Регулятор температуры электропечи Советский патент 1986 года по МПК H05B6/06 

Изобретение относится к электротермии и может быть применено в индукционных установках непрерывного действия с дискретным перемещением заготовок в индукторе на машиностроительных и металлургических заводах Цель изобретения - повышение-точности регулирования температуры заготовок путем учета тепловых потерь при нагреве их в индукционной устанойке непрерьюного действия с дискретным перемещением. На чертеже изображена блок-схема регулятора. Регулятор содержит конденсатор блоки 2 и 3 резисторов, амплитудный вьтрямитель 4 напряжения на нагревателе-индукторе, источник 5 опорного напряжения с задатчиком 6, основной пороговый элемент 7, первое реле 8 времени, ключ 9, первый цифровой счетчик 10 с регулируемым коэффициентом пересчета с задатчиком 11 коэффициентм пересчета, второе реле 12 времени, многопозиционный переключатель 13, например шаговый искатель, с блоком 14 установки в и ходное положение, датчик 15 туры, например оптический пирометр, вольтметр 16 и блок 17 настройиси, в который входят дополнительный пороговый элемент 18 с задатчиком 19 порога, индикатор 20 срабатьшания порогового элемента, второй цифрово счетчик 21 с регулируемым коэффициентом пересчета с задатчиком 22 коэффициента пересчета и третье реле 23 времени. Регулятор работает следующим образом. На вход амплитудного вьтрямителя 4 поступает напряжение, пропорциона ное напряжению на индукторе. Оно из меняется с течением времени по неко торому закону U(t). Если обозначить начальное значение (при t 0) ампл туды питающего индуктор напряжения через и , то в произвольный момент . времени амплитуду напряжения можно записать в виде u(t) - uj u + ли Подготовка регулятора к работе начинается с определения по вольтме ру 1 б и величины Ug на выходе вьтря Мигеля 4 и установки по задатчику 6 того же напряжения на влйкоде источника 5 опорного напряжения 42 В процессе работы регулятора конденсатора 1 заряжается одновременно от амплитудного выпрямителя 4 и от источника 5 опорного напряжения через блоки 2 н 3 резисторов. Напряжение на выходе амплитудного выпрямителя имеет полярность, противоположную полярности напряжения на выходе источника опорного напряжения. Суммарный ток заряда конденсатора в момент t i, (t)+ij(t)U(t:)-(k+x,.)-U/|+X;) 1 и,42421) ,и где XV - дискретный параметр регулятора, определяемый состоянием шагового искателя (i 1,...,п). При X; О i,(t)+i,(t)| - FiT - uL 2и„ли (t) суммарный ток пропорционален мощнос-ти индуктора, передаваемой заготовкам. При подаче из индуктора в заготовки равнык порций.энергии (за каждагй цикл нагрева) увеличение напряжения на индукторе приводит к увеличению температуры заготовок ,j ЗВо избежание этого нужно в зависимости от пара-; метров индуктора, материала и диаметра заготовок) брать в формуле коэффи2хциент () перед Uи больше двух, например 2,5 или 3. Этот коэффициент подбирается регулятором автоматически путем перебора проводимостей бло,:{ ков РЙИСТОРОВ k+X; и -г- + Х;, командам блока настройки, поступающим на вход шагового искателя. Когда конденсатор 1 заряжается до порогового напряжения, пороговый элемент 7 переключается и запускается первое реле 8 времени, которое выдает на управляющий вход ключа 9 сигнал длительностью, достаточной для раэряща конденсатора 1. После разряда конденсатор вйовь заряжается токами i, и i и по достижения порогового уровня вновь разряжается по сигналу с выхода элемента 7 и так далее. Импульсы с ввгхода порогового элемента 7 подсчитываются счетчиком. 10. Когда количество поступивших импульсов равн коэффициенту пересчета, установленному с помощью задатчика I1, на выходе счетчика появляется сигнал, за пускающий второе реле 12 времени. Продолжительность импульса, вьщавае мого реле 12, достаточна для осущес вления прямого хода пневматического толкателя, являющегося механизмом дискретного перемещения заготовок. Обратный ход происходит по окончании импульса.-В подготовку регулятора к работе входят следующие операции: измерение вольтметром 16 начального напряжения Ug на выходе амплитудного вьшрямителя задание с помощью задатчика 6 того же значения U на вькоде источника 5 постоянного напряжения; задание по задатчику 19 порога уровня, соответствукнцего тре буемой температуре заготовок; установка в ноль счетчика 21 и шагового искателя 13 в первую позицию () по командам с блока 14; г одача на лоток индуктора заготовок (по одной на каждый ход толкателя); подбор положения задатчика 11, обеспечивающего выход из индуктора заготовок с требуемой температурой; прекращение подачи на лоток заготовок; отклю чение индуктора, перевод автотрансформатора, питающего индуктор, на по повышенное на 7-12% (от начального значения) напряжение, включение индуктора; возобновление подачи заготовок. После замены в индукторе всех заготовок, бывших там до его отключения, с помощью блока 17 производят последователь11ый перебор позиций ша гового искателя до позиции, обеспечи вающей температуру заготовок не выше заданной. Самонастройка регулятора происходнт следующим образом. Заготовки, проходя через индуктор, нагреваются до температуры Т. На вход порогового элемента 18 п ступает напряжение с пирометра виде импульсов с амплитудой, пропорг циональной температуре Т проходящих мимо него заготовок. До тех- пор, пока амплитуда сигнала с выхода пирометра превьшает уровень порога, на выходе элемента 18 формируются им пульсы напряжения синхронно с входными импульсами, что отображается с помощью индикатора 20. Импульсы с вы-; хода порогового элемента подсчитываются цифровым счетчиком 21 с регулируемым коэффициентом пересчета. Когда количество поступивших импульсов, соответствующее количеству прошедших мимо пирометра заготовок, равно коэффициенту пересчета, установленному с помощью задатчика 22, на выходе счетчика появляется сигнал запускающий второе реле 23 времени. Коэффициент пересчета счетчика 21 выбирают равным или больше количества заготовок, заполняющих индуктор, что обеспечивает появление сигнала на выходе счетчика только после полного обмена заготовок в индукторе. Импульс с вьпсода реле 23 времени поступает на шаговый искатель 13 и переводит его в следующую позицию. Исходное состояние шагового искателя берется таким, чтобы проводимости в блоках резисторов были k и х; 0. Вследствие этого , т.е. при повышении напряжения на индукторе повышается температура выходящих заготовок (Т Тд). Сигналы с выхода логического устройства (с выхода реле 23 времени) последовательно переводят шаговый искатель в позиции, обеспечивающие увеличение проводимостей блоков 2 и 3 резисторов, что позволяет постепенно подойти к установке требуемого значения коэффициента (2 ;Г) или требуемого закона регулирования, не изменяя первоначальной н.астройки регулятора, про- изведенной при напряжении на индукторе U . Завершение самонастройки пределяется по ВДикатору 20. После ппекращения мигания ( в такт выходящими из индуктора заготовами) индикатора 20 следует заблокиовать счетчик 21 с помощью сигнала блока 14 управления. Затем необхоимо выключить индуктор, перевести , втотрансформатор индуктора в первоачальное состояние и вновь включить ндуктор. Далее работа происходит втоматически. Предлагаемый регулятор позволяет овысить точность нагрева заготовок условиях нестабильного напряжения а индукторе что приводит к ликви-.

