Способ управления нагревом изделий в индукционной установке и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК H05B6/06 

Фаг.Т

2. Устройство для управления нагревом изделий в индукционной установке с многопозиционньш петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, содержащее блок управления регулятора индуктора и трансформатор тока индуктора, к вторичной обмотке которого подключен амперметр, отличающе49443

е с я тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры при различной степени заполнения индуктора, оно снабжено катушкой, установленной на магнитопроводе, обхватывающем токрпровод, связывающий вторичную обмотку трансформатора тока с амперметром, к которой подключены вольтметр и вход блока управления регулятора индуктора.

1 Способ управления нагревом изделий в индукционной установке с мяогопоэиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю-частоты с самовозбуждением, при котором изделия перемещают с постоянной скоростью через индуктор, контролируют ток индуктора и поддерживают заданную температуру изделий, изменяя велшчину тока индуктора, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры при различной степени заполнения индуктора изделиями, дополнительно измеряют частоту тока, перемножают сигналы, пропорциональные току и частоте, сравнивают произведение с заданным и при наличии рассогласования изменяют величину (Л тока индуктора до устранения рассогласования. % /fd/foffy Q y/ paS/ effi/jf 1// Л/77О О 4 If

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть применено при нагреве изделий в индукторах автоматических роторных и роторно-конвейерных линий.

Известен способ индукционного нагрева и устройство для индукционного нагрева, при котором измеряют сигнал, пропорциональный величине или производной электромагнитного поля, рассеиваемого вихревыми токами, протекакщими в нагреваемом згчастке изделия.

Способ и устройство предназначены для индукторов периодического действия, ос тцествляющих поочередш. нагрев изделий lj ,

Однако с их помощью затруднительно контролировать нагрев изделий в мяогопозициониом индукторе автоматическнк роторных и роторно-конвейерных линий, а также обеспечивать повторяемость нагрева при частичном заполнении позиций индуктора изделиЯКК,

Наиболее близ,ким по технической к изобретению является способ управления нагревом изделий в ийдукщюнной установке с многопозиционньв4 петлевым индуктором целевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, при котором изделия перемещают с постоянной скоростью через индуктор, контролируют ток индуктора и поддержйвают заданную температуру изделий, изменяя величину тока индуктора ij .

Известно также устройство для управления нагревом изделий в индукционой кагревательиой установке с много позиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, содержащее блок управления регулятора тока индуктора и трансформатор тока индуктора, к вторичной обмотке которого подключен амперметр f2.

Недостатком известного способа и устройства является невозможность поддержания температуры изделий при изменяющейся степени заполнения индуктора (пропусках изделий на конвейере), что вызывает изменения рабочей частоты тока индуктора и, следовательно, мощности, выделяющейся в изделиях, что приводит к браку при термообработке.

Цель изобретения - повьшение точности поддержания температуры при различной степени заполнения индуктора изделиями.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления нагревом изделий в индукционной установке с многопозиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, при котором изделия перемещают с постоянной скоростью ерез индуктор, контролируют ток индуктора и поддерживают заданную температуру изделий, изменяя величину тока индуктора, дополнительно измеряют частоту тока, перемножшот сигналы, пропорциональные току и частоте, сравнивают произведение с заданным и при наличии рассогласования изменяют величину тока индуктора до устранения рассогласова-

НИЯ,

Устройство для управления нагревом изделий в индукционной установке с многопозиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, содержащее блок управления регулятора индуктора и тра сформатор тока индуктора, к вторичной обмотке которого подключен амперметр, снабжено катушкой, установ ленной на магнитопроводе, обхватывакицем токопровод, связывающий вторичную обмотку трансформатора тока с амперметром, к которой подключены вольтметр и вход блока управлени регулятора индуктора. На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - кривые нагрева на частоте 8 и 10 кГц. В цепь индуктора 1 включен трансформатор 2 тока, к вторичной обмот ке которого подключен амперметр 3. На токопроводе этой обмотки установ лен обхватывающий ее магнитопровод на котором намотана катушка 5, к концам которого подключены вольтмет 6 и блок управления током индуктора Устройство работает следующим об разом. Поскольку ток индуктора может изменяться при загрузке-разгрузке и прогреве изделий, то он не может служить в качестве параметра, по которому можно контролировать нагре В предлагаемом способе точность под держания режима контролируют по отношению от заданного вольтметра, изменяющего ЭДС, Если ЭДС увеличивается, снижают ток индуктора и наоборот. ЭДС, измеренная вольтметром 6, включает в себя произведение сигналов, пропорциональных ц,еличине тока индуктора и частоты тока. Такое произведение характеризует мощность вьщеляемую в изделиях, и следовател но, их температуру. Причем этот параметр не зависит от степени заполнения индуктора изделиями, не меняется при загрузке-выгрузке и прогре ве изделий. Сигнал, пропорциональный наведенной током индуктора электродвижущей силе, не должен быть подвержен влиянию движущихся на роторах стальных издели а также влиянию вращающихся стальных масс роторов. Поэтому датчик ЭДС це лесообразно выполнить в виде катушк намотанной на замкнутый магнитопровод, обхватывающий токоведущий провод вторичной цепи измерительного трансформатора тока индуктора, и разместить в шкафу управления. Пример. Отжигаются две партии изделий типа колпачка после операции второй вытяжки (каждая партия в количестве 150 шт,). Первая партия изделий отжигается по режимам, соответствзпощнм действующему технологическому процессу, на автоматической роторной линии модели М-ЛГ-1: ток в индукторе 460 А, частота 8 кГц, время отжига 17 с. Ток в индукторе 1 (фиг, 1) измеряется с помощью трансформатора 2 тока амперметром 3, При этом фиксируется величина наведенной током индуктора ЭДС в катушке 5 посредством вольтметра 6, С помощью впаянных в изделие встроенных термопар снимаются зависимости температуры изделий от времени нагрева. Кривая д (фиг, 2) соответствует отжигу при токе индуктора 460 А, ЭДС 4,2 В, частоте тока 8 кГц, Вторая партия изделий отжигается в этом же индукторе с питанием от тиристорного преобразователя частотой 10 кГц. Устанавливается сила тока в индукторе, обеспечивающая величину наведенной ЭДС 4,2 В, вреня отжига - 17 с. Этому режиму нагрева соответствует кривая S (фиг, 2), которая полностью совпадает с кривой Q , Из каждой партии для лабораторного анализа качества отжига берут по 15 шт. изделий. Данные по твердости, микроструктуре с металлографическим анализом изделий из первой и второй партий, отожженных по двум вариантам, одинаковы и соответствуют Требованиям действующей технологии. Результаты проведённых экспериментов при значительном изменении частоты (в пределах 20-25%) подтвердили, что предлагаемый способ управления индукционным нагревом дает возможность существенно снизить влияние частоты как дестабилизирзтощего фактора на нагрев изделий, В индукционных нагревательных устройствах автоматических роторных и роторноконвейерных линий действующих производств для поддержания высокого коэффициента мощности нагрузки тнристорного преобразователя требуется регулирование частоты на 10-15%,.