Автоматический регулятор электрического режима индукционной плавильной печи Советский патент 1974 года по МПК H05B5/16 F27D19/00 G05F1/00 

1

Изобретение относится к о-бласти электротехники и предназначено для автоматического регулирования электрического режима индукционной ллавильной печи повышенной частоты, питающейся от электромашинного генератора.

Изве1Стны устройства для автоматического регулирования электрического режздма индукционной плавильной печи повышенной частоты, содержащие ре гулятор коэффициента мощности, состояпхий из датчика iфaзы, приемных запоминающих цепей, генератора и-мпульсов, реле времени, двоичного реверсивного счетчика и переключателей батарей конденсаторов; регулятор возбуждения, состоящий из маетгитного усилителя, обмотки управления которого подключены соответственно к источнику опорного напряжения, к датчику напряжения генератора и через стабилитрон к датчику тока генератора; и регулятор эквивалентного сопротивления колебательного контура, состоящий из пороговых элементов, подключенных iK датчику тока генератора, переключающего устройства и сило;вы;Х переключателей внткОВ индуктора.

В из1вестных устройствах невозможно обеспечить жесткое ограничение тока генератора, так как после тото, как сигнал датчика тока превысит напряжение стабилизации стабилитрона и начнет действовать обратная овязь

по току, стремясь понизить напряжение, обратная связь по напряжению будет действовать в другую сторону, стремясь удержать напряжение на прежнем уровне. Поэтому, чтобы предотвратить перегрузку генератора по току, ча-сто приходится снижать значение тока, при котором начинает действовать токоограничен.ие, что приводит к снижению напряжения .при токах, меньших но.минального

а, следовательно, к снижению мощности и производительности печи.

Переключение схемы питания индуктора с отпайкой на полный и наоборот в известных

устройствах осуществляется по величине тока без учета величины напряжения, что не позволяет обеспечить оптимальные условия переключения. Переключение батарей конденсаторов производится с предварительным отключением возбуждения с помощью контактора. Выдержка времени, необходимая для отключения возбуждения и спадания напряжения генератора, обеспечивается с помощью реле времени. Такая схема не обеспечивает

надежной блокировки переключения под нагрузкой, так как время отключения возбуждения и спадения напряжения зависит от многих факторов и меняется в процессе эксплуатации. Поэтому на практике переключение

конденсаторов часто асуществляется под напряжением, что снижает срок службы переключателей и коиденсаторов.

Предлагаемое устройство лишено указанных недоста-тков за счет того, что датчики тока и напряжения генератора соединены через диоды с управляющим выходом блока регулирования возбуждения и через логические элементы «И со входом блока согласования. Кроме того, (Выходы запоминающих устройств соединены через логический элемент «ИЛИ со входом элемента «И, второй вход которого соедпНеи через инвертор и пороговый элемент с датчиком напряжения, а выход - со 1входом блока переключения ко«денсаторов.

Принципиальная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Регулируемая электропечь состоит из индуктора 1, постоянно включенной конденсаторной батареи 2 и групп конденсаторов 3 и 4, переключаемых с помощью переключателей 5 и 6. Схема питания индуктора может изменяться с помощью переключателей 7 и 8. Питание печи осуществляется от электромащииного генератора 9, уг1ра1вление которым осуществляется изменением тока в обмотке возбуждения 10. Контроль электрического режима осуществляется с помощью датчика 11 напряжения генератора и датчика 12 тока генератора.

Регулятор коэффициента мощности состоит из датчика фазы 13, приемных запоминающих цепей 14 и 15, генератора импульсов 16, логических элементов «ИЛИ 17 и «И 18, двоичного реверсивного счетчика 19, инвертора 20 и порогового элемента 21, соединенного с датЧИКО1М 1 1.

Регулятор возбуждения состоит из тиристоряого выпрЯ1Мителя 22 и магнитного усилителя 23, имеющего обмотку обратной овязи 24, которая через диоды 25 и 26 связана с датчиками тока и напряжения, и обмотку управления 27, которая соединена с источником опорного сигнала 28 через полупроводниковый ключ 29, вход которого через элемент «ИЛИ-ПЕ 30 соединен с выходами запоМИнающих цепей 14 и 15.

Регулятор эквивалентного сопротивления колебательного контура состоит из подключенных к датчикам тока и напряжения пороговых элементоа 31-34, логических элементов «И 35 и 36 и переключающего устройства 37.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигналов на входах элемента 30 ключ 29 оказывается включенным, на обмотку управления 27 магнитного усилителя 23 подается сигнал, что приводит к возбуждению генератора. Нужное напряжение пОСледнего устанавливается в результате совместного действия обмоток 24 и 27, включенных встречно. При малых токах генератора диод 26 заперт, а 25 открыт, и регулятор возбуждения работает с обратной связью по напряжению, обеспечивая его жесткую стабилизацию. Когда ток превысит заданное значение, произойдет закрывание диода 25 и открывание диода 26, в результате чего обратная

5 связь по напряжению будет отключена и регулятор будет обеспечивать жесткую стабилизацию тока путем снижения возбуждения. При отключении коэффициента мощности за пределы заданной зоны появляется сигнал на

10 одном из двух выходов датчика 13, который запоминается одной из цепей памяти 14 и 15. Через элем&нт 30 это .вызывает отключение ключа 29 и возбуждения -генератора. Только после того как напряжение генератора спадет ниже порога срабатывания элемента 21, произойдет переключение счетчика 19 и групп конденсаторов. Через время, определяемое элементом 16, память будет сброшена, ключ 29 и возбуждение генератора включены. Если

20 в результате одного переключения заданное значение коэффициента мощности не будет восстановлено, то аналогичным образом будет осуществлено следующее переключение. Помимо стабилизации напряжения или тока и

25 поддержания заданного значения коэффициента мощности, устройство обеспечивает переключение схемы питания индуктора ири определенных соотношениях тока и напряжения. При одновременном срабатывании элементов

0 31 и 32 включается элемент 35, а при срабатывании элементов 33 и 34 включается элемент 36. Включение одного из элементов 35 или 36 приводит к переключению с помощью устройства 37 переключателей 7 и 8 и ступенчатому изменению в нужную сторону эквивалентного сопротивления колебательного контура.

П р е д .м е т изобретения

0 1- Автоматический регулятор электрического режима индукционной плавильной печи, содержащий датчики тока, напряжения и соединенный с ними датчик фазы с запоминающим устройством, блоки автоматического регулирования возбуждения, согласования генератора с целью нагрузки и переключения конденсаторной батареи, отличающийся тем что, с целью повышения качества регулирования, выходы датчиков тока и напряжения сое0 динены через диоды с управляющим выходом блока регулирования возбуждения и через логические элементы «И со входом блока согласования. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся

5 тем, что, с целью сокращения времени переключения конденсаторов, выходы запоминаюш;их устройств соединены через логический элемент «ИЛИ со входом элемента «И, второй вход которого соединен через инвертор и

o пороговый элемент с датчиком напряжения, а выход -с входом блока переключения конденсаторов.