SU1096762A1 - Device for powering resistive electric furnace - Google Patents

Device for powering resistive electric furnace Download PDF

Info

Publication number
SU1096762A1
SU1096762A1 SU833535200A SU3535200A SU1096762A1 SU 1096762 A1 SU1096762 A1 SU 1096762A1 SU 833535200 A SU833535200 A SU 833535200A SU 3535200 A SU3535200 A SU 3535200A SU 1096762 A1 SU1096762 A1 SU 1096762A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
capacitor
furnace
temperature
Prior art date
Application number
SU833535200A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Давид Яковлевич Каушанский
Борис Викторович Егорычев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-7393
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-7393 filed Critical Предприятие П/Я А-7393
Priority to SU833535200A priority Critical patent/SU1096762A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1096762A1 publication Critical patent/SU1096762A1/en

Links

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ РЕЗИСТИВНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее источник переменного напр жени  с двум  ступен ми мощности, к которому подключен нагреватель печи через тиристорный переключатель, управл ющий вход которого через генератор, пр моГ2 угольных импульсов св зан с регул тором температуры, снабженным измерительным блоком с датчиком температуры , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности поддержани  температуры при колебани х напр жени  источника питани , устройство снабжено зашунтированным ключомконденсатором , один вывод которого соединен с выходом амплитудного выпр мител  напр жени  источника питани , с выходом встречно включенного стабилизированного источника посто нного напр жени  и с первым входом блока сравнени , св занного вторым входом через источник напр жени  порога сравнени  с вторым выводом конденсатора , а выходом - с R-входом (Л RS-триггера, S-вход которого подклюс чен к выходу генератора пр моугольных импульсов, выполненного с двум  частотами выдачи импульсов, а выходы триггера соединены с управл ющими входами тиристорного переключател  и ключа. Vmitptt.A RESISTANT ELECTRIC POWER SUPPLY DEVICE, containing an alternating voltage source with two power levels, to which the furnace heater is connected via a thyristor switch, the control input of which through a generator, direct carbon pulses G2 is connected to a temperature controller equipped with a measuring unit with a temperature sensor , characterized in that, in order to increase the accuracy of temperature maintenance during power supply voltage fluctuations, the device is provided with a shunt key capacitor, the output of which is connected to the output of the amplitude voltage source rectifier, to the output of the counter-switched stabilized dc source and to the first input of the comparator connected to the second input via the voltage source of the comparison threshold with the second output of the capacitor and the output to An R input (L RS flip-flop, the S-input of which is connected to the output of a square pulse generator made with two pulse frequencies, and the flip-flop outputs are connected to the thyristor control inputs ereklyuchatel and key. Vmitptt.

