Способ управления режимом нагреваферромагнитных изделий b индукцион-ной установке

 

Союз Советскни

Соцмапмстическкк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (il)843316 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.08.79 (21) 2812942/24-07 (51) М.К . с присоединением заявки №вЂ”

Н 05 В 6/06 (23) Приоритет—

Гввудврствеиимй комитет (53) УДК 621.365..52 (088.8) Опубликовано 30.06.81. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.81 ло делам изобретений и еткрмтий

) А. Б. Кувалдин, Е. В. Долбилин, Ю. М. Панин

Н. И. Кондаков..р (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ НАГРЕВА

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ИНДУКЦИОННОЙ

УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению электрическим режимом индукционных установок.

Известны способы управления режимом нагрева в индукционных установках путем контроля электрических и тепловых параметров и регулирования их значения изменением напряжения или тока. Регулирование по температуре нагреваемого тела обеспечивается с помощью пирометрических приборов и термопар (1).

Однако пирометры и контактные термометры измеряют температуру поверхности нагреваемого тела, термопары хотя и позволяют измерять температуру по сечению нагреваемого тела, однако в промышленных условиях этот метод измерения непригоден.

Известны также способы автоматического регулирования режима нагрева индукционных установок изменением величины емкости компенсирующей батареи.

Однако применение данных способов значительно усложняет конструкцию и систему управления режимом нагрева.

Известен способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измеряют электрические параметры индуктора выделяют сигнал управления, сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласования изменяют подводимое к индуктору напряжение до устранения этого рассогласования. В качестве с игнала управления используют ток индуктора, напряжение на индукторе, частоту тока питающего индуктор и другие параметры (2).

Недостатком этих способов, особенно при нагреве ферромагнитных изделий, является недостаточная точность регулирования режима нагрева, так как при этом искажается форма кривой тока и он становится не синусоидальным.

Цель изобретения — повышение точности регулирования режима нагрева.

15 Указанная цель достигается тем, что в качестве сигнала управления используют отношение амплитуд высших гармоник тока индуктора к действующему значению этого тока.

На фиг. 1 изображена блок-схема уст® ройства, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 — зависимости отношения выс-, ших гармоник тока индуктора А к величине действующего значения этого тока А1 от

84331

50 вождается ростом удельного электрического сопротивления, а следовательно, ведет к уве- 55

50 температуры изделия; на фиг. 3 — зависимость отношения высших гармоник к величине действующего значения тока от удельной поверхностной мощности.

Кривые а и г соответствуют относительному значению третьей гармоники; б и д— пятой гармоники; в и е — седьмой гармоники

Амплитуды более высоких гармоник малы и более трудно фиксируются. Четные гармоники в кривой тока отсутствуют.

Зависимости (фиг. 2) сответствуют изменению температуры от 20 до 600 С, т.е. до точки магнитных превращений, при этом значение удельной поверхностной мощности постоянно, а зависимости (фиг. 3) — постоянному значению температуры нагреваемого издел ия.

В качестве нагреваемого изделия применяются полые и сплошные цилиндры из ферромагнитных сталей диаметров 80 — 320 мм, диаметр индуктора 360 мм. Измерение температуры по сечению нагреваемого изделия проводится с помощью термопар хромель-капель, Способ основан на нелинейной зависимости магнитного потока от тока индуктора, что ведет к искажению формы тока и появлению в нем высших гармонических. Изменение величины удельной поверхностной мощности приводит к изменению магнитного потока, замыкающегося через нагреваемов изделие, а следовательно, изменяется величина искажения тока индуктора. При постоянном значении температуры величины высших гармонических тока дают информацию о изменении удельной поверхностной мощности.

Увеличение теспературы изделия сопроличению полного сопротивления и его составляющих системы индуктор-металл. Увеличение сопротивления при постоянном значении удельной поверхностной мощности приводит к уменьшению магнитного потока и как результат этого уменьшаются искажения кривой тока индуктора. Следовательно, величины высших гармонических дают информацию о изменении средней температуры изделия, поэтому задав определенное соотношение высших гармонических к действующему значению тока индуктора, мы можем, контролировать выше приведенные параметры (удельную поверхностную мощность и температуру изделия).

Устройство для реализации состоит из индуктора 1, коммутирующего устройства 2, датчика 3 тока, избирательных фильтров 4, источника 5 нормированных напряжений, узла 6 сравнения и блока 7 управления коммутирующим устройством.

2О

25 зо

6 . 4

Устройство работает следующим образом

При подаче напряжения на индуктор 1 путем замыкания коммутирующего устройства 2 в цепи индуктора протекает ток, форма которого при наличии ферромагнитной загрузки искажена. Величина искажения тока пропорциональная магнитному потоку, замыкающемуся через нагреваемое изделие. С датчика 3 тока сигнал, пропорциональный току индуктора 1, подается на избирательные фильтры 4, настроенные на К-тую гармонику или спектр гармоник, амплитуды которых наиболее сильно зависят от изменения температуры и удельной поверхностной мощности. Далее сигнал через избирательные фильтры 4 подается на узел б сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с источника 5 нормированных напряжений, состоящий из и- ступеней опорного напряжения. Каждая из е-ступеней соответствует определенному диапазону измерения тока в цепи индуктора 1 согласно кривой намагничивания для нагреваемого материала. Узел 6 сравнения вырабатывает сигнал, соответствующий определенному режиму нагрева, который подается на блок

7 коммутирующего устройства.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить среднее значение температуры по сечению нагреваемого ферромагнитного изделия и контролировать величину удельной поверхностной мощности, что позволяет повысить точность регулирования режима нагрева изделия.

Формула изобретения

Способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измеряют электрические параметры индуктора, выделяют сигнал управления, сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласования изменяют подводимое к индуктору напряжение до устранения этого рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования режима нагрева, в качестве сигнала управления используют отношение амплитуд высших гармоник тока индуктора к действующему значению этого тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Свенчанский А. Д., Гуттерман К. Д.

Автоматическое регулирование электрических печей. М., «Энергия», 1965, с. 11 — 117, 272 †2.

2. Электрооборудование и автоматика электротермических установок. М., «Энергия», 1978, с. 201 — 216.

843316

Составитель О. Турпак

Редактор Я, Ковач Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 5179/86 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4