Устройство предварительной настройки колебательного контура индукционной печи Советский патент 1984 года по МПК H05B6/02 

Изобретение относится к электротй мии и может ть использовано для предварительной настройки колебатель ного контура индукционной печи. Известно устройство Для предварительной настройки колебательного кон тура индукционной печи, состоящее из пускового источника электроэнергии, присоединенного к колебательному кон туру через коммутирующие элементы, Фазочувствительного элемента и ло/ги.ческого блока Cl. Недостаток данного устройства заключается в наличии дополнительного пускового источника электроэнергии. Наиболее близким к предлагаемому является устройство предварительной настройки колебательного контура индукционной печи, содержащее снабженный индикатором фазочувствительный элемент., один из входов которого через коммутирующий блок соединен с зависимыми параллельного колебатель ного контура, подклгоченйого к источнику питания через силовой контакт, параллельно которому включен резистор и второй вход Фазочувствительного элемента Е21 . , Недостаток иэвестно о устройства заключается в том, что настройка ведется при пониженном токе колебательного контура, который определяет ся в основном величиной сопротивлени шунтирующего силовые контакты. Помещенный в индуктор металл находится в электромагнитном поле напряженно,сти . где .Н - напряженность магнитного поля;I - ток индуктораf W - число витков индyктopa а - длина индуктора. Известно, что для ферромагнитных материалов величина магнитной проницaeмocтиJЦ зависит от напряженности .магнитного поля. Для углеродистых сталей в интервале 500 JJt б

8000

80 00 а

iv

н

Реактивное сопротивление полосы нагреваемого металла шириной ft и

длиной 1 . ,/

..

где Q - удельное электрическое сопротивление;

f - частота тока индуктора. Ошибка : в определении реактивного сопротивления металла, обусловленная отличием тока индуктора в процессе настройки от номинального значения

где хцнз - реактивное сопротивление 5 провода индуктора}

xgj - реактивное сопротивление

воздушного зазора; и изменяемая ча;сть ( тде хмет. - реактивное сопротивление 55 еталла, в значение Хпеоек вводится поправка-, учитывающая отличие тока настройки от номинального тока и за. тем производится окончательная настройка. При токе, настройки 1 , оп60 ределяемом величиной первого резистора R , и настроенным в резонанс контуре

Хс. - Хпоат +:xnepevi Хпоат + . 65 .: .VI составит ошибку В настройке колебательного контура. Цель изобретения - повысить точность настройки контура. . Поставленная цель достигается тем, что устройство предварительной настройки колебательного контура индукционной печи, содержащее снабженный индикатором фазочувствительный элемент, один из входов которого через коммутирующий блок соединен с зажимами параллельного колебательного контура, подключенного к источнику питания через силовой контакт, параллельно KOTOpcMviy включен резистор ц второй вход фавочувствительного элемента, снабжено датчиком емкостного сопротивления, подсоединенным к зажимам колебательного контура и вторым резистором, подключенным как и первый резистор параллельно силовсялу контакту через ключ. Датчик емкостного . сопротивления содержит датчики тока и напряжения конденсатора контура, выходы которых подключены к входам аналогового делитейя, выход которого через ключ, синхронизированный с ключом первого : резистора, и инвертирующий повторитель соединен с перВЕЛМ входом инвертирующего сумматора, а через ключ, синхронизиробанный с ключом второго резистора и запоминающий блок соединен с первым входом нейнвертирующего сумматора и с вторым входом инверти-рующего сумматора, подключенного выходом к второму входу неинвертирующе.го сумма-гора, Выход которого соединен С датчиком напряжения. . Повышение точности настройки достигается тем что предварительная.настройка производится дважды, при двух различшлх значениях тока индуктора определяется независимая от тока индуктора часть реактивного сопротивле ВИЯ системы Индуктор-металл При токе 1 определяемом величиной второго резистора Нл Хед. хгюст + кт/ 7 . Значение емкости, требуемое для .компенсации реактивного сопротивления системы ндуктор-металл при номинальном токё IHOM индуктора . с Хпоет + к или учитывая, что Xftji-xat ГГ и ,n Г выразим требуемое значение емкостно сопротивления через величины Хд и которые могут быть легко изменены . ,... . -П ii li R-i RMV« 1.,-.-t- . и выражение для требуемого значения емкостного сопротивления преобразуется к виду .(Хс ел--71ГгС1-Т/Г ) Д Хс . -(-)|Sb Ином J 11 i Ti.fc.. -H-Jfr Предлагаемый датчик емкостного сопротивления фиксирует в процессе настройки величину и далее форми рует сигнал, пропорциональный величине требуемого сопротивления (.емко стного). На фиг. 1 изображена схема замещения схемы индуктор-металл; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства.,, Устройство состоит из фазочувств тельного элемента 1 с индикатором 2 причем первый вход 3 фазочувствйтел элемента через коммутирующий блок 4 подключен к зажимам крлебзте аого контура 5, а второй вход б фаз чуаствительного элемента 1 подключе через первый ключ 7 к первому резис тору 8, а через второй ключ 9- к резистору 10 и зашунтирован силовым контактом 11, а Также датчи ка 12 емкостного сопротивления, кот рый состоит из датчика 13 тока, вкл чённого.в цепь компенсирующего конденсатора контура и датчика 14 йапряжёния конденсатора, причем выход датчиков напряжения и тока подключе соответственно к первому и второму входам аналогового делителя 15, вых которого через ключ 16 синхронизиро ванный сКЛЮЧОМ 9 и через запоминаю щий 17 блок подключен к второму входу инвертирующего сумматора 18 и к первому входу неинвертирующего сум- . матора 19 с датчиком 20,- а через ключ ключ21, синхронизированный с ключом 8, и через инвертирующий повторитель 22 (с. 58)пЬдключен к первому входу инвертирующего суилматора 18, выход которого подключен к второму входу . неинвертирующего сумматора 19. Устройство работает следующим образом.. Для настройки колебательного контура 5 до включения силового контакта 11 вход 3 элемента 1с помспцью коммутирующего блока 4. по цключается к колебательному контуру 5, а -вход 6 того же элемента через ключ 7 - к резистору 8. На вход 3 поступает напряжение колебательного контура, а на вход б - сигнал, пропорциональ- , ный току. Индикатор 2 показывает угол сдвига фаз между напряжением и током. Контур 5 настраивается на заданный коэффициент мощности. На выходе аналогового делителя 15 появляется сигнал, пропорциональный емкостному сопротивлению (входные сигналы аналогового делителя пропорциональны напряжению на конденсаторе и току через него, следовательно выходной сигнал, равный их отношени р пропорционален емкостному сопротивлению). Этот сигнал по- дается через второй ключ 16 на запоминающее устройств.о 17 и сохраняется там после размыкания ключей 7 и 16. Далее замыкаются ключи 9 и 21. Вход б фазочувствительного .элемента 1 подключается через контакт 9 к резистору 10 и производится повторная настройка колебательного контура при новом значении тока индуктора. .Сигнал, пропорциональный .новому значению емкостного сопротивления х через контакт 21 подается на вход инвертирующего повторителя 22, и далее-. на ВТОРОЙ вход инвертирующего сумматора 18, на первом входе которого . имеется сигнал пропорциональный емкостному сопротивлению ха. . При помощи инвертирующего сумматора . ко- эффициентом передачи -JW( / -JftT hwrSM/ IHOM Кл формируется сигнал, равный . R( который суммйрубтОя на cy№viaTope 19 с сигналом ХСА На выходе сумматора 19 получаем сигнал. пропорциональный требуемому значению емкостного сопротивления. Информация о значении этого сигнала выводится на датчик 20 напряжения, который может быть проградуирован нвпосредст)ввВ1Ю 8 еда(ни1(вх шокрсти. Далее вруч«у или автоматически произвапи ся окончательная настройка колебательного i-ttoHvyfieL.

