Установка для индукционного нагрева изделий Советский патент 1983 года по МПК H05B6/06 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в р1азличных отраслях проммиленности, где применяется индукционный нагрев крупногабаритных изделия от нескольких ре-гулируемых источников питания Известно устройство для регулирования режима индукционного нагрева содержащее датчик температуры, подкл ченный к первому входу автоматическо го регулятора, выход которого подключен к возбудителю машинного генератора, являющегося источником питания повышенной частоты, выход которо го соединен с колебательным контуром индуктор + изделие - компенсирующая емкость. К цепям индуктора подключен датчик мощности,, выход которого соединен посредством преобразователя к второму входу автоматического регулятора , причем преобразователь состо ит из двух апериодических и одного интегрирующего звеньев, соединенных между собой параллельно, выходы которых подключены к сумматору i . Данное устройство обеспечивает качественный нагрев изделия при пита нии от одного регулируемого источни ка питания. Однако при работе двух более индукторов; расположенных друг около друга (например, нагрев нескольких зон крупногабаритного изделия), возникает взаимовлияние электромагнитных полей этих устройств. При этом при изменении режима одной зоны нагрева меняется режим в смежной зоне и наоборот. Кроме того, ; возникают незатухающие колебания в | силовых цепях устройств, что приводи к срабатыванию защиты псэ напряжению. Наиболее близкой по технической сущности является установка для индукционного нагрева изделий, содержа щая два индуктора, каждый из которых подключен к выходу индивидуального регулируемого источника питания связанного управляющим входом с выходом элемента сравнения, первый вход которого связан с датчиком элек трического параметра индуктора, например тока, а второй соединен с выходом регулятора температуры, к входам которого подключены датчики тем.пературы обоих индукторов и задатчик температуры 2. Недостатком, указанной установки . является ее неустойчивая работа при близко расположенных индукторах, т.е при сильной электромагнитной связи индукторов. В этом случае возможна перекачка мощности из одного источника питания в другой и, как следствие, неравномерный нагрев изделия, что может привести к браку. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева изделия путем .уменьшения взаимного электромагнитного влияния индукторов. Для достижения цели первые входы каждого элемента сравнения соединены непосредственно с первыми выходными выводами датчика электрического параметра , а установка снабжена переменным резистором, концы которого подключены к указанным входам элементов сравнения, а средняя точка к BTOpfcw выходным выводам обоих датчиков электрического параметра. На чертеже представлена функциональная схема установки для индукционного нагрева изделий, состоящей из двух индукторов с компенсируюгпими емкостями и двух каналов питания и управления. Установка содержит датчики 1 и 2 температуры, контролирующие зоны, нагреваемые согласно включенными индукторами 3 и. 4., регулируемые источники 5 и 6 питания, компенсирующие емкости 7 и 8, регулятор 9 температуры, коммутирующее устройство 10, датчики 11 и 12 электрического параметра, блок 13 соотношения электрических параметров индукторов, состоящий из элементов 14 и 15 сравнения, пере14енного резистора 16 и индикатора 17 нулевого значения тока, причем регулятор 9 температуры состоит из задатчика 18 и дифференциального усилителя 19. В качестве объекта нагрева приведено крупногабаритное изделие 20, подвергаемое зональному нагреву после сварки. Установка работает следующим образом. Оператор задатчиком 18 задает режим нагрева изделия 20 регулятору 9 температуры, который с помощью дифференциального усилителя 19 и блока 13 соотношения электрических параметров режимов индукторов управляет работой регулируемых источников 5 и 6 питания, к выходам которых подключены индукторы 3 и 4. Датчики 1 и 2 контролируют температуру в соответствующих зонах нагрева изделия 20 и вводят информацию на входы дифференциального усилителя 19, где происходит сравнение с заданной температурой и перераспределение задания в соответствии с результатами измерений. Заранее до Пуска системы, оператор в блоке 13 соотношений электрических параметров режимов индукторов устанавливает движок переменного резистора 16 в положение, найденное из соотношения электрических параметров в индукторах 3 .и 4, необходимых при на- греве соответствующих зон изделия 20. В частном случае, при симметричном изделии, положение движка потенциометра 16 будет находиться в середине., Поскольку :егулируемые источники 5 и 6 питания могут иметь разные

характеристики, то подключать их на параллельную работу не имеет смысла, так как будут протекать уравнительные токи и, следовательно, КПД системы будет низким. В связи с близким расположением индукторов 3 и 4 на изделии 20 будет иметь место взаимоиндукция. Однако за счет дополнительно введенного блока 13 соотношения электрических параметров индукторов воздействия, имеющие место в одном регулируемом источнике 5 или 6, питания будут перераспределяться по цепям обратных связей с датчиков 11 и 12 посредством переменного резистора 16 и элементов 14 и 15

сравнения одинаково на оба регулируемых источника 5 и 6 питания, и автоколебания будут затухающими.

Изобретение позволяет автоматически регулировать режи1«) индукционного нагрева при питании ст преобразователей частоты с разными характеристиками, расширяя технологические возможности нагревательных установок

o и повышая их КПД и обеспечивает более равномерный нагрев зоны термообрабатываемого изделия, повышая качество те| 1ообработки. Годовой экономический эффект от внедрения изобре.тения составит 1600 тыс.руб.

5

УСТАНОЗКА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ, содержащая два индуктора, каждый из.которых подключен к выходу индивидуального регулируемого источника питания, связанного управляющим входом с выходом элемента сравнения, первый вход которогго связан с датчиком электрического параметра индуктора, например тока индуктора, а второй соединен с выходом регулятора температуры, к вхйдам которого подключены датчики температуры обоих индукторов и задатчик температуры, отличающаяс я тем, что, с целью повы1::ения равномерности нагрева изделия путем . уменьшения взаимного электромагнитного влияния индукторов, первые входы каждого элемента сравнения соединены непосредственно с первыми выходным выводами датчиков электрического параметра, а установка снабжена перемен- $ ньм резистором концы которого под(Л ключены к указанHfciM входам элементов сравнения, а средняя точка - к вторьам выходным выводам обоих датчиков электрического параметра.