RU1777252C - Способ управлени режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке - Google Patents

Abstract

Существо изобретени : подают питание на индуктор, параллельно которому присоединен компенсирующий конденсатор. Измер ют электрические параметры колебательного контура, выдел ют сигнал управлени , сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласовани  измен ют подводимое к индуктору напр жение до устранени  этого рассогласовани , в качестве сигнала управлени  используют отношение сигнала, пропорционального квадрату резонансной частоты колебательного контура, образованного индуктором и компенсирующим конденсатором, к действующему значению тока через индуктор. 1 ил.

Description

Предлагаемый способ относитс  к электротехнике , а именно к управлению электрическим режимом индукционных установок.

Известны способы управлени  режимом нагрева в индукционных установках путем контрол  электрических и тепловых параметров и регулировани  их значени  изменением напр жени  или тока. Регулирование по температуре нагреваемого тела обеспечиваетс  с помощью пирометрических приборов и термопар 1.

Известен способ управлени  режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измер ют электрические параметры, выдел ют сигнал управлени , сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласовани  измен ют подводимое к индуктору напр жение до устранени  этого рассогласовани . В качестве сигнала управлени  используют ток индуктора, напр жени  на индукторе, частоту тока питающего индуктор и другие параметры 2.

Наиболее близким по технической сущности к эа  вл емому   вл етс  способ уп рав- лени  режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измер ют электрические параметры индуктора, выдел ют сигнал управлени , сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласовани  измен ют подводимое к индуктору напр жение до устранени  этого рассогласовани , причем в качестве сигнала управлени  используют отношение амплитуд высших гармоник тока индуктора к действующему значению этого тока 3 - выбираемый за прототип.

Недостатки этого способа невысока  точность регулировани  режима нагрева и сложность, обусловленные необходимостью измерени  амплитуд высших гармоник искаженного тока индуктора, что требует

«

Ё

I

VI VI VI

Ю (Л

ю

сложной аппаратуры дл  выделени  и измерени  этих гармоник. Выделение большого числа высших гармоник искаженного тока индуктора значительно усложн ет индукционную установку, а измерение малого числа высших гармоник снижает точность регулировани .

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  режима нагрева и упрощение .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе управлени  режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке , при котором измер ют действующее значение тока индуктора, резонансную час- тоту колебательного контура образованного индуктором и подключенным параллельно ему компенсирующим конденсатором , формируют управл ющий сигнал, сравнивают его с заданным и в случае рас- согласовани  измен ют напр жение питани  индуктора до его устранени , в качестве сигнала управлени  используют отношение сигнала пропорционального квадрату резонансной частоты колебательного контура образованного индуктором и компенсирующим конденсатором, к действующему значению тока индуктора. Это значительно упрощает способ регулировани , так как не требуетс  выделени  и измерени  больше- го числа амплитуд высших гармоник тока индуктора и в то же врем  существенно повышает точность регулировани  режима на- грепа ферромагнитных изделий, так как в прототипе точность регулировани  зависит от числа измеренных высших гармоник тока , в предлагаемом способе изменение собственной резонансной частоты колебательного контура зависит только от температурного режима издели  и величи- ны тока в индукторе. Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает высокой чувствительностью, точностью и простотой, что указывает на наличие у него новых положительных свойств, и доказыва- ет существенность отличий.

На чертеже приведена принципиальна  схема устройства.реализующего предлагаемый способ.

8 основе способа лежит зависимость резонансной частоты колебательного контура от индуктивности системы индуктор- металл, котора  определ етс  относительной магнитной проницаемостью , в свою очередь завис щей от темпе- ратуры нагреваемого тела и напр женности магнитного пол  индуктора.

Устройство дл  реализации предлагаемого способа состоит из индуктора 1, парал- лельнокоторомуподключен

компенсирующий конденсатор 2, образу  параллельный колебательный контур 1, 2, к которому подключен измеритель частоты 3 и датчик тока 4, выходы которых поданы соответственно на первый и второй выходы делител  5 выход которого подключен к элементу управлени  6, на второй вход которого подано заданное напр жение (Jo. а выход которого подан на управл ющий вход источника высокочастотного питани  7, нагруженный на параллельный колебательный контур 1,2.

Устройство работает следующим образом .

При подаче напр жени  с источника высокочастотного питани  7 на колебательный контур 1, 2 в индукторе 1 протекает ток, измер емый датчиком 4, частота которого определ етс  величиной емкости конденсатора 2 и индуктивностью индуктора с ферромагнитным изделием 1 и измер етс  частотомером 3.

Индуктивность индуктора с ферромагнитным изделием зависит от температуры нагреваемого издели  и напр женности магнитного пол  в индукторе (т.е. от величины тока протекающего в индукторе).

Отношение же квадрата резонансной частоты тока к величине этого тока определ емое в блоке 5, зависит только от температуры издели . Величина этого отношени  сравниваетс  в блоке сравнени  6 с заданным (которому соответствует напр жение и0). Узел сравнени  6 вырабатывает сигнал, соответствующий определенному режиму нагрева, который подаетс  на управл ющий вход источника 7 и измен ет подводимое к контуру 1,2 выходное напр жение источника 7.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет определить среднее значение температуры по сечению нагреваемого ферромагнитного издели  и контролировать величину удельной поверхностной мощности, что позвол ет повысить точность регулировани  режима нагрева издели .

Система управлени  собрана из серийно выпускаемых приборов и устройств.

1- индуктор из медной трубки диаметром 36 мм;

2- конденсатор ЭСВП -0,8-2.4 УЗ:

3- частотомер Ф 206;

4- трансформатор тока ТШЧЛ;

5,6 - делитель и элемент сравнени  на стандартных радиоэлементах;

7 - преобразователь частоты ТПЧ-250- 2,4.

Способ опробован на макете индукционного нагревател  ферромагнитных цилиндров 80-320 мм и дал пооыт -ниую на

10-15% точность поддержани  заданного режима нагрева по сравнению с прототипом .

формула изобретени  Способ управлени  режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором измер ют действующее значение тока индуктора и резонансную частоту колебательного контура, образованного индуктором и подключенным параллельно ему компенсирующим конденсатором, формируют управл ющий

0

сигнал, сравнивают его с заданным и в случае рассогласовани  измен ют напр жение питани  индуктора до его устранени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  режима нагрева, в качестве сигнала управлени  используют отношение сигнала, пропорционального квадрату резонансной частоты колебательного контура, образованного индуктором и компенсирующим конденсатором к действующему значению тока индуктора.