Description

Изобретение относитс  к термической обработке деталей и инструментов например, в сол ных ваннах. Известна электрическа  печь, состо ща  из нагревател , датчика температуры , измерительного и регулирую щего прибора, производ щего-включени или отключение нагревател  при пере|ходе печи через точку регулировани  С1 3 Вследствие тепловой инерции датчика и печи точность поддержани  заданной температуры в известной п.ечи недоетаточна, так как нагрев осуществл етс  по режиму включено-выключено , В меньщей степени этот недостаток присущ другой известной печи, состо  щей из нагревател , источника электрической энергии с двум  ступен ми мощности, датчика температуры, измерительного и регулирующего прибора, производ щего переключение ступеней мощности при переходе температуры печи через точку регулировани  Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  уст ройство дл  питани  резистивной электропечи, содержащее источник переменного тока с двум  ступен ми мощности, к которому подключен нагре ватель печи через тиристорный переключатель , управл ющий вход которого через генератор пр моугольных импульсов св зан с регул тором темпера туры, снабженньам измерительным блоком с датчиком температуры СЗЗДл  обеспечени  минимального рассогласовани  между заданной температурой и фактической необходимо, чтобы при включении нагревателей на нижнюю ступень мощности выдел лась энерги  несколько меньша , чем тепло вые потери печи (например 90% от тепловых потерь), а при включении нагревателей на верхнюю ступень мощности вьадёл лась энерги , незначительно превышающа  тепловые потери (например 110%). В известной печи с двум  ступен м мощности это требование может быть выполнено лишь в случае неизменного напр жени  в сети, например, когда печь питаетс  от слабо загруженной линии. В реальных услови х цеха при колебани х сетевого напр жени  в пределах 10-15% от номинального известна  печь не может производить с необходимой точностью переключение ступеней мощности. Если на верхней ступени мощности нагреватель выдел ет при номинальном напр жении U энергию, равную 110% от величины тепловых потерь печи, то при снижении сетевого напр жени  на 15% (до 0,85 U) нагреватель станет вьщел ть лишь 110% 0,852 79% от величины тепловых потерь, т.е. печь не сможет поддерживать заданную температуру. Невозможность точного поддержани  ступеней мощности в известной печи приводит к недостаточной точности поддержани  температуры печи. Цель изобретени  - повышение точности поддержани  температуры при колебани х напр жени  источника питани . Дл  достижени  указанной цели устройство дл  питани  резистивной электропечи, содержащее источник переменного напр жени  с двум  ступен ми мощности, к которому подключен нагреватель печи через тиристорный педеключатель, управл ющий вход которого через генератор пр моугольных импульсов св зан с регул тором температуры , снабженным измерительным блоком с датчиком температуры, дополнительно снабжено зашунтированным ключом-конденсатором, один вывод которого соединен с выходом амплитудного выпр мител  напр жени  источника питани , с выходом встречно включенного стабилизированного источника посто нного напр жени  и с первым входом блока сравнени , св занного вторым входом через источник напр жени  порога сравнени  с вторым выводом конденсатора, а выходом - с R-входом RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу генератора пр моугольных импульсов, вьшолненного с двум  частотами вьщачи импульсов, а выходы триггера соединены с управл ю- цсими входами тиристорного переключател  и ключа. На чертеже представлена блок-схема устройства.. Устройство содержит конденсатор 1, резисторы 2 и 3, амплитудный выпр митель 4 напр жени  источника питани  на нагревателе (ILrtro) стабилизиПЧ1 f рованныи источник 5 посто нного напр жени , блок 6 сравнени , ключ 7, RS-триггер 8, источник 9 пр моугольных импульсов, регул тор 10 температуры , тиристорный переключатель 11, нагреватель 12, датчик 13 температу ры, пороговый элемент 14 (Ц,01р) Устройство работает следующим об разом. I Датчик 13 температуры воздейству ет на регул тор 10, который подает или не подает на вход генератора 9 импульсов сигнал в зависимости от того, превьппает температура в печи заданный, уровень или нет. Генератор 9 импульсов устроен так, что частота следовани  вьщавае мых им импульсов зависит от наличи  или отсутстви  на его входе сигнала т.е. выдает две частоты импульсов. Импульс, поступакнций с генератор 9 на S-вход триггера 8, устанавлива ет, его в единичное состо ние. В это состо нии выходными сигналами триггера запускаетс  тиристорный переключатель 11 (нагреватель 12 включа етс ) и paз D Iкaeтc  ключ 7 шунтиро вавпшй до зтого конденсатор 1. Конденсатор начинает зар жатьс  токами L Но. 2 2R -ток, поступающий от амплитудного вьшр мител  4 -ток, поступающий от стабилизированного источника 5 ; -сопротивление резистора 2; -сопротивление резистора -амплитуда напр жени  источника питани ; -номинальное значение .напр жени  источника питани ; uU(t) - отклонение величины ампл туды в момент от номинал ного значени ; пороговое значение удовлетвор ет условию и пор о :- + I- при соблюдении Тогда ли и о . HiHi - Но. Uft+KJjMlCt) (Цр+йОаП . U(t 2RUo 2RUo 2RU Отсюда видно, что конденсатор интегрирует величину суммарного тока , пропорциональную U , т.е. величину , пропорциональную мощности нагрева . Напр жение на конденсаторе пропорционально энергии, вьщеленной Цч нагревателем с момента начала интегрировани . Когда напр жение на конденсаторе достигнет значени  , схема 6 сравнени  даст сигнал на вход триггера 8 и.последний перейдет в положение О. Вследствие этого переключатель 11 отключит нагреватель печи, ключ 7 зашунтирует кон-денсатор и будет держать его в состо нии , подготовленном дл  начала нового интегрировани . При каждом цикле включени  нагревател  вьщаетс  одна и та же порир  энергии, поэтому средн   по времени мощность нагрева пропорциональна частоте следовани  импульсов, вырабатываемых генератором 9. Предлагаемое устройство обеспечивает изменение частоты включений при переходе температуры печи через .точку регулировани . При превышении температуры печи относительно заданного уровн  регул тор 10 подает на вход генератора 9 посто нный сигнал, что приводит к уменьшению частоты следовани  импульсов и к соответствующему уменьшению средней мощности нагрева до величины меньшей, чем тепловые потери печи. Когда температура печи становитс  ниже заданной, сигнал от регул тора 10 на вход генератора 9 перестает поступать, частота импульсов увеличиваетс  и мощность нагрева становитс  больше тепловых потерь печи. Таким образом, с помощью предлагаемого устройства повышаетс  точ- ность поддержани  температуры, так при испытани х на сол ной анне колебани  температуры уменьшаютс  с +5 до относительно заданного уровн . Преимущества предлагаемого устройства заключаютс  в том, что повышаетс  точность поддержани  температуры , повьш1аетс  качество термически обработанных деталей или инструмента (так, наилучшие механические свойства сплава Д16 получаютс  при закалке с температуры 495-500°С, но . при закалке с 505°С уже происходит недопустимый пережог металла). Предлагаема  печь позвол ет производить нагрев в указанном интервале, а базовый вариант печи не позвол ет. При закалке () инструментаS10967626The invention