CN1042501C - 板材棱边加热用的感应加热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的用于加热板材棱边的感应加热系统包括一组电感器(1A、1B)，移动机构(7、9)，马达(8)，驱动量检测装置(7)，阻抗检测装置(11、12、13)阻抗状态校准装置(15)，差值计算装置(14)以及控制装置(16、17)。该阻抗检测装置(11、12、13)检测电感器的阻抗，阻抗状态校准器设定一个阻抗状态，控制装置(16)将阻抗状态和检测的阻抗之间差值以及由驱动量检测装置(17)获得的马达(8)的驱动量反馈给电机(8)。
Description
本发明涉及一种用于加热板材左右棱边的感应加热系统。
在轧制线中，板材连续地移动和轧制。这种工况中，具有大范围温降的板材恰好进入轧机之前由感应加热，这样确保板材处于温度一致的状态，然后轧制。图1揭示了上述工况中应用的现有感应加热系统。
如图1所示，作为感应加热系统主要部件的电感器装置1包括两个电感器1A和1B。该电感器1A和1B分别具有C形轭架2A和2B。C形轭架2A和2B的立柱上分别缠绕加热线圈3A和3B。射频(RF)电源4向加热线圈3A和3B供给高频电流。电感器1A和1B配置在轧制线上，以使板材b位于c形轭架2A和2B的开口5A和5B中。电感器1A和1B的底部分别设置若干由电机8驱动的轮7。这样，电感器1A和1B在导轨9上移动到轧制线的中央侧(从板材6的侧边到该中央)，如箭头所示。
构成电感装置1的电感器1A和1B设置在轧制线的左右两侧，以使板材6的左右两边(即板材6的棱边线侧)位于电感器1A和1B的开口5A和5B之间。来自RF电源4的高频电流输至加热线圈3A和3B，这样由电感器1A和1B产生的磁力线穿过开口5A和5B。由此，板材6产生了因耦合磁力线导至的涡流，同时被感应加热。如图2所示，轧制线中，沿该线设置的输送辊子10移送所述的板材。然后，当板材6到达电感装置1时，该板材的棱边由电感器1A和1B产生的磁力线加热。
通常，产生按照板材6的宽度、厚度以及加热温度估算板材6和电感器装置1之间的重叠段长度L。然后按照予先估算的重叠段长度L确定电感器装置1的位置。
然后，板材6在输送辊子移送时经常左右移动。鉴于此，板材6的和电感装置1之间的重叠段长度经常产生变化。这就产生了该板材不能均匀加热的问题。
本发明的目的是提供一种用于加热材材棱边的感应加热系统，该系统中，当输送过程中板材产生左右位移时，该板材的棱边也能够均匀地感应加热。
本发明的目的是通过下述用于加热板材棱边的感应加热系统实现的，这种系统包括：电感加热装置，其配置于移动的板材棱边线侧，用于感应加热该板材；移动装置，其用于将该感应加热装置从该板材的棱边线侧移动到该板材的中央；以及一个控制部分其用于控制所述移动装置，所述控制部分包括：阻抗检测装置，其用于检测所述感应加热装置的阻抗；阻抗状态校准装置，其用于设定感应加热装置的一个预定阻抗状态；计算装置，其用于计算由所述阻抗校准装置设定的阻抗状态和由所述阻抗检测装置检测到的阻抗之间的差值；以及控制装置，其用于根据所述计算装置计算的差值控制所述移动装置。
此外，为了达到本发明所述的目的，本发明还提供一种用于加热板材棱边的感应加热系统，该系统包括一组配置在所述移动的板材纵向棱边位置并感应加热该板材的电感器，该电感器具有带开口，并缠绕线圈的轭架；一个向上述线圈输送高频电流的高频电源；一个将上述电感器从板材纵向棱边位置移动到该板材中央的移动机构；一个用于驱动上述移动机构的马达；一个检测马达驱动量的旋转检测器；一种用于检测所述线圈阻抗的阻抗检测器；一种用于根据所述板材加热状态而设定阻抗状态的加热状态校准装置；一种用于计算由所述阻抗状态校准装置设定的阻抗状态和由阻抗检测器检测的阻抗之间差值的比较器，以及一种将上述比较器计算的差值及旋转检测器检测的驱动量反馈给马达的马达控制器。
