Устройство регулирования индукционной печи

 

(72) Авторы изобретения

Г.А.Линденбург, М.М.Сафронов, Г.С.Столбецкий, В.И.Шубин и Б.Г.Юхнов

E„.

Государственный научно-исследовательский институт кварцевого стекла (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к технике регулирования высокочастотных электротермических установок, в частности кварцеплавильных печей с ламповыми генераторами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее источник питания (машинный генератор), высокочастотный контур, состоящий из конденсаторов и индуктора с высоковольтным трансформатором, блок программы, предварительный усилитель, усилитель, датчик (пояс Роговского, преобразователь (блок обратной связи) и сравнивающее устройство (l) .

Принцип работы известного устройства заключается в том, что сигнал, полученный с датчика (пояса Роговского), пропорциональный. току в контуре (при постоянной частоте), поступает в преобразователь, где может быть при помощи квадратов преобразован в сигнал, пропорциональный мощности контура, а следовательно, и мощности нагревателя (при постоянной частоте), и далее подается на сравнивающее устройство. Сигнал рас3 согласования со сравнивающего устройства через усилители поступает на управление источником питания— высокочастотным генератором.

Мощность, выделяемая в нагрева,теле высокочастотной печи, может быть выражена уравнением Р =

= К S Vf где К вЂ” коэффициент пропорциональности; S — ток в индукIS торе,f — частота тока контура.

Сигнал, полученный в датчике (поясе Роговского), может быть выражен соответственно формулой Е

20 К„-.5 ° f и при возведении его в квадрат — соответственно формулой Е

1= К -5 .f 2-. Такой сигнал и поступает на сравнивающее устройство при регулировании, 88

Как следует из сравнения двух математических зависимостей Р и с изменением частоты тока в контуре при регулировании вносится погрешность, пропорциональная Г® 2, Анализ показывает, что для ламповых генераторов типа ВЧИЗ-160/0,066 и

ВЧГЗ-! 60/0,066 на допустимое изменение частоты тока +7,9-6,6 кГц погрешность при регулировании составляет

+15,8-13,27 (27 на каждый кГц изменения частоты), что подтверждается и экспериментальными работами. Известная система автоматического регулирования не обеспечивает воспроизведения заданного температурного техФ нологического процесса.

Цель изобретения — повышение точности регулирования °

Поставленная цель достигается тем, ч то в из в ес тном ус тройс тв е, содержащем блок программы, сравнивающее устройство и узел обратной связи с датчиком и .преобразователем-квадратором, в узле обратной связи в цепь электрического сигнала после преобразователя-квадратора включены блоки деления частоты тока в степени 3/2, на которые подключены измеритель частоты така и блок извлечения квадратного корня из частоты тока, а блок деления включен на сравнивающее устройство.

На чертеже представлена с трук турная . схема предлагаемого устройства регулирования индукционной печи.

К высокочастотному источнику 1 питания подключен колебательный контур, состоящий из индуктора 2 и конденсаторной батареи 3. Датчик 4 тока (пояс Роговского) включен в цепь индуктора. Выход датчика тока подсоединен к преобразователю-квадратору 5 и измерителю 6 частоты, сигналы которых поступают соответственно на блок 7 извлечения квадратного корня -из частоты и блок 8 деления. Выход блока 7 извлечения квадратного корня и блока 8 деления также подключены к блоку 9 деления. Узел обратной связи и блок 10 программы подключены к .сравнивающему устройству 11. Сигнал с выхода сравнивающего устройства поступает на регулятор 12, который подключен к источнику питания, Принцип работы устройства заключается в следующем.

В датчике 4 тока индуцируется

ЭДС переменного тока, пропорциональ5779

25

55!

4 ная току колебательного контура (индуктора) и частоте, равной частоте тока контура. Сигнал с датчика тока поступает на преобразователь-квадратор 5, где происходит возведение его в квадрат, пропорциональный произведению мощности контура на частоту в квадрате, и далее этот сигнал поступает на блок 8 деления. Параллельно преобразователь-квадратору сигнал с датчика тока поступает на измеритель 6 частоты тока и с измерителя частоты тока — на блок 7 извлечения квадратного корня, С измерителя частоты тока и блока извлечения квадратного корня сигналы поступают на соответствующие блоки делений 8 и 9, где происходит деление сигналов, поступающих с преобразователя-квадратора, на частоту тока, а затем на корень квадратный из частоты.

Откорректированный по частоте то-. ка сигнал, пропорциональный мощности нагревателя, и сигнал с блока 10 программы поступают на сравнивающее устройство 11 и далее сигнал рассогласования поступает на регулятор

12, который управляет источником 1 питания.

Эффект предлагаемого изобретения состоит в том, что оно позволяет регулировать температурный процесс высокочастотных кварцеплавильных электропечей по заданной программе с точностью +17., что, в свою очередь, позволит стабилизировать геометрические параметры вырабатываемых на электропечи кварцевых труб и увеличить выход годной продукции.

Формула изобретения

Устройство регулирования индукционной печи, содержащее блок программы, сравнивающее устройство и узел обратной связи с датчиком и преобразователем-квадратором, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, в узле обратной связи в цепь электрического сигнала после преобразователя-квадратора последовательно включены блоки деления частоты тока, на которые подключены соответственно, как делители, блок измерения частоты тока и блок извлечения квадратного корня из частоты тока, 885779

Составитель А.Абросимов

Техред С.Мигунова Корректор Г.Назарова

Редактор М.Янович

Заказ 10523/59 Тираж .661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1<-35, Раушская наб °, д. 4/5

Филиал ПГН! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а блок деления включен на сравнивающее устройство.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Шепеляковский К.З. Программиро-. вание индукционного нагрева при термической обработке. "Электротермия".

Сборник. М., ВНИИЭСМ информстандартэлектро, !968, вып. 75, 76, с.85-89.