relates to the heat treatment of parts and tools, for example, in salt baths. The electric furnace is known, consisting of a heater, a temperature sensor, a measuring and regulating device that switches the heater on or off when the furnace passes through the control point C1 3. Due to the thermal inertia of the sensor and the furnace, the accuracy of maintaining a given temperature in a known furnace is insufficient, since the heating is carried out in the on-off mode. To a lesser extent, this disadvantage is inherent in another known furnace, consisting of a heater, a source of electrical energy with two stages A temperature sensor, a measuring and regulating device that switches the power steps when the furnace temperature passes through the control point. The device closest to the proposed technical essence is a device for supplying a resistive electric furnace containing an alternating current source with two power levels. the furnace heater is connected via a thyristor switch, the control input of which is connected to the temperature regulator through a square pulse generator with a In order to ensure the minimum mismatch between the set temperature and the actual temperature, when the heaters are turned on, the power supply unit with the temperature sensor has a slightly lower energy than the heat loss of the furnace (for example, 90% of the heat loss), and when the heaters are turned on, The upper power stage absorbed energy that was slightly higher than the heat loss (for example, 110%). In a known furnace with two power levels, this requirement can be fulfilled only in the case of a constant mains voltage, for example, when the furnace is powered from a weakly loaded line. Under real conditions of the workshop, when the mains voltage fluctuates within 10–15% of the nominal, the known furnace cannot perform the switching of power levels with the required accuracy. If, at the upper power level, the heater emits at nominal voltage U an energy equal to 110% of the heat loss of the furnace, then as the mains voltage decreases by 15% (to 0.85 U), the heater will consume only 110% 0.852 79% on the magnitude of heat loss, i.e. the oven will not be able to maintain the set temperature. The impossibility of precisely maintaining the power steps in a known furnace leads to a lack of accuracy in maintaining the temperature of the furnace. The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature maintenance with fluctuations in the voltage of the power source. To achieve this goal, a device for supplying a resistive electric furnace, comprising a variable voltage source with two power levels, to which the furnace heater is connected via a thyristor pedic switch, the control input of which through a square pulse generator is connected to a temperature controller equipped with a measuring unit a temperature sensor, additionally equipped with a shunted capacitor key, one output of which is connected to the output of the amplitude rectifier of the power supply voltage , with the output of a counter-connected stabilized source of constant voltage and with the first input of the comparator unit, connected by the second input through the voltage source of the comparison threshold with the second capacitor terminal, and the output with the R input of the RS flip-flop, the S input of which is connected to the output of the generator of rectangular pulses, implemented with two frequencies of pulses, and the trigger outputs are connected to the control of the inputs of the thyristor switch and the key. The drawing shows a block diagram of the device. The device contains a capacitor 1, resistors 2 and 3, an amplitude rectifier 4 of the power supply voltage on the heater (ILrtro) and a stabilized frequency converter 1 constant voltage source 5, comparison unit 6, switch 7, RS - trigger 8, source of 9 rectangular pulses, temperature controller 10, thyristor switch 11, heater 12, temperature sensor 13, threshold element 14 (C, 01p) The device operates as follows. I The temperature sensor 13 acts on the regulator 10, which sends a signal to the generator input 9 or not, depending on whether the temperature in the furnace exceeds the set level or not. The pulse generator 9 is designed so that the frequency of the pulses it receives depends on the presence or absence of a signal at its input. produces two pulse frequencies. The impulse, received from the generator 9 to the S input of the trigger 8, establishes it in a single state. In this state, the output signals of the trigger start up the thyristor switch 11 (heater 12 is turned on) and once D Icake the key 7 of the shunt capacitor 1. The capacitor starts charging with the currents L Ho. 2 2R-current coming from the amplitude top of the receiver 4-current coming from the stabilized source 5; -resistance of resistor 2; - resistance of the resistor - voltage source amplitude; - nominal value. power source voltage; uU (t) is the deviation of the magnitude of the amplitude at the time from the nominal value; the threshold value satisfies the condition and then o: - + I-, if and then obeyed. HiHi - But Uft + KJjMlCt) (CR + UOP. U (t 2RUo 2RUo 2RU) It can be seen from this that the capacitor integrates the total current proportional to U, i.e., proportional to the heating power. The voltage on the capacitor is proportional to the energy supplied start of integration. When the voltage on the capacitor reaches the value, the comparison circuit 6 will give a signal to the input of the trigger 8 and the last will go to the O position. As a result, the switch 11 will turn off the heater of the furnace, the key 7 will bypass the capacitor and prepared for the start of a new integration, the same energy porous appears in each cycle of switching on the heater, therefore, the time average power is proportional to the pulse frequency produced by the generator 9. The proposed device provides a change in the frequency of switching on when the furnace temperature passes through the control point. when the furnace temperature exceeds a predetermined level, the regulator 10 supplies a constant signal to the input of the generator 9, which leads to a decrease in the following frequency pulses and to a corresponding decrease in the average heating power to a value less than the heat loss of the furnace. When the temperature of the furnace becomes lower than the set point, the signal from the regulator 10 to the input of the generator 9 ceases to flow, the frequency of the pulses increases, and the heating power becomes greater than the heat loss of the furnace. Thus, with the help of the proposed device, the accuracy of temperature maintenance is improved, as in tests on salt anne, temperature fluctuations are reduced from +5 to a predetermined level. The advantages of the proposed device are that the accuracy of temperature maintenance increases, the quality of heat-treated parts or tools increases (thus, the best mechanical properties of alloy D16 are obtained during quenching from a temperature of 495-500 ° С, but when quenched from 505 ° С, unacceptable occurs burned metal). The proposed furnace allows heating in the specified interval, and the basic version of the furnace does not allow. When quenching () tool S10967626