Йрддяагаемое устройство повЕяоает точность пре шарнтельной настройкн колебательного контура иняукцноН|Юй печн при фепсхммгнитной загрузке/ так как при его использовании устраняется о&а1бка. обусловленная зависимостью рдактнвного сопротнвлёння металла от KHjtyKTOpa. , : я| нагреве (тальНих заготовок ;(07в мм в индукторе fii 110 мм и дяи,ной 1720 мМ с витков«равнюи &&, частота янтающаго тока 2400 :Рц, индуктора 3000 А реактивно сопротивление системы индукт ф-металл составит й,2 Ом, а прн 15Q А уже 0,45 Ш. гцри яодключенин контура, настроенного в резонанс при по ннженном токе индуктсфе, к Источнику питания о номинальным напряже1Щ4Я 1 источника tipaBucHT ншшнальиый в 1/5 раа а. floedsHoe броски %ока ccKKpatftaiaT срок службы оборувоватя. ;При исполь зовании I PHCTC HIIDC преобразователей 4iacTom в качестве ист.очO НИКОВ пнтамня еяонбка иастрсйки колебательного а(онт)фа делает невозмояiXdM запуск HMMpYopa.

Использой1ай1|« предлагаемого уст7

ройства iraetftd№F надежность ч,

5 к елузк1)|| ие гачников питания индун- 1Щ4Ьнннх (х№еяс н силовой коммутационной aiiiteqrwryfu

I. УСТРОЙСТВО.ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ Кр;ШВАТЕЛЬНОГО КОНТУРА ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ, содержащее енйбжекиый ии|щкатор0м фазочувствительfffitn аяемент. одян из входов котЬрого через кО1Имутируюв91й блок соединен с зажкмют параллельного колебательно-го контура,. (ключенного к источни:кунятанйячсарбз силовой контакт параллельно которому включен, резистор и второй вход фазочувствительно го длемейта,. о т ли ч.а ю щ е е с я jTeMt что, с целью повьвиения тъчвостй HacTjpoftKH койтура при йагревё ферро-. магийтйых изделий, устройство сяаб;жено датчиком емкостного сопротивления, подсоединенным к зажимам колебательного KOHTyi)a, и BTOJMJM резистором, подключением как и первый резистор параллельно силовому койтакту через ключ,. 2. Устройство по п. 1 о т л и ч а Ю « е е с я тем что датчик емкостного сопротивления се держит датчики тсйса и напряжения кон;ценсатора контураV ввходы которых подключены к вкодаМ аналогового делителя t галход которогё чррез ключ, синхрониэйрованНЕ с к |ючом первого резистора, и инт вертйрующий повторитель соединен 0 § первым входом инвертирующего суммато€Л ра, а через ключ, сйнхроййзйровайный с ключом второго резистора, и заG помийающйй бяок Соединен с входом неинвертирующего сумматора и с &sapHM входс 1 инв тирующего сум- с матбра, подключенного выхЪдом к вфо . рому входу неинвертирующего суммато|ра,выxoд которого соедйаей с датчит ком напряжения. ,

..