Устройство для термообработки Советский патент 1987 года по МПК C21D11/00 

,

Изобретение относится к устройствам, которые обеспечивают термическу обраОотку разнотипных сварных соединений трубопроводов от многопостовых систем питания постоянного тока с различной полярностью и применяются при строительстве тепловых и атомных электростанций,

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при изме-- нении нагрузки и уменьшение массога- баритных ха{)актеристик.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 - схема устройства регулирования; на фиг.З - вре- менные диаграммы сигнала на входе и выходе узла формирования обратных связей по частоте инвертора; на фиг.4 и 5 - зависимости индуктивности дросселя от времени и тока в на- грузке.

Устройство содержит блок I подключения, в качестве которого могут быть использованы рубильники, контакторы, автоматические выключатели, ин вертор 2 тока, в состав которого входят тиристоры 3-6, конденсатор 7 и согласующий трансформатор 8, к вториным обмоткам которого подключена нагрузка 9, например индукционный на- гревателЬр пусковой блок 10, состоящий из. блока 1 регулирования я дросселя 12J основная обмотка 13 которого подсоединена к входной цени инвертора, последовательно, а дополнитель- .ная обмотка 14 управления подключена к выходу блока 11 регулирования.

К входам блока I регулирования подключены датчик 15 тока, в качестве которого могут быть использованы трансформатор тока или реле на магни тоуправляемых контактах, датчик 16 напряжения и блок 17 управления тиристорами инвертора, в качестве которого могут быть использованы полупро водниковые схемы, Датчик 15 тока и датчик 16 напряжения установлены в первичной (или вторичной) цепи согласующего трансформатора 8,

Блок 11 регулированияJ схема кото рого представлена на фиг,2, содержит трехфазный двухполупериодный тирис- торный выпрямитель 18, блок 19 управления тиристорами выпрямителяJ сумматор 20, узлы 21-24 формирования за- дающего напряжения (UjoiA ) напряжения обратных связей по напряжению ), по току в нагрузке (,cr. по частоте работы инвертора (Ь осч.)25

5

0

20

.35

0 45

50 55Узлы 21 и 22 формирования соот Ьет- ственно Ujj, .и UO(-,H представляют собой делители напряжения на резисторах. Узел 23 тгЬормирования И,- представляет собой активный выпрямитель на операционном усилителе, на который поступает сигнал с датчика 15 тока, установлен 1ого в цепи наг рузки. Узел 24 формирования Vусч представляет собой одновибратор на микросхеме.

Устройство работает следующим образом, ,

Перед включением инвертора по це- 1|И дополнительной обмотки 14 дроссе- ля 12 протекает ток управления i ,jnp При этом величина индуктивности дросселя незначительна и соответствует некоторой начальной индуктивности L, при которой легко осуществляется запуск инвертора. После включения инвертора тиристоры 3-6 работают попарно: 3-4, 5-6р 3-4 и,т,д. При этом в обмотках трансформатора 8 протекает переменный ток, частота которого опре делается частотой включения тиристоров ,. С выхода датчика 15 тока в узел 23 формирования Up2 поступает сигнал, пропорциональный току5 с выхода датчика 16 напряжения в узел 22 формирования UQI-, .- сигнал, пропорциона.ль ный напряжени о в нагрузке 9, а с бло- ка 7 управления тиристорами инвертора в узел 24 формирования ид(-ц - сигналы, синхронизированные с частотой работы инвертора, например одновременно с подачей управляющих импульсов на силовые тиристоры инвертора также поступает сигнал на вход одновибрато- ра Ugy , С выхода одновибратора снимаются одиночные прямоугольные импульсы Ujjiix постоянной амплитуды и дли- тejтьнocти5 частота которых определяется частотой работы инвертора, В результате среднее значение напряжения на выходе одновибрагора и,,, пропс-р- ционально частоте работы инвертора:

бЬ1х ср фиг.З изображены вре манные диаграммы сиг налов на входе и выходе одновибратора Т7ри переходе ик вертора с частоты f на fr(f 7 fo), ,

Так как U

бых

f, тс уровень и

Si.. ср

изменяется (уменьшается) от. U g,|., ..