现在叙述本发明所述的用于加热板材棱边的感应加热系统的运行过程。
更准确地说，板材移送时会产生左右位移，这导致重叠段长度经常变化。重叠段长度的改变则引起线圈阻抗的变化。正常情况下，阻抗由阻抗检测器检测，检测的阻抗输入比较器。该比较器将检测的阻抗与加热状态校准器输出的设定阻抗加以比较，并根据该阻抗差发出一个信号输给马达控制器。其结果马达驱动，电感器移动，重叠段长度调整至设定长度。由此，板材在设定的加热状态下进行感应加热。
图1是一个总图，表示了一个现有的用于加热板材棱边的感应加热系统；
图2是图1的板材边感应加热系统的侧视图；
图3是一个本发明所述实施例的主体部分的视图，该实施例表示了一个用于加热板材棱边的感应加热系统；
图4是一个坐标图，该图表示了一个阻抗差与一个控制量之间的关系。
现参考图3描述本发明的一个实施例。
本实施例所述的感应加热系统的一个主要器件-电感器组件1包括两个电感器1A和1B。这两个电感器各自具有C形轭架2A和2B。加热线圈3A和3B缠绕在相应的C形轭架2A和2B开口边的主柱上。一个RF电源4将一个高频电流输送至加热线圈3A和3B。电感器1A和1B配置在轧制线上，这样就可将板材6放置在C形轭架2A和2B的开口5A和5B中。两个电感器1A和1B的底部均配置若干由马达8驱动的轮7。因此，电感器1A和1B在导轨9上可移动至轧制线路的中央(从板材6的边线侧至中央)，如箭头所示。
导线4A连接一个变流器11和一个变压器12。变压器12和变流器11检测导线4A的电压和电流。该检测的电流值和电压值输进阻抗检测器13。然后阻抗检测器13测定取决于该电流值和电压值的阻抗。该检测的阻抗基本上相当于线圈3A和3B的阻抗。线圈3A和3B阻抗的变化取决于板材6在开口5A和5B中重叠的长度。
一个校核加热状态的装置15根据按照板材宽度、厚度以及加热温度使其能够获得合适加热这一要求来设定阻抗。一个比较器14将由校核加热状态的装置15输出的设定阻抗与由阻抗检测器输出的检测到的阻抗进行比较，从而获得两者的阻抗差。然后将该阻抗差输入一个马达控制器16。
该马达控制器16根据比较器14输出的阻抗差控制马达8，这样就能调节电感器1A和1B的状态。一个与马达8相连的脉冲发生器17产生一个输入比较器14的状态检测信号。马达控制器16具有图4所示的控制表。该控制表揭示了阻抗差与马达8控制值之间的关系。举例来说，当阻抗差为ΔZ1，抗制值为ΔL1，来自脉冲发生器17的状态检测信号反馈到马达8，这样就调整了控制值ΔL1。
按照上述本发明实施例所述的感应加热系统，需完成下述操作。
更准确地说，所述的校核加热状态的装置15根据按照材料宽度、厚度以及加热温度使其能够获得合适加热这一要求来设定阻抗。一个校准阻抗的相应信号输入比较器14。
另一方面，板材6由输送辊子10沿轧制线输送，其棱边在电感器1A和1B之间通过，该板材由电感器1A和1B产生的磁力线感应加热。由RF电源4输出的高频电流通过导线4A输进电感器1A和1B的加热线圈3A和3B。电流由配置在路4A中的装置变流器11检测，电压由变压器12检测。
检测的电流值和电压值输入阻抗检测器13，这样就检测了阻抗。比较器14将该检测阻抗和由加热状态校准装置15输出的设定阻抗互相比较。一个根据该阻抗差产生的信号输入马达控制器16。这样，马达被驱动，电感器1A和1B移动，即可调整板材6的棱边与电感器1A和1B之间的重叠段长度L。
