Устройство для регулирования режима нагрева в индукционной установке Советский патент 1989 года по МПК H05B6/06 

1

(21)4357729/24-07

(22)04.01.88

(46) 30.07.89. Бюл. № 28

(71)Московский энергетический институт

(72)А.р.Кувалдин, А.П.Образцов, Б.В.Кольцов, А.Н.Нечаев

и Н.Б.Миронова (53) 621.365.52(088.8) (56) Электрооборудование и автоматика электротермических установок. Справочник. М.: Энергия, J978, с. 214- 215.

Авторское свидетельство СССР 396394, кл. Н 05 В 1/02, 1973.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА HATPESA В,ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ

(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Применение датчика 6 температуры индуктора и датчика 2 тока индуктора, блока умножения позволяет учесть потери в индукторе I и соответственно откорректировать заданное значение дозы энергии. Наличие датчика 5 температуры изделия и сумматора корректирует дозу энергии в зависимости от начальной температуры. 2 ил.

g

(Л

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Применение датчика 6 температуры индуктора и датчика 2 тока индуктора, блока умножения позволяет учесть потери в индукторе 1 и соответственно откорректировать заданное значение дозы энергии. Наличие датчика 5 температуры изделия и сумматора корректирует дозу энергии в зависимости от начальной температуры. 2 ил.

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в областях техники, где применяется индукционный нагрев.

Цель изобретения - повьппение точности регулирования.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок команд.

Устройство содержит индуктор |, подключенный к источнику питания через датчик 2 тока и блок 3 счета электроэнергии, выход которого соединен с первым входом блока 4 сравнения. Устройство также снабжено датчиком 5 температуры изделия, датчиком 6 температуры индикатора и блоком команд 7. Для дозирования энергии предназначены преобразователь 8 напряжения - частота, счетчик 9, блок 10 умножения, квадратор II, масштабирующий преобразователь 12, аналого-цифрОЕой преобразователь (АЦП) 13, сумматор 14 и задатчик 15 дозы энергии.

В блоке 7 команд прямой выход RS-триггера 16 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 17 и И 18, инверсный выход через элемент НЕ 19 - с первым входом элемента И 20, второй вход которого соединен с входом эле- .мента И-НЕ I7. S-вход RS-триггера 16 связан через контакты кнопки с плюсом источника постоянного напряжения и внешним управляющим контактом, К-вход - с выходом элемента И 18. Выход элемента И 20 соединен со вторым управляющим входом аналого- цифрового преобразователя I3, второй выход которого связан со вторым входом элемента И-НЕ 17, с блоком 21 задержки и через элемент НЕ 22 с первым входом элемента И 23, второй вход которого соединен с выходом блока 21 задержки. Первые входы эле4; со ч

ментов И 24 и 25 соединены с выходом блока 21 задержки, вторые входы с выходом блока 4 сравнения. Выход элемента И 25 соединен с вторым входом элемента И 18, выход элемента И 24 - с входом блока 26 отключения, выход которого является одним из выходов устройства, вторым выходом устройства является выход блока 27 включения, вход которого соединен с выходом блока 21 задержки. Выход элемента И 23 связан с входом преду- станова счетчика 9 имнульсов. Управляющие входы блока 3 счета электро- энергии и аналого-цифрового преобразователя 13 связаны с инверсным выходом RS-триггера 16.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу на включение нагрева, формируемому Б блоке 7 команд вручную или от внешнего контакта, на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 13 блока задания ве- личины дозирования энергии поступает сигнал, разрешающий его работу. По преобразованию аналогового сигнала, поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя 13 с выхода сумматора 14, в цифровой код в блок 7 команд поступает сигнал, по которому блок 7 команд вырабатывает команду на запись в счетчик 9 импульсов предварительной информации, соответствующей количеству полезной энергии, необходимой для нагрева изделия от начальной до заданной температуры, которая поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя, и через выдерж ку времени, необходимого для записи числа в счетчик 9 импульсов, команду на включение нагрева на внешнее коммутирующее устройство источника питания. Блок 3 счета электроэнергии (при протекании тока в цепи индуктора) осуществляет регистрацию потребляемой электроэнергии, при этом информация на выходе имеет цифровой код. Одновременно в счетчик 9 импульсов поступа- ют с преобразователя 8 напряжение - частота импульсы, соответствующие энергии потерь в индукторе, так как в блоке 10 умножения сигнал, пропорциональный температуре индуктора, а следовательно, и его сопротивление умножается на сигнал, пропорциональный квадрату тока индуктора, где они суммируются с предварительно записанной информацией. В блоке 4 сравнения происходит сравнение состояний блока 3 счета электроэнергии и счетчика 9 импульсов блока задания величины дозирования энергии и при равенстве состояний последних вырабатывается сигнал, поступающий в блок 7 команд, формирующий сигнал на внешнее коммутирующее устройство на отключение индуктора от источника питания и сигналы на приведение устройства в исходное состояние (обнуление информации на выходе блока 3 счета электроэнергии и на выходе аналого-цифрового преобразователя 13). Устройство снова готово к работе.

