Индукционная нагревательная установка Советский патент 1988 года по МПК H05B6/06 

(Л

с

Изобретение относится к электро- °термин и может быть использовано в мет аллургической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где применяются индукционные нагревательные установ|«и.

Цепь изобретения - повышение качества нагрева изделий путем корректировки связи между индуктором и изде- ли ем.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемой установки.

Установка содержит нагреваемое изделие 1, ивдуктор 2, источник 3 питания, датчики 4 и 5 напряженности магнитного поля, блок 6 деления, за- датчик 7 зазора индуктор-изделие,- регулятор 8, исполнительный механизм 9, индуктивный датчик 10, релейный элемент 11, ключ 12, первый 13 и второй 14 источники ЭДС, преобразователь 15 частота - напряжение и сумматор 16

В качестве источника 3 питания может быть использован, например, тири- сторный преобразователь частоты. Сумматор 16 имеет три независимых входа и вьшолняет функцию алгебраического сложения трех сигналов - напряжения задания; первого источника 13 ЭДС и сигнала с вькода преобразователя 15 частота - напряжение, причем, сигналы с выхода источника 13 ЭДС и преобразователя 15 частота - напряжение имеют противоположные з наки,

Регулятор 8 имеет три независимых входаS на один из них подают результирующий сигнал с выхода сумматора 16, на второй вход подсоединен через

ключ 12 выход .второго источника 13

/-

ЭДС, на третий --сигнал с выхода блока 6 деления На входе регулятора 8 происходит алгебраическое сложен ие всех сигналов, причем два последних сигнала вычитают из первого. I

Установка работает следующим образом.

Пусть нагрев ферромагнитного изделия 1 осуществляют на частоте fi при постоянном зазоре между индукто- ром 2 и изделием 1, Величина йазора задается сигналом с выхода задатчи- ка 7, На входы сумматора 16 поступают сигнал и,с1д выхода задатчика-. 7, сигнал с выхода источника 13 ЭДС и сигнал с выхода преобразователя 15 частота - напряжение, причем сигналь с выхода задатчика 7 и с выхода источника 13 ЭДС, суммирзпотся, а

сигнал с выхода преобразователя 15 вьщитается из этой суммы. Кроме того, сигналы с выхода источника 13 ЭДС и с вькода преобразоват.еля 15 частота - напряжение подбирак1Т таким образом, что они равны по величине при работе На частоте f, , Следовательно, пока нагрев осуществляют на частоте f |, .э.ти сигналы компенсируют друг друга, и на выходе сумматора 16 сигнал равен U,aj с выхода задатчика 7, Одновременно индуктивный датчик 10 формирует на выходе сигнал, обратно пропорциональный величине магнитной проницаемости р изделия 1, Пока изделие ферромагнитно, /и 1, сигнал с выхода индуктивного датчика 10 равен, например, нулю. При отсутствии сигнала на входе релейного элемента 11 ключ 12 разомкнут, а на втором входе регулятора 8 сигнал равен О, На третий вход регулятора 8 поступает сигнал с выхода блока 6 деления. Таким образом, на вход регулятора поступают два сигнала: сигнал задания и,,(1д , соответствукяций требуемой величине зазора, и сигнал с выхода блока 6 деления, соответствующий фактическому зазору, причем второй сигнал вычитается из первого. Если фактический зазор равен заданному, разность этих сигналов равна нулю. При изменении эазора, например при его увеличении (что может быть вызвано, например, изменением толщины изделия) сигнал с выхода блока 6 деления уменьшается, разность сигналов становится больше нуля, регулятор S формирует сигнал, воздействующий на {1сполнитель ный механизм 9, перемещающий индуктор 2 в сторону уменьшения зазора до тех пор,.пока зазор не станет равным заданному, а сигнал с выхода блока 6 деления не станет равным сигналу задания.

