Индукционная нагревательная установка периодического действия Советский патент 1987 года по МПК H05B6/06 

11343565

зобретение относится к индукцион- му

им FO ше ше мен пад гр чт чем пр но ок тем

ному нагреву и может быть использовано в машиностроении и металлургии,,

Цель изобретения - снижение потер электроэнергии.

На фиг. 1 и 2 представлены блок- схемы установки; на фиг. 3 - блок- схема датчика полного времени нагрева для блок-схемы на фиг, 2.

Установка содержит источник 1-питания с необходимыми для компенсации реактивной мощности индуктора конденсаторными батареями, подключенный к источнику.питания индуктор 2, корот- козамкнутые катушки 3,. служаоще для коррекции электромагнитного поля по длине индуктора, соединенные последовательно С короткозамкнуткми катушками 3 ключи 4, блоки 5 управления ключами, датчик 6 полного времени нагрева датчик 7 текущего значения времени HarpeBaj первый 8 и второй 9 элементы сравненрш, задатчик 10 времени коррекции электромагнитного поля индуктора5 компаратор 11

Датчик 6 полного времени нагрева содержит задатчик 12 конечной температуры изделия, датчик 13 температуры изделия5 выход которого подключен к второму входу первого аналогового делителя 14,, выход которого подключен к первому входу второго аналогового делителя 15, к второму входу которого подключен задатчик 12 конечной температуры изделия.

При нагреве возникает отклонение о заданной температуры, которое может быть скорректировано путем подключени дополнительных короткозамкнутых кату- шек 35 замыкаемых ключами 4,

Если коррекция электромагнитного поля по длине индуктора осуществляетс в течение всего времени нагрева, это приводит к увеличению потерь электро-

энергии. Предпочтительнее начинать коррекцию электромагнитного поля не ранее, чем за Рд 0,25-05,5 до окончания процесса нагрева, где Р

„ „ безразмерное время (крите-

рий Фурье ) s а - температуропроводность материала нагреваемого изделия 1 линейный размер тела, вдоль которого исчисляется термоперепад, с - время.

Большее значение безразмерного времени относится к прецизионному нагреву, меньшее значение - к обычно

5

0

0

g

0

с

0

5

Если в некоторый момент в теле имелся термоперепад лТ, через время FO 0,25 термоперепед составит меньше 0,,075ДТ. а спустя F 0,5 - меньше Oj014Tj если в течение этого времени не возникнет нового термоперепада вследствие неравномерности нагрева для охлаждения. Это значит, что термоперепад5 возникший ранее, чем за Fg 0, до окончания процесса нагрева, успевает почти полностью рассосаться и незначительно оказывается на конечной равномерности температурного поля,

Ес,ли начинать коррекцию позднее, чем за 0,25 F до окончания нагрева, имевшийся в теле термоперепад успеет рассосаться лишь до значения, превышающего 8% исходной величины, что снизит качество нагрева. Если начинать коррекцию ранее,, чем за 0,5 F , перепад рассосется до значения мень- oiero, чем 1% исходной величи нь, но при этом возрастут потери электроэнергии в индукционной установке. Если же начинать коррекцию электромагнитного гголя индуктора за F, 0,25 - 0,5 до окончания процесса нагрева молсно получить требуемую равномерность нагрева по длине изделия. При этом уменьшится расход электроэнергии за счет сн:ижеЕия потерь в дополнительных катушках, а следовательно, увеличится КПД индукционной установки.

Устройство работает следующш об- разом„

Текущее время и полное время с датчика 6 сравнивавэтся в элементе 8 и их разность, пропорциональная времени, оставшемуся до конца нагрева, на втором элементе 9 сравнивается с сигналом от задатчика времени, коррекции (фиг„ 1)

Когда эти времена сравниваются, сигнал через компаратор подается на блоки 5 управления и ключи 4 замыкаются. Начинается коррекция неравномерности нагрева, заканчивается к концу нагрева и., следовательно, дополнительный расход энергии в катушках 3 будет минимальным,

В условиях действия возмущений, приводящих к изменению скорости нагрева, устройство работает, как показано на фиг„ 2, где полное время процесса нагрева необходимо определять в ходе нагрева каждого изделия. Этой

цели служит датчик 6 полного времени нагрева. Датчик работает следующим образом.

В момент наткала процесса нагрева одновременно с датчик ом текущего значения времени нагрева включается в работу датчик 13 температуры изделия

В каждый момент времени с на выходе первого аналогового делителя 14 присутствует сигнал ТС с)/ , равный отношению достигнутой изделием в момент температуры ТС) к. самому значению времени, т.е. равный средней за время Г скорости нагрева. Считая, что в дальнейшем нагрев будет продолжатьс с той же скоростью, полное время процесса нагрева можно принять равным Т - ь/Т о , т.е. отношению требуемого значения конечной температуры Т к скорости нагрева. Подавая на второй вход второго аналогового делителя 15 с задатчика конечной температуры 12 сигнал, пропорциональный Т, будем иметь на выходе делителя 15 сигнал, пропорциональный полному времени процесса нагрева.

Предлагаемое устройство позволяет провести коррекцию нагрева изделия с наименьшим расходом энергии,

Формула изобретен.и я 1. Индукционная нагревательная установка периодического действия, со

5 0 5

о

держащая индуктор, подключенный к источнику питания, и по меньшей мере одну короткозамкнутую катушку, в цепи которой установлен ключ с блоком управления, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь- электроэнергии, установка дополнительно снабжена компаратором, двумя элементами сравнения, задатч1-1ком времени коррекции и датчиками текущего и полного времени нагрева, выходы последних подключены к входам первого элемента сравнения, выход которого и выход задатчика времени коррекции соединены с входами второго элемента сравнения, связанного через компаратор с входами блоков управления ключей.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности определения полного времени, датчик полного времени нагрева содержит датчик температуры, задатчик конечной температуры и два аналоговьгх делителя, первый вход первого делителя соединен с дополнительным выходом датч1ж;а текущего времени, второй - с датчиком температуры, а выход - с первьЕ { входом второго делителя, к второму входу которого подключен задатчик конечной температуры,- причем выход в-торого делителя служит выходом датчика полного времени.

Фи.2

14

1г

15

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - снижение потерь электроэнергии. Установка периодического индукционного нагрева содержит индуктор 2, короткоеамкнутые катушки (КК) 3, корректирующие, электромагнитное поле по длине. КК 3 снабжены ключом 4 с блоком 5 управления ключами. На элементе 7 сравнения сравнивается время, оставшееся до . конца процесса, и время коррекции теплового режима, при их равенстве подается сигнал на блоки 5 управления ключами. Коррекция заканчивается в момент окончания нагрева. Приведена конструкция датчика 6 полного времени, нагрева, обеспечивающая повьшзение точности коррекции. 1 з.п, ф-лы, 3 ил. (С Фиг.1

Редактор П.Гереши

Составитель О.Турпак

Техред М.ДчцыкКорректор М.Пожо

Заказ 4837/57Тираж 801Подписное

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

Фиг.З