Задание величины полезной энергии иеоблодимой для нагрева изделия от начальной до заданной температуры, происходит следующим образом. Сигнал от датчика 5 температуры изделия поступает в сумматор 14, где он алгебраически суммируется с сигналом от задатчика 15 дозы полезной энергии, который задает количество полез ной энергии, необходимой для нагрева изделия от базовой до заданной температуры. Величина аналогового сигнала с задатчика 15 полезной энергии зависит только от конечной температуры нагрева изделия. Таким образом, на выходе сумматора 14 формируется аналоговый сигнал, пропорциональный необходимому количеству энергии для нагрева изделия от начальной до заданной температуры. Далее сигн;ш с сумматора 14 поступает в аналого-цифровой преобразователь 13, где он но приходу разрешающей команды преобразуется в цифровой код, после чего (также по нргосоду разрешающей команды) происходит запись этой информации в счетчик 9 импульсов. Изменение начальной температуры изделия автоматически приводит к изменению величины сигнала с датчика 5 температуры изделия, что соответственно привадит к изменению сигнала на выходе сумматора 14 и цифрового кода на выходе аналого-цифрового преобразователя 13, т.е. к изменению предварительной информации, записываемой в счетчик 9 импульсов, перед подачей напряжения на индуктор. Таким образом, происходит учет изменения величины дозирования энергии при снижении или увеличении начальной температуры изделия.

514

Электрические импульсы, пропорцио- энергии потерь в индукторе, поступающие на счетный вход счетчика 9 импульсо в, формируются следующим образом. Сигнал с датчика 2 тока, пропорциональный току индуктора, поступает в квадратор 11, с выхода которого сигнал, пропорциональный квадрату сигнала на входе, подается на первый вход блока 10 умножения, на второй вход которого поступает сигнал с масштабирующего преобразователя 12, связанного с входом с выходом датчика 6 температуры индуктора. С выхода блока 10 умножения сигнал, пропорциональный мощности потерь, поступает в преобразователь 8 напряжение - частота. Таким образом, на выходе преобразователя 8 напряжение - частота формируются импульсы, количество которых пропорционально энерг ии потерь в индукторе. При изменении температуры индуктора, что ведет к изменению его активного сопротивления, меняется сигнал с датчика 6 температуры индуктора, что приводит к изменению выходного сигнала с масштабирующего преобразователя 12 и с блока умножения 10, что приводит к изменению частоты следования импульсов на выходе преобразователя 8 напряжение - частота. Таким образом осуществляется автоматический учет изменения сопротивление индуктора вследствие изменения его температуры, что ведет к более точному определению энергии потерь в индукторе.

Команды в блоке 7 команд формируются следующим образом. При подаче на S-вход RS-триггера 16 импульса положительной полярности от источника постоянного напряжения через контакты кнопки SB или от внешнего контакта на прямом выходе RS-триггера появляется сигнал, который через элемент И-НЕ 17 и И 20 поступает в аналого-цифровой преобразователь 13 и дает разрешение на его работу. Элемент И 20 исключает ложную команду на разрешение работы аналого-цифрового преобразователя 13 при отсутствии команды на включение устройства на S- лходе RS-триггера 16. По преобразованию аналогового сигнала в цифровой с аналого-цифрового преобразователя 13 поступает сигнал на элемент И-НЕ 17, который изменяет его состояние па выходе на противоположное и тем

706

самым снимает сигнал ня выходе элемента И 20, т.е. запрещает дальней- игую работу. Одновременно этот же сигнал с аналого-цифрового преобразователя 13 поступает на элемент И 23 и в блок 21 задержки. Появившийся на выходе элемента И 23 сигнал поступает в счетчик 9 импульсов и дает команду на запись в него предварительной информации. Через выдержку времени, необходимую для записи числа в счетчик 9 импульсов, на выходе блока 21 задержки появляется сигнал, поступающий через элемент НЕ 22 на вход эпемеита И 23, тем самым прекращая запись в счетчик 9 и fflyль- сов предварительной информации и под- гставливая его к работе. Одновременно сигнал с блока 21 задержки поступает в блок 27 включения, дающий команду на коммутирующее устройство источника питания на включение нагрева. При поступлении сигнала с блока 4 сравнения об окончании нагрева через элемент и 24 в блок 26 отключения, последний вырабатывает сигнал на внешее коммутирующее устройство источника питания на выключение нагрева. Одновременно этот же сигнап с блока 4 сравнения через элементы И 25 и И 18 поступает на К-вход RS-трнггера 16, тем самьи-1 возвращая его в исходное состояние. Сигнап, снимаемый с инверсного выхода RS-триггера 16, поступает в аналого-цифровой преобразователь 13 и блок 3 счета электроэнергии, приводя их в исходное положение. Элементы И 24, И 18 и И 25 используются для исключения ложных команд.

Использование предлагаемого устройства повышает точность регулирования температуры нагрева, в результате чего достигается значительная экономия электроэнергии.

Формула изобретения

Устройство для регулирования режима нагрева в индукционной установке, содержащее блок счета электроэнергии, потребляемо индуктором установки, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, связанного выходом с первым входом блока команд, задатчик дозы энергии и датчик температуры изделия, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в

устройство введены датчики температуры и тока индуктора, масштабирующий преобразователь, блок умножения, квадратор, преобразователь нанряже- ние частота,, счетчик, аналого-цифровой преобразователь и сумматор, выход датчика температуры индуктора через масштабирующий преобразователь подключен к первому входу блока умно- жения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока индуктора через квадратор, а выход через преобразователь напряжение - частота со счетным входом счетчика, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, управляющий вход - к первому выходу блока команд, а вход

предустанова счетчика соединен с первым оыходом аналого-цифрового преоб- разопателя, второй выход которого соединен с вторым входом блока команд, управляющие входы - с вторым и третьим выходами блока команд, а вход - с выходом сумматора, к входам которого подключены выходы задатчика дозы энергии и датчика температуры изделия, причем четвертый выход блока команд связан с управляющим входом блока счета электроэнергии, а пятый и шестой предназначены для подключения к управляющим входам коммутирующего устройства источника питания.

Фиг.1

Фиг. 2

Редактор А.Ревин

Составитель О.Турпак

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 5947

Тираж 775

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное