Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам нагрева рабочего инструмента. Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры. Используют блок защиты от импульсных помех, через который фильтр нижних частот с усилителем ограниченного усиления соединен с входом блока сравнения. В случае отсутствия импульсных помех во входном сигнале блока защиты от импульсных помех аналоговое устройство выбора - хранения отслеживает режим "Выборка" и передает на вход блока защиты от импульсных помех. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 J 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 997936 (21) 4423844/31-27 (22) 12.05.88 (46) 15.02.90. Бюл. № 6 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С. С. Конюхов, В. А. Шундалов, И. Ю. Стадник и С. А. Шабалина (53) 621.73.073 (088.8) (56) Авторское свидетельство СС С P № 997936, кл. В 21 J 1/06. о81.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам нагрева рабочего инструмента, и является дополнительным к основному авт. св. № 997936.

Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением; на фиг. 2 — блок-схема блока защиты от импульсных помех.

Блок-схема устройства (фиг. 1) состоит из датчика напряжения индуктора 1, задатчика напряжения генератора 2, датчика температуры рабочего инструмента 3, соединенного через фильтр нижних частот с усилителем ограниченного усиления (ФНЧ)

4 с блоком защиты от импульсных помех 5, который соединен с вторым входом блока

Сравнения 6, первый вход которого соединен с датчиком напряжения индуктора 1, а тре„.Я0„„1542683 А 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛОВ ПОД ОБРАБОТКУ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам нагрева рабочего инструмента. Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры. Используют блок защиты от импульсных помех, через который фильтр нижних частот с усилителем ограниченного усиления соединен с входом блока сравнения. В случае отсутствия импульсных помех во входном сигнале блока защиты от импульсных помех, аналоговое устройство выбора — хранения отслеживает режим

«Выборка» и передает на вход блока защиты от импульсных помех. 2 ил. тий вход — с задатчиком напряжения генератора 2. Выход блока сравнения 6 подключен к исполнительному элементу 7.

Блок-схема блока защиты от импульсных помех (фиг. 2) состоит из дифференцирующего усилителя 8, соединенного с первым входом первого двухпорогового компаратора

9, второй вход которого соединен с задатчиком максимальной скорости изменения температуры инструмента 10. Первый двухпороговый компаратор 9 соединен с первым входом схемы ИЛИ 11, второй вход которой подключен к второму двухпороговому компаратору 12. Схема ИЛИ 11 соединена с первым входом аналогового устройства выборки-хранения (УВХ) 13. Вход дифференцирующего усилителя 8, первый вход второго двухпорогового компаратора 12, второй вход аналогового устройства выборки-хранения 13 объединены и образуют вход блока защиты от импульсных помех. Выход аналогового устройства выборки-хранения

1542683

13 соединен со вторым входом второго двухпорогового компаратора и является выходом блока защиты от импульсных помех.

Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением работает следующим образом.

С помощью задатчика напряжения генератора 2 (фиг. 1) задается требуемое значение напряжения на индукторе. Электрический сигнал с датчика напряжения индуктора 1 пропорционален напряжению индуктора и является обратной связью системы регулирования. Датчик температуры рабочего инструмента (термопара) 3 дает электрический сигнал, пропорциональный температуре рабочего инструмента. Электрический сигнал с датчика температуры рабочего инструмента 3, содержащий информацию о температуре рабочего инструмента, наведенные в цепь ЭДС от переменного магнитного поля индуктора и ЭДС от импульсных помех, возникающих при работе исполнительного элемента 7 и коммутации мощных потребителей тока, поступает на вход ФНЧ

4. ФНЧ 4 отфильтровывает сигнал датчика температуры рабочего инструмента 3 от

ЭДС переменного магнитного поля индуктора, имеющих спектр частот выше частоты среза (15 Гц), но пропускает сигналы ЭДС импульсных помех, которые складываются или вычитаются (в зависимости от знака) с сигналом, содержащим информацию о температуре рабочего инструмента. Электрический сигнал с ФНЧ поступает в блок защиты от импульсных помех 5. В блоке защиты от импульсных помех 5 осуществляется выборка и хранение сигнала, пропорционального температуре рабочего инструмента 3, предшествующего появлению сигналов

ЭДС импульсных помех, на вре1 гя воздействия сигналов ЭДС от импульсных помех.