из стали Р6М5 повьшение точности на- ход быстрорежущего инструмента, грева приводит к повьшению износо- благодар  повышению его износостойстойкости инструмента, снижаетс  рас- кости.of steel P6M5, the increase in the accuracy of the high-speed tool, heating leads to an increase in wear, due to the increase in its tool durability, reduced splitting.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ РЕЗИСТИВНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее источник переменного напряжения с двумя ступенями мощности, к которому подключен нагреватель печи через тиристорный переключатель, управляющий вход которого через генератор, прямо угольных импульсов связан с регулятором температуры, снабженным измерительным блоком с датчиком температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры при колебаниях напряжения источника питания, устройство снабжено зашунтированным ключомконденсатором, один вывод которого соединен с выходом амплитудного выпрямителя напряжения источника питания, с выходом встречно включенного стабилизированного источника постоянного напряжения и с первым входом блока сравнения, связанного вторым входом через источник напряжения порога сравнения с вторым выводом конденсатора, а выходом - с R-входом RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выполненного с двумя частотами выдачи импульсов, а выходы триггера соединены с управляющими входами тиристорного переключателя и ключа.DEVICE FOR POWER SUPPLY OF RESISTIVE ELECTRIC FURNACE, containing an alternating voltage source with two power levels, to which the furnace heater is connected via a thyristor switch, the control input of which through a generator of right-angle pulses is connected to a temperature controller, equipped with a measuring unit with a temperature sensor, characterized in that, in order to improve the accuracy of maintaining the temperature during voltage fluctuations of the power supply, the device is equipped with a shunted key capacitor, one output which is connected to the output of the amplitude rectifier of the voltage of the power source, with the output of the on-going stabilized source of constant voltage and with the first input of the comparison unit connected to the second input via the voltage source of the comparison threshold with the second output of the capacitor, and the output to the R-input of the RS flip-flop, S - the input of which is connected to the output of a rectangular pulse generator made with two frequencies of pulse output, and the trigger outputs are connected to the control inputs of the thyristor switch and key cha.
SU833535200A 1983-01-10 1983-01-10 Device for powering resistive electric furnace SU1096762A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833535200A SU1096762A1 (en) 1983-01-10 1983-01-10 Device for powering resistive electric furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833535200A SU1096762A1 (en) 1983-01-10 1983-01-10 Device for powering resistive electric furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1096762A1 true SU1096762A1 (en) 1984-06-07

