Индукционная нагревательная установка Советский патент 1983 года по МПК H05B6/06 

(St) ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

1

Изобретение относится к электро термии и касается вопросов регулирования коэффициента мощности индукционных нагревательных установок.

Известны устройства для автоматического управления электрическим режимом индукционной нагревательной установки, содержащие блоки измерения и регулирования cos V силового колебательного контура установки, исполнительные элементы коммутации конденсаторных батарей этого контура, линейные коммутирующие элементы, осуществляющие подключение контура к источнику питания, пусковой источник электроэнергии, подсоединенный к силовому колебательному контуру через дополнительные, коммутирующие элементы, управляемые логическим блоком, вход которого связан с указанным блоком измерения коэффициентов мощности tl .

Недостатком известных устройств является наличие пусковых токов в

моменты коммутации компенсирующих емкостей, поскольку не учитывается величина тока, связанного с фазовым углом.

Известна индукционная нагревательная установка, содержащая источник питания, связанный с колебательным контуром, образованным параллельно соединенными индуктором и конденсаторной батареей, сосотоящей из двух секций, первая из которых соединена с индуктором постоянно, а вторая - через коммутирующую аппаратуру, и регулятор коэффициента мощности, содержащий два трансформатора то- 5 ка, вторичную обмотки которых соединены с входами датчика реактивного тока, связанного с выходом через регулирующий элемент с указанной коммутирующей аппаратурой, колебательный контур соединен с источником питания через первичную обмотку одного из трансформаторов тока, а первичная обмотка второго трансформато ра тока включена последовательно с первой секцией Конденсаторной батарей 2. Недостаток известного устройства состоит во взаимовлиянии колебательных контуров нескольких индукционных установок при местном нагре ве одного крупногабаритного изделия когда мощности одной установки недостаточно. В особенности взаимовлияние имеет место при коммутации компенсирующих емкостей при работе смежной установки. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является ин дукционная нагревательная установка содержащая по меньшей мере два, снабженных датчиками тока, регулируемых источника питания, параллель но каждому из которых подключен параллельный колебательный контур, вы полненный из индуктора и Аэух секций конденсаторной батареи, одна из которых, снабженная датчиком тока. соединена с индуктор5м непосредствен но, а вторая - через коммутирующий элемент, и на каждый контур - датчик реактивного тока, входы которого соединены с выходами датчика тока источника питания и датчика тока секции конденсаторной батареи, а выход - с входом блока управления коммутирующего элемента 3 . Недостатки известной установки заключаются в наличии субъективного фактора при коммутации компенсирующих емкостей, необходимости отключения установки в момент комму тации и, как следствие, падении температуры нагреваемого изделия. Все эти факторы снижают надежность работы индукционной установки. Цель изобретения - повышение надежности работы индукционной нагревательной установки путем связанного регулирования коэффициента мощности нескольких колебательных конт ров ,- индукторы которых расположены близко между собой и индуктивно свя заны. Для достижения этой цели в индук ционной нагревательной установке, содержащей по меньшей мере два, снаб женных датчиками тока, регулируемых источника питания, параллельно кажд му из которых подключен параллельный колебательный контур, выполненный из индуктора и двух секций кон104 (денсаторной батареи, одна из которых, снабженная датчиком тока, соединена с индуктором непосредственно, а вторая - через коммутирующий элемент, и на каждый контур датчик реактивного тока, входы которого соединены с выходами датчиков тока источника питания и датчика тока секции конденсаторной батареи, а выход - с входом блока управления коммутирующего элемента, секции конденсаторной батареи, непосредственно связанные с индукторами, снабжены датчиками нулевого значения тока с задержкой выходного сигнала, а установка - общим для всех контуров элементом совпадения, входы которого подключены к выходам датчиков нулевого значения, а выходы - к дополнительным входам блоков управления. Кроме того, блок управления содержит нуль-орган, выходы которого, соединены со счетными входами реверсивного счетчика импульсов, связан °° выходом с исполнительным блоком. причем входом блока управления служит вход нуль-органа, дополнительным входом - тактовый вход счетчика, а выходом - выход исполнительного блока. На фиг. 1 представлена функциональная схема установки для местного нагрева одного крупногабаритного изделия двумя индукторами с автоматическим управлением компенсации реактивной мощности с помощью одного общего регулятора; на фиг. 2 - схема блока управления. Установка содержит согласно включенные индукторы 1 и 2, каждый из которых образует колебательные контуры 3 и k с конденсаторными батареями, состоящими из секции конденсаторов 5 и 6, соединенных с индукторами непосредственно -и секции конденсаторов 7 и 8 - посредством коммутирующих элементов . Колебательные контуры 3 и подключены к регулируемым источникам питания 13 и 1 с датчиками 15 и 16 тока в их цепях. В цепях, постоянно соединенных с индукторами конденсаторов, установлены датчики 17 и 18 тока. Выходы датчиков 15 и 17 (1б и 18) тока соединены с датчиком 19 и 20 реактивного тока. Регулятор 21 коэффициента мощности содержит датчик 22 и 23 нулевого значения токов, с задержкой выход5. 