Методическая индукционная нагревательная установка Советский патент 1987 года по МПК H05B6/06 

Изобретение относится к электротермии, может быть использовано в машиностроительной, металлургической и автомобильной промышленности, где применяется индукционный нагрев заготовок перед их кузнечной обработкой, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1159179.

Цель изобретения - повышение качества нагрева заготовок за счет обеспечения заданного теплоперепада по сечению заготовок.

На фиг. 1 представлена функциональная схема установки; на фиг. 2 - внешняя характеристика блока нелинейности по средней температуре; на фиг. 3 - то же, по температуре поверхности; на фиг. 4 - блок нелинейности по средней температуре; на фиг. 5 - то же, по температуре поверхности.

В индукторе 1 находятся нагреваемые заготовки 2. Индуктор 1 подключен к силовым выходам источника 3 питания через датчик 4 тока. Датчик 5 температуры, в качестве которого может быть использован фотопирометр, измеряет температуры поверхности выходной заготовки 2. Выход датчика 5 температуры подключен к входу .блока 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падаюшей характеристикой через первый сумматор 7 и к входу блока 8 нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-возрастающей характеристикой. Выход блока 6 нелинейности по средней температуре соединен с прямым входом третьего сумматора 9, к инверсному входу которого подключен выход блока 8 нелинейности по температуре поверхности. Выход сумматора 9 подключен к управляющему входу источника 3 питания. Выход задатчика 10 опорного напряжения через второй сумматор 11 подключен к второму входу первого сумматора 7. Выход датчика 4 тока подключен к инверсному входу второго сумматора 11 через последовательно соединенные квадратор 12 и апериодическое звено 13.

Блок 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падаюп1ей характеристикой может быть реализован по схеме (фиг. 4) на операционных усилителях 14- 16. На усилителях 14 и 16 реализованы прецизионные однополупериодные выпрямители с сумматорами на входе, на операционном усилителе 15 реализован сумматор.

Блок 8 нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-во тстающей характеристикой может быть peaj H30BaH по схеме (фиг. 5) на операционных усилителях 17 и 18. На усилителе 17 реализован однополупериодный прецизионный выпрямитель с сумматором на входе, на операционном усилителе 18 - - инвертирующий уси- литель.

Задатчик 10 опорного напряжения выполняет роль блока задания тепловых потерь

5

0

5

и может быть реализован на базе источни ка опорного напряжения.

Квадратор 12 может быть реализован на аналоговом перемножителе сигналов в интегральном исполнении.

Установка работает следующим образом.

Сигнал датчика 5 температуры поверхности выходной заготовки поступает на блок 8 нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-возрастающей харак- 0 теристикой. До тех пор, пока температура поверхности выходной заготовки не достигнет уровня уставки Uos блока 8, на индукторе поддерживается максимально возможное напряжение. По достижении температуры поверхности значения уставки поддерживается температура поверхности выходной заготовки на заданном уровне за счет возрастающего участка характеристики блока 8. Сигнал с датчика 4 тока индуктора преобразуется в квадраторе 12 в сигнал пропорциональной удельной мощности на поверхности заготовки, который поступает на вход апериодического звена 13. Сигнал с выхода апериодического звена 13 вычитается в сумматоре 11 из сигнала с выхода блока 10 задания тепловых потерь. Сигнал по температуре поверхности выходной заготвки 2 поступает на сумматор 7, где складывается с сигналом с выхода сумматора П. С выхода сумматора 7 сигнал по средней температуре выходной заготовки 2 поступает на вход блока 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падающей характеристикой. Перемещение заготовок осуществляется в момент достижения средней температуры выходной заготовки 2 заданного значения. Превышение средней температуры заготовки ее максимально допусимого зна- чения Uoi исключается за счет падающего участка характеристики блока 6 нелинейности по средней температуре при средней температуре заготовки выше заданной Uo2. Значение уставки блока 8 выбирается исходя из заданных значений средней температуры и теплоперепада в конце нагрева и уровня тепловых потерь. Наиболее точно это значение можно определить путем математического моделирвания нагрева заготовки от начальной температуры до заданной при постоянной удельной мощности на поверхности заготовки.

0

0

5

Входные и выходные сигналы отмечены

UBX и IJeux.

Установка позволяет повысить качество нагрева заготоврк и уменьшить количество брака. Нагрев заготовок в предлагае.мой установке происходит в режиме, близком к режиму нагрева с постоянной температурой поверхности, что позволяет сократить время нагрева заготовок и увеличить производительность установки как в нестационарных, так и в стационарном режиме работы нагревателя.

Формула изобретения Методическая индукционная нагревательная установка по авт. св. 1159179, отли- чающаяся тем, что, с целью повышения качества нагрева заготовок, в установку введены третий сумматор и блок нелинейности по температуре поверхности с горизонтально-возрастающей внешней характеристикой, вход которого соединен с выходом датчика температуры, а выход подключен к инверсному входу третьего сумматора, прямой вход которого соединен с выходом блока нелинейности по температуре, а вы.ход - с управляющим входом источника питания.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение качества нагрева заготовок. Устройство содержит индуктор 1, датчик 4 тока, датчик 5 температуры выходной заготовки, блок 6 нелинейности по средней температуре с горизонтально-падающей х-кой, три сумматора 7, 9, 11, апериодическое звено 13, квадратор 12 и блок 8 нелинейности по т-ре с горизонтально-возрастающей х-кой. Нагрев заготовок происходит в режиме, близком к режиму с постоянной т-рой поверхности, за счет дополнительной коррекции тепловых потерь блоком 8. 5 ил. (Л ОО СО со ГО со ISJ

02 Uoi

Фиг.2

USK

03

Фиг.З

В

-v IPU2.

18

jn

ИМ

U2.5