Family

ID=21043798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833535200A SU1096762A1 (en) 1983-01-10 1983-01-10 Device for powering resistive electric furnace

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1096762A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Электропечи сопротивлени камерные лабораторные СНОЛ-1,6.2,5: :1/9-М2У4,2. Паспорт. Утепский завод лабораторных электропечей, 1976, 2,Смольников Е.А, Термическа обработка инструментов в сол ных ваннах. М,, Машиностроение, 1981, с, 42-45. 3.Электрооборудование и автоматика электротермических уст ановок, Справочник. М,, Энерги , 1978, с. 10, 117-120. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4900900A (en) Method and apparatus for controlling a-c power by means of thyristors for a resistance-type electric furnace
CA2192891C (en) Plasma cutting or arc welding power supply with phase staggered secondary switchers
SU1096762A1 (en) Device for powering resistive electric furnace
US4648952A (en) Method of controlling thermochemical treatment of workpieces in glow discharge in a treating gas medium and device which embodies this method
US4965860A (en) Capacitor type welding power unit
US7064305B2 (en) Apparatus and method for controlling output of magnetron of microwave oven
US4385348A (en) Inverter with improved power factor control
KR0122403Y1 (en) Ac power circuit for electric equipments
KR100285640B1 (en) Initial operation circuit of induction cooker
JPS5674260A (en) Copying machine and its peripheral apparatus
JPS627679B2 (en)
KR0164751B1 (en) Circuit for stabilizing effective voltage in electric apparatus
JPS6477895A (en) Electric power source device for magnetron
SU1003386A1 (en) Induction-type heating installation
SU1728919A1 (en) Device for protection of electric motor against overload
KR100292382B1 (en) Pulse width modulation circuit and inverter driving device using it
SU774852A1 (en) Apparatus for controlling the engagement of resistance welding machine
SU1721551A1 (en) Method of locating the electric furnace heaters damage and device thereof
KR20000046280A (en) Method for monitoring non-operative mode of induction heating cooker
SU1602577A2 (en) Apparatus for controlling rectifier
SU930292A1 (en) Temperature regulating device
KR910006884B1 (en) Electric rice cooker
SU984755A1 (en) Apparatus for electric arc welding by modulated increased-frequency current
RU2046530C1 (en) Method of and device for connecting cathode heater to a c voltage source
SU1394206A1 (en) Method of controlling pulsed d.c.-to-sinusoidal a.c. voltage converter