当输送板材6时，该板材左右移动，重叠段长度L产生变化。一旦重叠段长度发生变化，线圈3A和3B的阻抗随着重叠段长度L的改变而改变。内于载流线路4A中连接装置变流器11和装置变压器12，阻抗检测器13根据上述测量值检测阻抗。如果重叠段长度L增加，则阻抗增加。相反，如果重叠段长度L减少，阻抗减小。该检测阻抗输入比较器14。然后，比较器14将检测的阻抗和加热状态校准装置15输出的设定阻抗互相比较；根据获得的阻抗差产生的信号输入马达控制器16。其结果导致马达8驱动，移动了电感器1A和1B。脉冲发生器17检测电感器1A和1B的每个的位置，该位置信号反馈到电机控制器16。根据反馈的位置信号和阻抗差，电机控制器16将重叠段长度L调至一个予定的段长度。由此，板材6在合适的加热条件下感应加热。
此外，作为本发明的另一个实施例是改进加热状态校准装置15，是使设定的阻抗是在一个许可的范围。比较器14将检测阻抗与允许范围内的阻抗加以比较。如果比较值超过了允许的阻抗范围，计算比较值与允许阻抗范围之间的差值。然后，相应于该计算差值的信号输入马达控制器16，马达驱动，逐移动电感器1A和1B，而将检测阻抗控制在允许的阻抗范围内。
如上所述，按照本发明的用于加热板材棱边的感应加热系统，电感器根据板材输送过程中的左右移动而移动，以便保持所说的重叠段长度恒定，在合适的状态下感应加热板材的棱边。
Claims (8)
1．一种用于加热板材棱边的感应加热系统，它包括：电感加热装置(1)，其配置于移动的板材棱边线侧，用于感应加热该板材；移动装置(7,8,9)，其用于将该感应加热装置(1)从该板材的棱边线侧移动到该板材的中央；以及一个控制部分(11-17)，其用于控制所述移动装置(16,17)，其特征在于所述控制部分(11～17)包括：
阻抗检测装置(11,12,13)，其用于检测所述感应加热装置(1)的阻抗；
阻抗状态校准装置(15)，其用于设定感应加热装置(1)的一个预定阻抗状态；
计算装置(14)，其用于计算由所述阻抗校准装置(15)设定的阻抗状态和由所述阻抗检测装置(11,12,13)检测到的阻抗之间的差值；以及
控制装置(16,17)，其用于根据所述计算装置(14)计算的差值控制所述移动装置(7,8,9)。
2．根据权利要求1的系统，其特征在于所述的感应加热装置(1)包括一组配置在所述板材两个棱边线侧处的电感器(1A、1B)以及一个向所述电感器(1A、1B)输送高频电流的高频电源。
3．根据权利要求2的系统，其特征在于每个电感器(1A、1B)具有一个轭架(2A)，该轭架(2A)具有一个开口(5A)以及缠绕在该轭架(2A)上的线圈(3A)。
4．根据权利要求3的系统，其特征在于板材的棱边线侧配置在所述开口(5A)中。
5．根据权利要求1的系统，其特征在于所述的移动装置(7、8、9)包括移动机构(7、8、9)，其用于将所述感应加热装置(1)从所述板材的棱边线侧移动到所述板材的中央。
6．根据权利要求5的系统，其特征在于所述控制装置(16,17)包括驱动量检测装置(17)，其用于检测电机(8)的驱动量以及一个控制器(16)，其用于将根据所述计算装置(14)计算的差值和由驱动量检测装置(17)检测的驱动量反馈给所述马达(8)。
7．根据权利要求1的系统，其特征在于所述的阻抗状态校准装置根据板材的加热状态设定一种阻抗状态。
8．根据权利要求1的系统，其特征为所述的控制装置(16、17)包括用于控制所述移动装置(7、8、9)的装置(16)，以便使由所述阻抗状态校准装置(15)设定的阻抗状态和由阻抗检测装置(11、12、13)检测的阻抗之间的差值为零。
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