При переходе через точку Кюри ( 1) скачкообразное изменение магнит- ной проницаемости ц вызывает скачкообразное уменьшение соотношения сигналов датчиков 4 и 5 напряженности магнитного поля на выходе блока 6 деления, который формирует ложный сигнал об увеличении зазора между индуктором и изделием, хотя зазор остается неизменным. Одновременно индуктивный датчик 10 скачком изменяет на выходе до максимального, релейный элемент 11 срабатьшает и замыкает

ключ 12, подсоединяя источник 14 ЭДС, к второму входу регулятора 8. Сигнал с выхода источника 14 ЭДС вычитается из сигнала задания , причем величина сигнала с выхода истчника 14чЭДС подбирают таким образом чтобы он бьш равен разности сигналов с выхода блока 6 деления при нагреве ферромагнитного изделия и после потери из магнитных свойств при неизменном зазоре. Вследствие этого,результирующий сигнал на входе регулятора 8 по прежнему остается равным нулю до тех пор, пока не произошло изменение зазора. При изменении зазора установка работает аналогично описанному.

При изменении частоты, например при ее увеличении, сигналы с выхода датчиков 4 Ио5 напряженности магнитного поля увеличиваются и блок 6 деления формирует уменьшенный по сравнению с предьщущим режимом сигнал, свидетельствующий об увеличении зазора, хотя в действительности он остался прежним.

Одновременно преобразователь 15 частота - напряжение формирует сигнал, пропорциональный частоте источника 3 питания. Величина этого сигнала превышает велич ину ЭДС источника 13. Сумматор 16 формирует на выходе сигнал, величина которого меньше по сравнению с сигналом задания U,;,. на величину, равную разности между сигналом с выхода преобразователя 15 чистота - напряжение и сигналом с

-выхода источника 13 ЭДС.

Таким образом, на входы регулятора 8 поступают результирующий сигнал с выхода сумматора 16 и сигнал с выхода блока 6 деления, причем оба сигнала уменьшаются на одну и ту же величину вследствие изменения (увеличения) частоты источника 3 питания так что их разность по-прежнему равна нулю, как и до изменения частоты, в результате чего положение индукто ра 2 относительно изделия 1 остается

неизменным.

При отклонении частоты в меньшую сторону установка работает аналогично описанному с той лишь разницей-, что одновременно с увеличением сигнала на выходе блока 6 деления на ту же величину возрастает сигнал на выходе сумматора 16 вследствие того.

2406

что сигнал с выхода преобразователя 15 час . ота - напряжение становится меньше сигнала с выхода второго источника 13 ЭДС и их разность имеет тот же знак, что и сигнал задания

и,рд с выхода задатчика 7.

Изменение любого параметра, влияющего на величину зазора (например, изменение толщины изделия), приводит к изменению сигнала на выходе блока 6 деления, который воздействует на регулятор 8, формирующий сигнал управления, воздействующий на исполнительньш механизм 9, который перемещает индуктор в сторону уменьшения рассогласования.

Установка повьш1ает точность ре- гулироваш-1я температуры при нагреве ферромагнитных изделий при использовании источника питания нестабильности частоты.

Формула изобретения

25

0

5

0

Индукционная нагревательная установка, содержащая подключенный к источнику питания индуктор, два датчика напряженности магнитного поля, установленные один на поверхности индуктирующего провода индуктора, обращенной к изделию, а другой - на противоположной поверхности, и соединенные выходами через блок де- лершя с первым входом регулятора, выход которого подключен к входу исполнительного мб анизма регулирования зазора индуктор-изделие, и задат - чик указанного зазора, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества нагрева изделий путем корректировки связи между индуктором и изделием, установка снабжена сумматором, двумя источниками ЭДС, преобразователем частота - напряжение, ключом, релейным элементом и индуктивным датчиком, первьй вход сумматора соединен с выходом задатчика, второй - с выходом первого источника ЭДС, а третий - через преобразователь частота - напряжение с выходом источника питания, ькод сумматора подключен к второму входу регулятора, к третьему входу которого подключен выход второго источника 5 ЭДС через ключ, управляющий вход которого через релейный элемешг связан с выходом индуктивного датчика.

5

0