Индукционная нагревательная установка непрерывного действия Советский патент 1989 года по МПК H05B6/06 

4i

сл vl

о

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано для непрерывного нагрева изделий в машиностроении и металлургии.

Цель изобретения - повышение качества нагрева изделия.

На чертеже изображена блок-схема установки. .

Установка содержит индуктор 1, нагреваемое изделие 2, регулируемый источник 3 питания с регулятором возбуждения, регулирующий блок 4, имеющий два .инвертирующих и. один неинвертирующий входы,- бесконтактный датчик 5 температуры изделия 2 на выходе из индуктора 1 с нормирующим преобразователем 6, контактный датчик 7 температуры с нормирующим преобразователем 8, сумматор 9, блок 10 аналоговой памяти, ключ 11, привод 12 перемещения бесконтактного датчика 7 температуры, привод 13 перемещения изделия 2 через нагреватель 1, датчик 14 скорости перемещения изделий, напри- мер тахогенератор, интегратор 15, компаратор 16, блок 17 логической памяти релейный элемент 18, реле 19 времени, источник 20 опорного напряжения и задатчик 21 температуры.

Установка работает следующим образом.

, В установившемся режиме- работы с постоянной скоростью перемещения изделия 2 через индуктор 1 на входы регулирующего блока 4 воздействуют три сигнала - задающий , с выхода задатчика 21, сигнал обратной связи выхода вторичного преобразователя 6 ППВ и сигнал JU с выхода сум- матора 9. Регулирующий блок 4 имеет три входа, один из которых неинвертирующий.

Регулирзпощий блок 4 , формирует сигнал Upjj , пропорциональный сумме

и

рез

U3c. ли).

Этот сигнал воздействует на регулируемый источник 3 питания, который изменяет подводимую к индуктору 1 мощность таким образом, чтобы умень- шить рассогласование. Одновременно датчик 14 скорости привода 13 перемещения изделия 2 формирует сигнал, пропорциональный скорости перемещения Под действием этого сигнала интегра- тор 15 формирует линейно нарастающий сигнал, кoтopый воздействует на Компаратор 16. На второй вход компаратора 16 воздействует постоянный сигнал

от источника 20 опорного напряжения, пропорциональный времени прохождения заготовки 2 через индуктор 1. В момент, равенства этих сигналов компаратор формирует сигнал 1, который воздействует на блок 17 логической памяти .

Одновременно сигнал с выхода компаратора 16 воздействует на управляющий вход интегратора 15, в результате чего последний формирует сигнал на выходе, равный 0. Когда на выходе компаратора 16 сигнал равен О, интегратор 15 вновь начинает формировать на выходе линейнонарастающий сигнал до тех пор, пока его уровень не достигнет сигнала сравнения на втором входе компаратора 16.

Таким образом, компаратор формирует периодические импульсы управления с частотой f, которая определяется скоростью V перемещения изделий через нагреватель, .и длиной L нагревателя.

так как f -:-

Сигнал с выхода блока 17 логической памяти воздействует на релейный элемент 18, который воздействует на привод 12 датчика 7 температуры изделия. Привод 12 приводит контактный датчик 6 температуры в соприкосновение с поверхностью изделия 2 на выход из индуктора 1 и перемещает его с той же скоростью, что и изделие 2. Одновременно сигнал 1 с выхода блка 17 логической памяти воздействует на реле 19 времени, которое начинает отсчитывать вьщержку времени, по истечении которой воздействует на клккч 11, подсоединяя выход нормирующего преобразователя 8 датчика 7 температуры к входу блока 10 аналоговой памяти. Последний формирует сигнал, пропорциональный выходному сигналу нормирующего преобразователя 8, и запоминает его. Этот сигнал поступает на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода вторичного преобразователя 6 первого бесконтактного датчика 5 температуры. Разность этих сигналов поступает на третий вход регулирующего блока 4. Если в окружающей среде между изделием и первым бесконтактным датчиком 5 температуры отсутствуют пыль, дым, поверхность оптики чистая и отсутствует окалина на поверхности изделия, сигналы с

выходов преобразователей 6 и 8 равны и результирующий сигнал с выхода сумматора 9 равен нулю. В этом случае на регулирующий блок 4 воздействуют сигналы задания с выхода задатчика 16 и обратной связи с выхода преобразователя 6 первого бесконтактного датчика 5 температуры.

тельных цепей и в первую очередь термопары.

Термопара в динамике может быть представлена апериодическим звеном с постоянной времени Т. Для того, чтобы определить истинное установившееся значение температуры изделия, необходимо, чтобы процесс измерения

При отклонении параметров окружаю-iо Длился не менее 3 Т. Если постоянная

щей среды или появлении окалины первый бесконтактный датчик 5 температуры формирует сигнал, уменьшенный по сравнению с сигналом на выходе преобразователя 8 контактного датчика 7 15 температуры. Разностный сигнал с выхода сумматора 9 поступает на первый вход регулирующего блока 4. Б этом случае на регулирующий блок 4 воздействуют три сигнала - задающий и,ад с 20 выхода задатчика 16, обратной связи и с выхода вторичного преобразователя 7 и разность сигналов dU с выхода сумматора 9, причем Upe} (Uo,+ /)U). 2b

Под действием этих сигналов регулирующий блок 4 формирует сигнал, воздействующий на источник 3 питания индуктора 1, который изменяет мощность, подводимую к индуктору 1, таким обра- 30 зом, чтобы исключить фактическое рассогласование температуры изделия. .

