Система магнитопараметрического автоматического регулирования двухручьевого непрерывно-последовательного сквозного нагрева Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к энергетическому технологическому оборудованию, иcпoльзyeмo fy в машиностроительной промышленности.

Целью изобретения является улучшение качества регулирования и нагрева путем улучшения динамической реакции и повышения помехоустойчивости системы.

На фиг. 1 представлен один ручей двухручьевой нагревательной установки с размещенными в нем элементами системы, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - регулирующая часть системы магнитопара- метрического автоматического регулирования непрерывно-последовательного сквозного нагрева в двухручьевом исполнении; на фиг. 4 и 5 - известные варианты выполнения нагревательно- втягивающего устройства,.

Каждый ручей двухручьевой нагревательной установки с системой магии- топараметрического автоматического регулирования непрерывно последовательного сквозного нагрева стальных деталей содержит нагревательно-втягивающее устройство 1 на катушечных элементах, индукторах 2 (для второго ручья 2 ) и втягиваюрдах катушках 3 (для второго ручья З ). Втягивающие катушки 3 включены в цепи промьшшен- ной частоты. Перед нагревательно-втягивающим устройствам в каждом ручье установлено лотковое устройство 4 которое содержит диск 5, установленный на оси 6, снабженной подшипниками 7 для свободы вращения диска 5 Диск 5 снабжен кольцевым каналом 8 на еготорце 9, охватывающим изогнутый участок столба 10 деталей 11. Кольцевой канал 8 сопряжен с подв.одя- щим лотком 12 и отводящим лотком 13, Отводящий лоток 13 установлен своим выходом 14 к входу 15 нагревательно- втягивающего устройства 1 .

Диск 5 лоткового устройства 4 кинематически ременной передачей 16 соединен с валом 17 ротора асинхронного двигателя fB,

Второй ручей выполнен; аналогично первому, что сделано с целью упрощения решения задачи частотной токовой развязки цепей, подключенных к различным источникам питания, обтекаемых своими токами различных частот и подверженньк взаимному наведению в них ЭДС взаимоиндукции чужих.по отно0

и 18

5

0

5

0

5

0

5

0

5

шению к собственным источникам питания частот. При этом частотная развязка по токам обеспечивается тем, что индукторы 2 и втягивающие катушки 3 разных ручьев объединены между собой попарно-последовательно и встречно по взаимно наводимым в них ЭДС взаимоиндукции (фиг. 4 и 5).

Обмотки асинхронных двигателей 18 включены по схеме работы в режиме торможения, как показано на фиг.3,

Первые и вторые статорные обмотки 19 и 20 одного двигателя и первые и вторые статорные обмотки 19 и 20 второго двигателя (второго ручья) попарно соединены последовательно и подключены соответственно к выходам двух усилителей 21 и 21 с общим

для них источником 22 электропитания постоянного тока, к выходу источника 22 электропитания подключены первые выводы вторых обмоток 20 и 20. Третьи статорные обмотки 23 и 23 обоих двигателей 18 и 18 одним из своих выводов (началом обмотки или концом, что зависит от направления оси вала, т.е. его принуждаемого внеш.ними силами вращения, а также характера усилителей 21 и 21 , т,е. являются они инвертирующими или неинвертирующими) подключены к входам усилителей 21 и 21 .

В системе предусмотрен один общий на два усилителя 21 и 21 подключен- ньш к выходу источника 22 электропитания резистивный делитель 24 напря- жения, образованньй резисторами 25-27,

Параметры предусмотренного на два усилителя 21 и 21 делителя 24 напряжения выбраны с учетом также условия максимального приближения к равенству статического потенциала в его промежуточной точке 28, являющейся точкой подключения к делителю 24 напряжения по одному из выводов третьих статорньк обмоток 23 и 23 обоих дви- гателей 18 и 18 со статическими поI

тенциалами на входах усилителей 21 и 21 , определяемых, в свою очередь, равенством соотношений величин сопротивлений резисторов 25, 26 с резисторами 29, 29 и 30, 30 дополнительных резистивных делителей Тс учетом того, что параллельно одним из них находятся также входные сопротивления усилителей 21 и 21 ),

поскольку они подключены на входах усилителей 21 и 21 для задания с их помощью (совместно с общим для входных цепей резистором 27 делителя 24 напряжения)статической рабочей точки усилителей 21 и 2l .

Для подключения нагревательно-втя- гивающего устройст ва предусмотрены конденсаторные батареи 30, 31, источ- ник 32 питания повышенной частоты, блок 33 силовых вентилей и трансформа тор 34 о

Устройство работает следующим об разом.

