Индукционная методическая нагревательная установка Советский патент 1985 года по МПК H05B6/06 

Изобретение относнтйя к управлени технологическим процессом нагрева в индукционной методической установке. Известна индукционная нагреватель ная установка, содержащая двухслойны И1щуктор с не подвижной внутренней и подвижной наружной катушками, источник питания, соединенный с катушками тока неподвижной катушки и датчик температуры jjl . Однако эта установка не позволяет исключить перегрев заготовок. Наиболее близкой к предлагаемой по техническому существу является индукционная методическая установка, содержащая двухслойный ивдуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катупжами, подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной закрепленной на неподвижной опоре, за другим - с валом электродвигателя вход которого соединен с выходом силово1О преобразователя через замыкаю щий контакт реле, источник питания, связанный с .кал-дой из указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощнос ти неподвидатой катушки, датчик тока неподвижной кату1т и, элемент И, счет чик времени и синхронизатор 21. . Недостатком известного устройства является ннзкая производительность из-за бол1дшого времени переходных процессов. Цель изобретения - повьпиение производительности установки путем сокращения времени переходных процес Поставленная цель достигается тем что индукционная методическая.нагренательная установка, содержащая двух слойный индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушками, подви5 ная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной на неподвижной опоре, а другим - с валом электродвигателя, вход которого соединен с выходом силового преобразователя через .замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с каждойиз указанньк катушек через регулятор мощности, датчик тем пературы заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвижной катушки, датчик тока неподвижной катуп1ки, элемент И, счетчик времени и синхронизатор, снабжена пороговым элементом, блоком сравнения, задатчиком .тока и задатчиком времени, вход реле соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с задатчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент связан с выходом указанного датчика температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижной катушки через размыкающий контакт реле, выход датчика тока подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен ,с задатчиком тока, а выход - с управляющим входом силового преобразователя. Автоматическое перемещение подвижной катушки вдоль неподвюкной осуществляется, в функции отклонения трка неподвижной катушки от его значения в установившемся режи- е, позволяет ускорить протекание переходных процессов, связанных с пуском, сменой номенклатуры и т.д., а также снизить отходы в брак за счет перераспределения мощности, выделяющейся соответственно в холодном и горячем металле. На чертеже изображена блок-схема устройства. Заготовки дискретно поступают в неподвижную катушку 1, вдоль которой с наружной стороны перемещается катушса 2, установленная.на тележке 3 и жестко соединенная с одной стороны с валом электродвигателя 4, а с другой - с пружиной 5,.прикрепленной к неподвижной опоре 6. От источника 7 питания (преобразователь частоты ВПЧ-100)через регулятор 8 напряжение подается на катушку 1, а через регулятор 9 (выполнен аналогично регулятору 8) - на катушку 2. Выход катушки 1 соединен с датчиком 10 температуры (цветовой пирометр типа Спектропир) через световод, выход датчика 10 соединен с управляющими входами регуляторов 8 и 9, а также с. входом порогового элемента 11, выход которого соединен с входом синхронизатора 12. Выход синхронизатора 12 соединен с входом счетчика .13 времени, выполненного на микросхемах серии К15-5, Выход счетчика 13 времени соединен с первым входом элемента И 14, второй вход элемента И 14 соединен с выходом задатчика 15 времени (вьшолнен аналогично счетчику 13) а выход соединен с входом реле 16, замыкающий контакт 17 которого соеди няет выход силового преобразователя 18, выполненного на базе серийного электропривода ЭТО-2, с входом электродвигателя 4, а размыкающий контакт 1 9 соединяет датчик 10 температуры с регулятором 9. Вход силового преобразователя 18 соединен с выходо блока сравнения 20 выполненного на операционном усилителе, первьй вход которого соединен с задатчиком тока 21, а второй вход с-датчиком 22 тока неподвижной катушки 1, расположенным в ее силовой цепи. Устройство работает следующим образом. Пусть процесс метод1-гческого нагре на, при котором .подвижная катушка занимает положение, обозначенное на чертеже пунктиром, являясь по сущест ву второй секцией 1 (при это контакт 17 .реле 16 в цепи силовой преобразователь - двигатель разомкну а контакт 19 этого же реле в цепи датчика температуры - регулятор мощности подвижной катушки замкнут), отклонился От установивщегося на столько, что.время нагрева выходной заготовки в катушке 1 до заданной температуры превысило установленное время.