1 ных сигналов на 90 эл. град., введенные каждый в цепи постоянно вклю ченных, конденсаторов 5 и 6 колебательных контуров 3 и , а выход каж дого соединен с элементом 2k совпаде ния, связанного с дополнительными входами блоков 25 и 2б управления коммутирующими элементами , Вхо ды блоков 25 и 2б управления соединены с датчиками 19 и 20 реактивного тока. Выходы блоков 25 и 2б управления соединены с элементами 9-1 В качестве объекта нагрева приведено крупногабаритное изделие 27, подвергаемое зональному нагреву пос ле сварки. Блок 25 1.26 ) управления содержит нуль-орган 28, вход которого связан с датчиками 19 и 20 реактивного тока, а выходы - со счетными входами реверсивного счетчика 29 импульсов, тактовый вход которого соедине с выходом элемента 24 совпадения, а выход - с исполнительным устройством 30. Его выходы соединены с элек ронными например, тиристорными коммутирующими элементами(9-12i чис ло которых может быть значительно больше. Установка р.ботает следующим образом. При скомпенсированном контуре 3 С ) фазы выходных сигналов датчиков 15 1б ) и 17 U8) тока сдвинуты на 90 эл. град, и на выходе датчика 19 20 ) реактивного тока сигнал равен нулю. В процессе работы величина индуктивного сопротивления контура меняется, что приводит к изменению сдвига фаз датчиков тока. На выходе датчика 19 (20} реактивного ТОка появляется сигнал, при достиже |нии определенной величины которого )подготавливается к работе блок 25 2б). Для безударного переключения при нулевых.значениях токов компенсирующих емкостей использованы электронные (например тиристорные ).коммутирующие элементы 9-12. В связи с близким расположением индукторов 3 и 4 на изделии 27 имеет место взаимоиндукция. Следовательно необходимо согласовывать управление компенсирующими емкостями в обоих контурах 3 и f. С этой целью в цепи постоянно включенных конденсаторов 5 и 6 введены датчики 22 и 23 нулевых значений токов. Лишь при со падении по фазе нулевых значений TO 04 ков в обоих контурах дается со сдвигом на 90 эл. град, команда на разрешение работы блока 25 (26) управления , который подключает или отключает необходимое количество конденсаторов до тех пор, пока токи опять не сдвинутся на 90.эл. град. Блок 25 1 26 )управления работает следующим образом. При появлении сигнала от датчика 19 (20 ) реактивного тока, значение которого выше определенной пороговой величины, переключается нуль-орган 28 в положение прибавить | убавить ). В этом случае нуль-орган подготавливает вход сложения (вычитания) реверсивного счетчика 29 импульсов, на тактовый вход которого поступают импульсы от элемента 2k совпадения. При этом, в зависимости от положения нуль-органа 28 счетчик импульсов производит сложение или вычитание импульсов. Так реверсивный счетчик импульсов управляет работой исполнительного устройства, которое в свою очередь, управляет несколькими коммутирующими элементами. Таким образом, предлагаемое устройство исключает взаимовлияние колебательных контуров, возникающих в моменты коммутации компенсирующих емкостей, не требует их отключения от регулируемых источников питания, исключает субъективные факторы оценки коэффициента реактивного тока и оперативности коммутаций конденсаторов . Все эти факторы повышают надежность работы индукционной нагревательной установки, качество нагрева изделия и точность воспроизведения заданной термической кривой. Формула изобретения t. Индукционная нагревательная установка, содержащая по меньшей мере два снабженных датчиками тока регулируемых источника питания, параллельно каждому из которых подключен параллельный колебательный контур, выполненный из индуктора и двух секций конденсаторной батареи, одна из которых, снабженная датчиком тока, соединена с индуктором непосредственно, а вторая - через коммутирующий элемент, и на каждый кон- тур - датчик реактивного тока, входы которого соединены с выходами датчи-(.

ка тока источника питания и датчика тока секций конденсаторной батареи , а выход с входом блока управления коммутирующего элемента, о т личагощ.аяся тем, что, с целью повышения надежности регулирования коэффициента мосцности для индуктивно, связанных индукторов, секции конденсаторной батареи, непосредственно связанные с индукторами, снабжены датчиками нулевого значения тока с задержкой выходного сигнала, а установка - общим для всех контуров элементом совпадения, входы которого подключены к выходам датчиков нулевого значения, а выходы - к дополнительным входам блоков управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3- Схема электрическая индукционной нагревательной установки для отжига сварных швов фирмы Elphiac, черт. 50-18/51178, 1979фиг. 1

27

I

)

9.10 (fl.