SU1540036A2 - Индукционна нагревательна установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель изобретени  - повышение качества нагрева плоских изделий путем учета изменени  удельного сопротивлени . Сигнал с датчика температуры 21, пропорциональный изменению удельного сопротивлени , через второй сумматор 18 и блок умножени  17 подаетс  на четвертый вход регул тора, где он складываетс  с сигналами, пропорциональными частоте и магнитной проницаемости. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть применено в металлургической , машиностроительной и других отрасл х промышленности, где примен етс  индукционный нагрев.

Цель изобретени  - повышение качества нагрева путем учета изменени  удельного сопротивлени .

На чертеже изображена блок-схема установки.

Установка содержит нагреваемое изделие 1, индуктор 2, источник 3 питани , датчики 4 и 5 напр женности- магнитного пол , блок 6 делени , за- датчик 7, регул тор 8, исполнительный механизм 9, индуктивный датчик 10, релейный элемент 11, первый ключ 12,первый 13 и второй 14 источники ЭДС,преобразователь 15 частота-напр жение tпервый сумматор 16, блок 17 умножени , второй сумматор 18, блок

19 пам ти, второй ключ 20, датчик 21 температуры, реле 22 времени.

В качестве источника 3 питани  может быть использован, например, ти- ристорный преобразователь частоты. Сумматоры 16,18 блок 6 делени , блок,- 17 умножени , релейный элемент 11 и регул тор 8 могут быть реализованы, например, на стандартных элементах комплекса технических средств КТС ЛИУС. Регул тор имеет четыре входа - один задающий, на который подают сигнал с выхода сумматора 16, и три входа дл  сигналов контролируемых параметр ов : напр женности магнитного пол  (выход блока 6), индуктивности (выход источника 14 питани )) и температуры издели  (выход блока 17 умножени ),

Устройство работает следующим образом .

ел

Јь

GO О

NJ

Пусть нагрев ферромагнитного издели  1 осуществл ют на частоте fl t при посто нном зазоре между индуктором 2 и изделием 1. Величина зазора зада- етс  сигналом с первого выхода зада тчика 7. На входы сумматора 16 поступает сигнал с первого выхода задатчика 7, сигнал с выхода первого источника 13 ЭДС и сигнал с выхода преобразовател  15 частоты в напр жение, причем сигналы с выхода задатчика 7 и с выхода первого источника 13 ЭДС суммируютс , а сигнал с выхода преобразовател  15 частоты вычитаетс  из этой суммы. Кроме того, сигналы с выхода первого источника 13 ЭДС и с выхода преобразовател  15 . частоты в напр жение подбирают таким образом, чтобы они были равны по величине при работе на частоте $ . Следовательно, пока нагрев осуществл ют на частоте , эти сигналы компенсируют Друг друга, и на выходе сумматора 16 сигнал равен Изад с первого выхода задатчика 7. Одновременно индуктивный датчик 10 формирует на выходе сигнал, обратно пропорциональный величине магнитной проницаемости м издели . Пока изделие ферромагнитно, (ц 1, сигнал с выхода индуктивного датчика 10 равен, например нулю. При отсутствии сигнала на входе релейного элемента 11, ключ 12 разомкнут ,, а на втором входе регул тора -8 сигнал равен нулю. На третий вход регул тора 8 поступает сигнал с выхода блока 6 делени . Таким образом, на вход регул тора поступают два сигнала: сигнал задани  соответствующий требуемой величине зазора, и сигнал с выхода блока 6 делени , соответствующий фактическому зазору, причем второй сигнал вычитаетс  из первого. Если фактический зазор равен заданному, разность этих сигналов равна нулю. При изменении зазора, например, при его увеличении, что может быть вызвано , например, изменением толщины издели , сигнал , с выхода блока 6 делени  уменьшаемс , разность сигналов становитс  больше нул , регул тор 8 формирует сигнал, воздействующий на исполнительный механизм 9, перемещающий индуктор 2 в сторону умень шени  зазора до тех пор, пока зазор не станет равным заданному, а сигнал

с выхода блока 6 делени  не станет равным сигналу задани  U3q..

При переходе через точку Кюри

(/М 1) скачкообразное изменение магнитной проницаемости АД вызывает скачкообразное уменьшение соотношени  сигналов датчиков 4 и 5 напр женности магнитного пол  на выходе блока 6 делени , который формирует ложный сигнал об увеличении зазора между индуктором и изделием, хот  зазор осталс  неизмененным,Одновременно индуктивный датчик 10 скачком измен ет

5 сигнал на выходе до максимального релейный элемент 11 срабатывает и замыкает ключ 12, подсоедин   второй источник 14 ЭДС к второму входу регул тора 8. Сигнал с выхода второго

0 источника 14 ЭДС вычитаетс  из сигнала задани  iU3,причем величину сигнала с в.ыхода второго источника 14 ЭДС подбирают таким образом, чтобы он был равен разности сигналов о

5 выхода блока 6 делени  при нагреве ч ферромагнитного издели  и после потери им магнитных свойств при неизменном зазоре. Вследствие этого результирующий сигнал, на входе регул 0 тора 8 по-прежнему остаетс  равным нулю до тех пор, пока не произошло изменение зазора. При изменении зазора устройство работает, как описано выше.