цикла. Тогда синхронизатор 12, представляющий собой реле, замыкающее свой контакт в цепи питания счетчика 13 времени при поступлении на вход синхронизатора 12 сигнала с порогового элемента 11, подающегося при достижении температуры выходной заготовки заданной вел1иины, запустит счетчик 13 с запозданием, равным превышению времени/iiarpeBa выходной заготовки над установленньм временем цикла. Одновременно один из контактов синхронизатора находится в электрш1еской цепи толкателя и обеспечивает управление им в момент выгрузки выходной заготовки из катушки 1 и загрузки новой. Пока вдет выгрузказагрузка на элементе И производится сравнение выходных кодов счетчика 13 и задатчика 15, которые запускаются одновременно с окончанием выгрузки предшествующей выходной заготовки. Если выходные koды счетчика 13 и зада тчика 15 не совпадают, происходит включение реле 16, замыкающего св.ой контакт 17; в цепи преобразователь 18 - электродвигатель 4. и размыкающего контакт 19 в цепи датчик 10 регулятор 9. Б зависимости от величины отклонения тока силовой цепи катушки 1 от его значения в установившемся режиме, пропорционального выходному напряжению задатчика тока, двигатель 4 разовьет момент на своем валу, позволяющий переместить подвижную катушку 2 относительно катушки 1 так. Что протекающий через нее ток будет стремиться к установившемуся значению.. Так, если температурное распределение по длине индуктора ниже стационарного, это для ферромагнитных заготовок означает более высокое электрическое сопротивление системы индуктор - металл, ток катушки 1 уменьшится в сравйешш со своим установившимся значением. Выходной снгнал блока сравнения 20 в стационарном ре-жиме обеспечивает такой момент на валу двигателя 4, что катушка 2 зонимает положение, соответстрьтощйе границе холодной и горячей зон загрузки. Тогда при уь4еиыпении тока катушки 1 выходной сигнап блока срап нения 20 уменьшается, згменьшится в свою очередь момент на валу двигатс ля 4, катушка 2 сместится к выходу катушки 1, что способствует более интенсивному нагреву выходных отстающих заготовок. Если температурное распределение по длине катушки 1 выше стационарно го, т.е. электрическое сопротивление системы инд -ктор - металл ниж-е, чем в установившемся режиме, ток катушки 1 превышает свое установившееся значение, и момент на валу электро- двигателя 4 будет больше, это приведет к смещению катушки 2 с в сторону входа катушки 1, тем самым поступающие в нее холодные заготовки будут получать большую мощность, что-уменьшит их отставание от стационарного темпа нагрева во время термостатирования выходных заготовок, нагрев которых ведется по локально-оптималь- ному алгоритму, автоматически реализуемому регулятором 8 в Фзнкции температуры выходной заготовки, измеряемой датчиком 10, Регулятор 9 поддерживает на катуше 2 максимальную мощность независио от температуры выходной заготовки 5П индуктора, так как контакт 19 реле 16 в цепи 10-9 разомкнут. Если выходные коды счетчика 13 и задатчика времени 15 совпадают в момент поступления управляющего импульса с синхронизатора 12 на вход счетчика 13, реле 16 не будет включено, и катушка 2 останется в положении, обозначенном пунктиром, что соответствует установившемуся режиму работы Время переходных процессов при использовании предлагаемого устройства 13 удается сократить в 2-3 раза, Ожвдаемйя экономическая эффективность от внедрения изобретения в расчете на одну печь типа ЛИН-1 составляет 10 тыс,руб. в год за счет увеличения производительности индукционного нагревателя путем сокращения времени переходных режимов, а также за счет снижения отходов в брак, при этом повышается качество нагрева и, следовательно, качество и надежность выпускаемой продукции.

ШДУКЦИОННАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ, НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая двухслойный ивдуктор с неподвижной , внутренней и подвижной наружной кагтушками, подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закреплен.ной на неподвижной опоре, а другим с валом .электродвигателя, вход которого соединен с выходом силового преобразователя через замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с каждой из указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвижной катушки, датчик тока, неподвижной катушки,элемент И, счетчик времени и синхронизатор, отличающаяся тем что, с, целью повышения производительности установки путем сокращения времени переходных процессов, она снабжена пороговьгм элементом, блоком сравнения,задатчиком тока и задатчиком времени, вход реле соединен с пыходом элемента И, первый вход которого соединен с задатчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент связан с выходом указанного датчика температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижной катушки через размыкающий контакт реле, выход датчика тока подключен к первому О входу блока сравнения, второй вход , 4 которого соединен с задатчиком тока, ;О СО а выход - с управляющим входом силового преобразователя.