Введение в систему дополнительного одного общего на два усилителя 21 и 21 подключенного к выходу источника 22 электропитания делителя 24 напряжения jn и подключение по одному из выводов обеих третьих статорных обмоток 23 и 23 обоих двигателей 18 и 1В к выходу источника 22 злектропитан ия через промежуточную точку 28 общего на 25 два усилителя 21 и 21 делителя 24 напряжения обеспечивает то что наряду с передачей от третьих статорных обмоток 23 (или 23) двигателей (или 18 ) пропорциональных ускорению механ ического движения токовых сигналов i (или 1-2 свои усилители 21 (или 21), где в качестве нагрузки включены первые и вторые статорные обмотки 19 и 20 (или 19 и 20) того

длм торможение движения в этом первом ручье, что способствует устранению или снижению этого отрицательного ускорения от помехи; во-вторых, через - чужой усилитель 2l (или 21) во втором ручье увеличивается ток, по-- требляемый чужим двигателем 18 (H IH 18), осуществляющим торможение в нем, вызывая в нем синхронную реакцию ;. в первый момент отрицательное ускорение, обеспечивая тем самым быстродействующую синхронизацию характера динамического протекания ме- )5 ханического движения в обоих ручьях в области части спектра более низких составляющих частот вместе с помехой и ее коррекцией.

30

Обратные процессы протекают аналогично, т.е. положительное ускорение в любом одном из ручьев влечет за собой увеличение тока, момента и усилия торможения в нем и снижения тока, момента и усилия торможения в соседнем ручье. Это обеспечивает в конечном итоге быстродействующее вьфавни- вание динамического поведения ручьев системы в целом при появлении механической помехи, и в области более низких составляющих частот характе- ри стик механического движения в обоих ручьях исключается возникновение длительных асимметричных по ручьям низкочастотных составляющих ускореже двигателя 18 (или 18), работающе- ний и замедлений и длительных низкого в режиме торможения, к которому частотных отклонений скоростей и ус- относится и третья (сигнальная) об- корений от тех средних величин, котомотка 23 (или 23 ), одновременно до- стиг ается взаимная передача -противоположных по знаку, т.е. противофазных первым, пропорциональных ускорению механического движения токовых сигналов i,j (или i л) взаимной коррекции по ускорению в чужие усилители 21 (или 21), где в качестве нагрузки включены первая и вторая статорные

и 20 (или 19 и 20) чу40

45

рые предопределены процессом нагрева в установке, оба нагревателя 2 и 2 которой питаются от общего для них источника 32 питания. В результате исключаются или приглушаются низкочастотные качания процесса перераспределения мощности Р, потребляемой на нагрев от общего для двух ручьев источника 32 питания, между отдельными нагревателями 2 и 2 и исключаются или приглушаются низкочастот ные противофазные качания скоростей

обмотки 19

жого двигателя 18 (или 18), работающего в режиме торможения в другом по отношению к первому ручье установ ки. В результате этого при появлении механической помехи в первом ручье и возникновении при этом малейшего отрицательного ускорения система ера

батывает двояко; во-первых, в первом кочастотные противофазные качания ручье через свой усилитель 21 (21 ) скоростей механического двр1жения снижается ток, потребляемг й своим деталей через нагреватели около недвигателем 18 (или 18), осуществляю- котороых средних значений.

движения вдоль нагреваемых столбов

деталей их фронтов нагрева на уровне постоянного заданного теплосодержания (температуры). Это, в свою очередь, исключает или приглушает низ

д

2 jn 25

23990

длм торможение движения в этом первом ручье, что способствует устранению или снижению этого отрицательного ускорения от помехи; во-вторых, через - чужой усилитель 2l (или 21) во втором ручье увеличивается ток, по-- требляемый чужим двигателем 18 (H IH 18), осуществляющим торможение в нем, вызывая в нем синхронную реакцию ;. в первый момент отрицательное ускорение, обеспечивая тем самым быстродействующую синхронизацию характера динамического протекания ме- )5 ханического движения в обоих ручьях в области части спектра более низких составляющих частот вместе с помехой и ее коррекцией.

Обратные процессы протекают аналогично, т.е. положительное ускорение в любом одном из ручьев влечет за собой увеличение тока, момента и усилия торможения в нем и снижения тока, момента и усилия торможения в соседнем ручье. Это обеспечивает в конечном итоге быстродействующее вьфавни- вание динамического поведения ручьев системы в целом при появлении механической помехи, и в области более низких составляющих частот характе- ри стик механического движения в обоих ручьях исключается возникновение длительных асимметричных по ручьям низкочастотных составляющих ускоре40

45

рые предопределены процессом нагрева в установке, оба нагревателя 2 и 2 которой питаются от общего для них источника 32 питания. В результате исключаются или приглушаются низкочастотные качания процесса перераспределения мощности Р, потребляемой на нагрев от общего для двух ручьев источника 32 питания, между отдельными нагревателями 2 и 2 и исключаются или приглушаются низкочастот ные противофазные качания скоростей

кочастотные противофазные качания скоростей механического двр1жения деталей через нагреватели около некотороых средних значений.