По истечении времени вьщержки реле 19 времени ключ 11 отсоединяет вход блока 10 аналоговой памяти от входа gg .преобразователя 8 контактного датчика 7 температуры и одновременно воздействует на второй вход блока 17 логической памяти. Блок 17 формирует на выходе сигнал О, который воз- 4о действует на реле 18. Релейньй элемент 18 воздействует на привод 12 подачи контактного датчика 7 температуры, в результате чего привод 12 подачи отсоединяет контактный датчик 45 7 температуры от поверхности изделия 2 и возвращает его в исходное поло- жение.

При подаче очередного импульса управления с выхода компаратора 16 go процесс измерения температуры кон- . тактным датчиком 7 и коррекции сигна-; ла управления регулирующего блока 4 повторяется.

Необходимость введения временной дб задержки с помощью реле 19 времени при измерении температуры изделия 1 контактным датчиком 6 температуры обусловлена инерционностью измеривремени платиновой термопары диаметром 0,5 мм составляет 0,28 м, необходимо, чтобы длительность измерения составляла не менее 0,84 с. В течени этого интервала времени термопара должна иметь непосредственный контак споверхностью изделия. По истечении этого времени ключ 11 подсоединяет вход блока 10 памяти к вьпсоду преобразователя 8. На интервале времени между двумя измерениями коррекция сигнала управления регулирующего бло ка 4 осуществляется с помощью аналогового блока 10 памяти.

При изменении скорости перемещения изделия через нагреватель компар тор 16 формирует импульсы управления частота которых пропорциональна новому значению скорости.

Предлагаемое устройство повышает на 12% точность поддержания температуры изделий, что позволяет исключить брак от перегрева при действии внешних помех, и на 8% снижает расход электроэнергии.

Формула изобретения

Индукционная нагревательная уста новка непрерывного действия, содерж щая индуктор, подключенньн к выходу источника питания, привод перемещения изделий с датчиком скорости, бе контактный датчик температуры изделий на выходе из индуктора, выход к торого через нормирующий преобразователь соединен с первым входом регулирующего блока источника питания второй вход которого и управляюпщй вход привода перемещения подключены к выходу задатчика температуры, о т личающаяся тем, что, с це лью повышения качества нагрева изде ЛИЙ, в установку введены контактный датчик температуры с нормируюш 1м преобразователем и приводом перемещения, сумматор, блок аналоговой памяти, блок логической памяти, клю интегратор, компаратор, источник

тельных цепей и в первую очередь термопары.

Термопара в динамике может быть представлена апериодическим звеном с постоянной времени Т. Для того, чтобы определить истинное установившееся значение температуры изделия, необходимо, чтобы процесс измерения

Длился не менее 3 Т. Если постоянная

времени платиновой термопары диаметром 0,5 мм составляет 0,28 м, необходимо, чтобы длительность измерения составляла не менее 0,84 с. В течение этого интервала времени термопара должна иметь непосредственный контакт споверхностью изделия. По истечении этого времени ключ 11 подсоединяет вход блока 10 памяти к вьпсоду преобразователя 8. На интервале времени между двумя измерениями коррекция сигнала управления регулирующего блока 4 осуществляется с помощью аналогового блока 10 памяти.

При изменении скорости перемещения изделия через нагреватель компаратор 16 формирует импульсы управления частота которых пропорциональна новому значению скорости.

Предлагаемое устройство повышает на 12% точность поддержания температуры изделий, что позволяет исключить брак от перегрева при действии внешних помех, и на 8% снижает расход электроэнергии.

Формула изобретения

Индукционная нагревательная установка непрерывного действия, содержащая индуктор, подключенньн к выходу источника питания, привод перемещения изделий с датчиком скорости, бесконтактный датчик температуры изделий на выходе из индуктора, выход которого через нормирующий преобразователь соединен с первым входом регулирующего блока источника питания, второй вход которого и управляюпщй вход привода перемещения подключены к выходу задатчика температуры, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения качества нагрева издеЛИЙ, в установку введены контактный датчик температуры с нормируюш 1м преобразователем и приводом перемещения, сумматор, блок аналоговой памяти, блок логической памяти, ключ интегратор, компаратор, источник

514571766

опорного напряжения, реле времениравляющим входам блока логической и релейный элемент, выход датчикапамяти и ключа, через который выход скорости через интегратор связан снормирующего преобразователя контакт- первым входом компаратора, второйного датчика температуры соединен с вход которого соединен с источникомвходом блока аналоговой памяти, свя- опорного напряжения, а выход - с уп-занного выходом с первым входом сум- равляюпшм входом интегратрра и входом матора, второй вход которого подкпю- блока логической памяти, выход кото-чен к выходу нормирующего преобразо- рого через релейный элемент подклю- ю вателя бесконтактного датчика темпе- чен к управляющему входу привода пе-ратуры, а выход - к третьему входу ремещения контактного датчика темпе-регулирующего блока источника пита- ратуры, а через реле времени - к уп-ния.

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повьпасние качества нагрева изделий. Установка содержит индуктор 1 с регулируемым источником 3 питания с регулирующим блоком 4, бесконтактный датчик 5 температуры изделия на выходе из индуктора 1, контактный датчик 7 температуры, датчик 14 скорости перемещения изделий. Регулирующий блок 4 формирует сигнал, воздействующий на регулируемый источник 3 питания, изменяющий подводимую к индуктору 1 мощность, чтобы исключить фактическое рассогласование т-ры изделия в зависимости от наличия окалины на пов-ти изделия или запыленности атмосферы и с учетом инерционности измерительных цепей. Устройство повышает на 12Z точность поддержания т-ры, что позволяет исключить брак от перегрева при действии внешних помех и на 8% снижает расход электроэнергии. 1 ил. (Л