Так как длительность сигналов ЭДС от импульсных помех не превышает постоянной времени датчика температуры рабочего инструмента (66,7 мс), то к моменту окончания импульса помехи величина сигнала с датчика температуры инструмента практически не изменяется.

Таким образом, на выходе блока защиты от импульсных помех присутствует только электрический сигнал датчика температуры рабочего инструмента 3, т. е. повышается помехозащищенность устройства в целом и, как следствие, повышается точность регулирования температуры. Электрические сигналы с датчика напряжения индуктора 1, задатчика напряжения генератора 2 и блока защиты от импульсных помех 5 поступают в блок сравнения 6. где складываются с учетом их полярностей. Суммарный сигнал из блока сравнения 6 поступает на исполнительный элемент 7 (ЭМУ, тиристорный возбудитель), который питает обмотку возбуждения генератора. Таким образом, сигнал датчика температуры рабочего инструмента

3 проходит через ФНЧ 4, блок защиты от импульсных помех 5, воздействуя на сумму сигналов от датчика напряжения индуктора

1 и задатчика напряжения генератора 2, изменяет величину суммарного сигнала от блока сравнения 6 и тем самым вносит коррекцию в величину напряжения индуктора в зависимости от температуры рабочего инструмента.

Блок защиты от импульсных помех рабо1Р тает следующим образом (фиг. 2).

Входной сигнал поступает на дифференцирующий усилитель 8, второй двухпороговый компаратор 12 и второй вход аналогового устройства выборки-хранения 13. В случае отсутствия импульсных помех ао входном сигнале блока защиты от импульсных помех, аналоговое устройство выборокхранения 13 отслеживает его (режим «выборки») и передает на выход блока защиты от импульсных помех. В случае появления импульса помехи во входном сигнале блока защиты от импульсных помех, она дифференцируется дифференцирующим усилителем 8. Выходной сигнал дифференцирующего усилителя 8, пропорциональный скорости

5 изменения входного сигнала блока защиты от импульсных помех (по переднему фронту импульса помехи), поступает на первый вход первого двухпорогового компаратора 9, на второй вход которого поступает сигнал

Зр задатчика максимальной скорости изменения температуры инструмента 10. Выходной импульс первого двухпорогового компаратора 9 поступает на первый вход схемы ИЛИ

11 и затем на первый вход аналогового устройства выборки-хранения 13 и перево-.

35 дит его в режим хранения величины входного сигнала блока защиты от импульсных помех, поступавшего на его второй вход и пропорционального величине температуры инструмента. Выходной сигнал аналогового

4р устройства выборок-хранения 13 поступает на второй вход второго двухпорогового компаратора 12 и сравнивается с сигналом импульсной помехи, поступающим на его первый вход. Выходной сигнал второго компаратора 12, равный длительности помехи, поступает на второй вход схемы ИЛИ 11 и далее на первый вход аналогового устройства выборки-хранения 13, поддерживая его в режиме хранения на время действия помехи. В момент окончания импульса помехи во входном сигнале блока защиты от импульсных помех (на первом входе второго двухпорогового компаратора 12) второй двухпороговый компаратор 12 возвращается в исходное состояние и его выходной сигнал поступает на второй вход схемы ИЛИ 11, далее на первый вход аналогового устройства выборки-хранения 13, переводя его в режим выборки-слежения за величиной входного сигнала блока защиты от импульсных помех, пропорционального величине

1542683 температуры инструмента. Таким образом, исключается влияние импульсных помех на точность измерения температуры инструмента и работоспособность всего устройства для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением.

Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением позволяет повысить точность регулирования и измерения температуры на 20—

25% за счет исключения влияния импульсных помех на сигнал датчика температуры рабочего инструмента 3 (фиг. 1). Повышается стойкость штампового инструмента на

10% в связи с увеличением точности измерения температуры нагреваемого инструмента.

Устройство позволяет сократить расход электроэнергии на 20% за счет повышения точности поддержания температуры и исключения бросков потребления электроэнергии при появлении импульсных помех в системе регулирования.

Формула изобретения

Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением по авт. св. № 997936, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, оно снабжено блоком защиты от импульсных помех, при этом фильтр нижних частот с усилителем ограниченного усиления соединен с входом блока сравнения посредством блока защиты.

1542683

Составитель В. Карпычев

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 365 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101