движения вдоль нагреваемых столбов

деталей их фронтов нагрева на уровне постоянного заданного теплосодержания (температуры). Это, в свою очередь, исключает или приглушает низВыбор параметров резисторов 25, 26,. 29, 30 и 29, 30 дополнительно предусмотренного общего на два усилителя 21 и 21 делителя 24 напряжения осуществляется с учетом того, что токи взаимной коррекции по ускорению и i и относительная ин тенсивность проявления взаимной коррекции возрастают с относительным увеличением значений сопротивлений резисторов 25 и 26 делителя 24 напряжения по отношению к сопротивлениям резисторов 29, 30 и 29 ЗО , определяющих собой вместе с входными сопротивлениями усилителей 21 и 21 статический режим последних, С дру гой стороны, легко ocyщ€ cтвляe ый выбор параметров всех этих резисто- .ров из условия максимального прибли- жения к равенству статического потенциала в его промежуточной точке 28, являющейся точкой подключения к делителю 24 по одному из выводов обеих третьих статорных обмоток 23 и 23 обоих двигателей 18 и 18 ,.со статическим потенциалом на входах усилителей 21 и 2l , что достигается при равенстве отношений сопротивлен во всех трех цепях, попутно создает также благоприятные эксплуатационные условия, так как статический режим работы усилителей 21 и 21 при этом не изменяется при подключении к ним и отключении от mgi тех третьих статорных обмоток 23 и 235 которые используются в качестве .сигнальных а в работе эти обмотки не нагружают ся статическим током схем усилителей 21 и 21 .

Формула изобретения

1, Система магнитолараметрическог автоматического регулирования двух- ручьевого непрерывно-последовательного сквозного нагрева, содержащая нагревательно-втягивающее устройство вьтолненное из катушечньсс элементов и подключенное одними своими вводами к конденсаторным батареям и источни-

д g 0 5 Q

0

0

ку питания повьпиенной частоты, а другими своими вводами, выполненными попарно эквипотенциальными по повьппен- ной частоте, через блок силовых вентилей и трансформатора - к источнику промыпшенной частоты, а также кинематически связанные с соответствующими столбами нагреваемых деталей трехфазные асинхронные двигатели, первые и вторые статорные обмотки которых, соединенные по схеме динамического торможения, подключены к выходам соответствующих усилителей и к Первому выводу общего для них и усилителей источника электропитания постоянного тока, второй вьшод которого соединен с первыми входными выводами усилителей, к вторым входным выводам которых подключены первые выводы третьих статорных обмоток асинхронных двигателей, отличающаяся тем, что, с целью улучше- ния качества регулирования и качества нагрева путем улучщения динамической реакции и повьшення помехоустойчивости .системы, она содержит подключенный между вторым и третьим выводаг-ш источника электропитания постоянного тока резистивный делитель, при этом вторые выводы третьих статорных обмоток асинхронных двигателей подключены к промежуточной точ- ,кё делителя.

2. Система по п. t, о т л и ч а ю- щ а я с я теМл что резистивный делитель вьшолнен в виде трех последовательно соединенных резисторов, к второй средней точке резистивного делителя через дополнительные резистив- ные делит Ъ1И, образованные внешними резисторами усилителей, подключены их .входы.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что сопротивления двух резисторов делителя, включенных параллельно дополнительным ре- зистивным делителям, выбирают из условия равенства их отношения отноше-- нию сопротивлений дополнительных ре- зистивных делителей.

фиг1

Изобретение относится к энергетическому технологическому оборудованию, используемому е машиностроительной промьгашенности. Цель изобретения - улучшение качества регулиро вания и нагрева путем улучшения динаш - ческой реакции и повьшения помехоустойчивости системы. Для этого система магнитопараметрического автоматического регулирования непрерывно-последовательного сквозного нагрева в двухручь- евом исполнении снабжена резистив- ным делителем напряжения, подключенным к выходу источника электропитания постоянного тока. Параметры предусмотренного на два усилителя делителя напряжения могут быть выбраны с учетом условия максимального приближения к равенству статического потенциала в его промежуточной точке, являющейся точкой подключения к делителю напряжения по одному из выводов третьих статорных обмоток и обоих синхронных двигателей, другие обмотки которых включены по схеме динамического торможения, со статическими потенциалами на входах усилителей, определяемыми, в свою очередь, равенством соотношений величин сопротивлений резисторов с резисторами дополнительных резистивных делителей, включенных на входах усилителей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. СП С

фие.2

/S П /О

(