и&ых.ср.а- Напряжение Ugbiy.c суммируется в сумматоре 20 с напряжением других видов обратной связи. Или напряжение Ujbi после усиления по мощности может б ыть подано непосредственно на отдельную обмотку управления дросселя насы1цет1ия. Таким образом, на вход сумматора 20, выполненного на операционном усилителе, посту-, пают напряжения U, , , , UQC и и , Результирующий сигнал сумматора поступает на блок 18 управ- ления тиристорами выпрямителя и в обмотке 14 управления устанавливается требуемый ток управления дросселем 12. В результате каждому значению частоты, величины тока и напряжению в нагрузке (т.е., каждому конкретному режиму работы инвертора) соответствует оптимальное значение индуктив - ности дросселя.

На фиг.4 и 5 представлены зависи- мости индуктивности дросселя от времени L f(t) и от тока в нагрузке L f(i). Установившемуся значению режима работы соответствует индуктивность Lpei6 . Однако оптимальное зна- чение индуктивности дросселя 12 является сложной функцией многих параметров, в том числе таких, как емкость конденсатора 7, индуктивность трансформатора 8, активное индуктивное сопротивление нагрузки 9, частота работы инвертора 2, скорость установления заданного тока в обмотке 14, время включения тиристоров и некоторые другие. Поэтому при других парамет- рак схемы устройства зависимости L-f(t) и L f(i) могут отличаться от приведенных на фиг.З и 4.

Проведенные испытания устройства показали, что при термообработке раз

0$ 000

нотипных сварных соединений на различных режимах надежность работы устройства увеличилась в 3 раза, а массогабаритные характеристики уменьшились на 30% за счет уменьшения массы дросселя.Подключение данного устройства к многопостовой системе питания для разнополярной сварки не влияет на параметры питающей сети источника питания.

Формула изобретения

Устройство для термообработки, содержащее инвертор тока, входные клеммы которого соединены с источником питания через блок подключения и пусковой блок, а выходные клеммы подсое- динены к нагрузке, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы при изменении нагрузки и уменьшения массогабарит-. ных характеристик, оно снабжено дат-: чиком тока и напряжения на нагрузке, блоком управления тиристорами инвертора, а пусковой блок состоит из блока регулирования и дросселя, основная обмотка которого включена в входную цепь инвертора последовательно, а дополнительная обмотка подключена к блоку регулирования, входы которого подсоединены соответственно к датчикам тока и напряжения на нагрузке и к блоку управления тиристорами инвертора.

omW

oml3

fffnJ7

фч92

//

h

L

Изобретение относится к области термической обработки, например, разнотипных сварных соединений трубопроводов. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при изменении нагрузки и уменьшение массо- габаритных характеристик. Сущность изобретения заключается в том, что после включения инвертора 2 тока тиристоры 3, 4, 5, 6 работают попарно. При этом в обмотках трансформатора 8 протекает переменный ток, частота которого определяется частотой вклю- чения тиристоров. На входы блока 11 регулирования поступают сигналы с датчика 15 тока в нагрузке 9, датчика 16 напряжения в нагрузке и с блока 17 управления тиристорами.:Результирующий сигнал с блока 11 поступает в обмотку 14, в которой устанавливается требуемый ток управления дросселем 12. В результате каждому значению частоты, величины тока и напряжения в нагрузке (т.е. каждому конкретному режиму работы инвертора) cooTBeTCtBy- ет оптимальное значение индуктивности дросселя 12. 5 ил, i (/) С Тf

1,71,71,

San

Фиг.З

I/

Фиг.

Предлагаемый вариант.

iL$&ec/4H6iu дариант.

Редактор М,Недолуженко

Составитель А.Абросимов

Техред А.Кравчук Корректор А.Зш.(окосов

Заказ 2934/31Тираж 549Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул, Проектная,, 4

Фи.г,5