дации брака, вызываемого пережогом или недогревом заготовок.

Формула изобретения

Регулятор температуры электропечи, содержащий датчик температуры, зашунтированный ключом конденсатор, соединенный через блоки резисторов с источником опорного напряжения и с амплитудным .вьшрямителем напряжения на нагревателе, и основной пороговый элемент, вход которого прдключен к конденсатору, а выход связан с управляющим входом Kjno4a, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности, регулирования температуры заготовок путем учета тепловых потерь при нагреве их в индукционной установке непрерывного действия с дискретным перемещением, регулятор снабжен тремя реле времени, двумя цифровыми счетчиками с задатчиками коэффициента пересчета, дополнительным пороговым элементом с задатчиком, многопозиционным переключателем с блоком установки в исходное положение, указанная связь основного порогового элемента с ключом выполнена через первое реле времени, выход основного порогового элемента соединен также с входом первого счетчика, подключенного выходом к управляющему входу второго реле времени, выход которого служит выходом регулятора и предназначен для подключения к управляющему входу механизма дискретного перемещения заготовок, датчик температуры через последовательно включенные дополнительный пороговый элемент и второй счетчик подключен к управляющему входу третьего реле времени, выход которого соединен с управляющим входом многопозиционного переключателя, выходы которого подключены к управляющим входам блоков резисторов, причем установочный вход второго счет;чика подключен к блоку установки в исходное положение переключателя.

Изобретение относится к электро.технике, а именно к регуляторам температуры индукционных установок непрерывного действия с дискретным перемещением заготовок, и позволяет повысить точность регулирования температуры заготовок. Регулятор содержит конденсатор (К ) 1, блоки резисторов 2 и 3, амплитудный выпрямитель 4 напряжения на нагревателе, источник опорного напряжения 5 с задатчиком 6, пороговый элемент 7, три реле времени (РВ) 8, 12, 23, два цифровых счетчика 10, 21 с задатчиками I1 и 22 соответственно, ключ 9, многопозиционный переключатель 13 с блоком установки в исходное положение 14, датчик температуры 15, блок настройки 17, в который входит дополнительный пороговый элемент 1В с задатчиком порога 19 и индикатором 20 срабатывания порогового элемента. В процессе работы регулятора К( заряжается, суммарный ток его зарядки пропорционален мощности индуктора, передаваемой заготовкам, а напряжение достигает напряжения порогового элемента 7, который переключаясь, . заg пускает РВ 8, вьщающий сигнал на управляющий ключ 9, разряжающий К. (О Импульсы с выхода порогового элемента подсчитываются счетчиком 10. Когда количество их станет равным коэф. пересчета, установленному задатчиком 11, счетчик запускает РВ 12. В течение импульса выдаваемого РВ 12 осуществляется прямой ход механизма перемещения заготовок. Таким образом точность регулирования повышается путем учета тепловых потерь. 1 ил.