При изменении частоты, например при ее увеличении, сигналы с выхода датчиков 4 и 5 напр женности магнитного пол  увеличиваютс  и блок 6 делени  формирует уменьшенный по сравнению с предыдущим режимом сигнал, свидетельствующий об увеличении зазора , хот  в действительности он осталс  прежним

Одновременно преобразователь 15

частоты в напр жение формирует сигнал , пропорциональный частоте источника 3 питани . Величина этого сигнала превышает величину ЭДС первого источника 13 ЭДС. Сумматор 16 формирует на выходе сигнал, величина которого будет меньше по сравнению с сигналом задани  U%a, на величину, равную разности между сигналом с выхода преобразовател  15 частоты в напр жение и сигналом с выхода первого источника 13 ЭДС.

Таким образом, на входы регул тора 8 поступают результирующий сигнал с

51

выхода 1 сумматор а 16 и сигнал с выхода блока 6 делени , причем оба сигнала уменьшены на одну и ту же величну вследствие изменени  (увеличени  частоты источника 3 питани , их разность по-прежнему равна нулю, как и до изменени  частоты, в результате чего положение индуктора 2 относительно издели  1 остаетс  неизменным .

При отклонении частоты в меньшую сторону устройство работает аналогично описанному выше с той лишь раницей , что одновременно с увеличением сигнала на выходе блока 6 делени  на ту же величину возрастает сигнал на выходе сумматора 16 вследствие того, что сигнал с выхода преобразовател  15 частоты в. напр жение становитс  меньше сигнала с выхода второго источника 14 ЭДС и их разность имеет тот же знак, что и сигнал задани  U3a«с первого выхода задатчика 7.

Одновременно с включением установки в работу сигнал задани  с второго выхода задатчика 7, пропоциональный температурному коэффициенту сопротивлени , воздействует на второй вход блока 17 умножени , на первый вход которого воздействует сигнал с выхода второго сумматора 18, а сигнал с выхода источника 3 питани  воздействует на реле 22 времени, которое с выдержкой времени воздействует на ключ 20, отсоедин   выход датчика 21 температуры от входа блока 19 аналоговой пам ти. Блок 19 аналоговой пам ти запоминает начальное значение температуры издели . Сигнал, пропорциональный начальной температуре издели , воздействует на второй вход второго сумматора 18, на первый вход которого воздействует сигнал с выхода датчика 2 температуры.

В начальный момент работы установки в силу значительной тепловой инер-Ј ции издели  1 сигнал на выходе датчика 21 температуры соответствует начальной температуре издели  и сигнал на выходе второго сумматора 8 par- вен нулю При увеличении температуры издели  1 сигнал на выходе датчика 21 температуры увеличиваетс  и разность сигналов на выходе второго сумматора 18 растет пропорционально температуре согласно зависимости

0

5

0

где

U6br )-(1+оГГр) ЫСГ-ТО,

k

Ы

Т коэффициент пропорциональности;

температурный коэффициент сопротивлени ; текущее значение температу

РЫ издели  1;

То - начальна  температура издели .

Сигнал с выхода второго сумматора 18 воздействует на первый вход блока 17 умножени , Блок 17 умножени  формирует сигнал, пропорциональный приращению удельного сопротивлени  р.с(Т-Т0) издели  при увеличении температуры от начального значени  Ть до текущего Т. Этот

5

0

5

0

5

сигнал поступает на четвертый вход регул тора 8, компенсиру  возмущающее воздействие от вариации удельного сопротивлени  издели  при возрастании температуры. Таким образом, результирующий сигнал на входе регул тора 8 после компенсации возмущающих факторов, вли ющих на величину сигнала на выходе блока 6 делени  вариации удельного сопротивлени , магнитной проницаемости издели , час-. тоты источника питани ), характеризует только величину зазора между индуктором и изделием, и любое изменение его в ту или другую сторону от заданного приводит к изменению сигнала на выходе блока 6 делени , который воздействует на регул тор 8, ; формирующий сигнал управлени , воздействующий на исполнительный механизм 9, который перемещает индуктор 2 в сторону уменьшени  рассогласовани .

Установка повышает качество нагрева изделий за счет более точного поддержани  св зи индуктор-изделие.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Индукционна  нагревательна  установка , по авт.св. № 1422406, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества нагрева плоских изделий путем учета изменени  удельного сопротивлени , установка дополнительно снабжена датчиком температуры , реле времени, блоками умножени , и пам ти, вторыми ключом и сумматором,

   выход блока умножени  подключен к четвертому входу регул тора, первый вход блока умножени  соединен с зада тчиком, а второй вход - с выходом второго сумматора, входы которого св заны с выходом датчика температуры , первый непосредственно, а второй - через последовательно соединенные блок пам ти и второй ключ, к управл ющему входу которого подключен выход реле времени, св занного с источником питани .