник 14

ЭДС, к второму входу регулятора 8.

Сигнал с выхода источника 14 ЭДС вычитается из сигнала задания U

5 причем величина сигнала с выхода источника 14, ЭДС подбирают таким образом, чтобы он бып равен разности сигналов с выхода блока 6 деления при нагреве ферромагнитного изделия и после потери из магнитных свойств при неизменном зазоре. Вследствие этого,результирующий сигнал на входе регулятора 8 по прежнему остается равным нулю до тех пор, пока не произошло изменение зазора. При изменении зазора установка работает аналогично описанному.

При изменении частоты, например при ее увеличении, сигналы с выхода датчиков 4 и.5 напряженности магнитного поля увеличиваются и блок 6 деления формирует уменьшенный по сравнению с предыдущим режимом сигнал, свидетельствующий об увеличении 25 зазора, хотя в действительности он остался прежним.

Одновременно преобразователь 15 частота — напряжение формирует сигнал, пропорциональный частоте источника 3 питания. Величина этого сигнала превышает величину ЭДС источника 13. Сумматор 16 формирует на выходе сигнал, величина которого меньше по сравнению с сигналом задания U»< на величину, равную разности между сигналом с выхода преобразователя 15 частота — напряжение и сигналом с

-выхода источника 13 ЭДС.

Таким образом, на входы регулятора 8 поступают результирующий сигнал

40 с выхода сумматора 16 и сигнал с выхода блока 6 деления, причем оба сигнала уменьшаются на одну и ту же величину вследствие изменения (увеличения) частоты источника 3 питания, 45 так что их разность по-прежнему равна нулю, как и до изменения частоты, I в результате чего положение индукто ра 2 относительно изделия 1-остается неизменным. 50

При отклонении частоты в меньшую сторону установка работает аналогично описанному с той лишь разницей, что одновременно с увеличением сигнала на выходе блока 6 деления на ту 55 же величину возрастает сигнал на выходе сумматора 16 вследствие того, 06

4 что сигнал с выхода преобразователя

15 час:ота — напряжение становится меньше сигнала с выхода второго источника 13 ЭДС и их разность имеет тот же знак, что и сигнал задания

U»A с выхода задатчика 7.

Изменение любого параметра, влияющего на величину зазора (например, изменение толщины изделия), приводит к изменению сигнала на выходе блока 6 деления, который воздействует на регулятор 8, формирующий сигнал управления, воздействующий на исполнительный механизм 9, который перемещает индуктор в сторону уменьшения рассогласования.

Установка повышает точность регулирования температуры при нагреве ферромагнитных изделий при использовании источника питания нестабильности частоты.

Формула и з о б р е т ения

Индукционная нагревательная установка, содержащая подключенный к источнику питания индуктор, два датчика напряженности магнитного поля, установленные один на поверхности индуктирующего провода индуктора, обращенной к изделию, а другой— на противоположной поверхности, и соединенные выходами через блок деления с первым входом регулятора, выход которого подключен к входу исполнительного м анизма регулирования зазора индуктор-изделие, и задат чик указанного зазора, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повьг шения качества нагрева изделий путем корректировки связи между индуктором и изделием, установка снабжена сумматором, двумя источниками ЭДС, преобразователем частота — напряжение, ключом, релейным элементом и индуктивным датчиком, первый вход сумматора соединен с выходом задатчика, второй — с выходом первого источника ЭДС, а третий — через преобразователь частота — напряжение с выхо,дом источника питания, Выход сумматора подключен к второму входу регулятора, к третьему входу которого подключен выход второго источника

ЭДС через ключ, управляющий вход которого через релейный элеменг связан с выходом индуктивного датчика.

1422406

Составитель О. Турпак

Техред М.Ходанич

Корректор М. Васильева

Редактор О. Головач

Заказ 444 1/57 Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у . р л. П оектная 4