Устройство для питания индукционной печи Советский патент 1946 года по МПК H05B6/06 

Предлагаемое изобретение касается устройства для питания предназначенной для плавки ферромагнитных металлов высокочастотной индукционной печи, обмотка которой используется в качестве индуктивности колебательного контура генератора с самовозбуждением.

Поскольку при этом частота колебаний генератора задается изменяющейся в зависимости от нагрева индуктивностью обмотки печи, то означенная обмотка питается импульсами анодного тока, переменными по чдстоте.

Сущность изобретения заключается в том, что последовательно с обмоткой печи включена дополнительная катушка индуктивности, замыкаемая накоротко при достижении температурой металла точки Кюри.

Как видно из чертежа, на котором изображена электрическая схема печи, печной контур, образованный обмоткой L печи и емкостью С, является совместно с самоиндукцией обратной связи Lc и генераторной лампой единственным возбудителем колебаний высокой частоты и одновременно он же (печнг)й контур) является единственным накопителем и потребителем этой энергии высокой частоты.

Как указывалось выше, такая печь питается импульсами анодного тока, частота которых определяется только печным контуром, т. е. теми его параметрами (электрическими), какие этот контур имеет в каждый данный момент плавки, а именно:самоиндукцией печного контура, емкостью материала садки печи, величиной садки, магнитной проницаемостью садки в каждый данный момент сопротивлением (электрическим), температурой металла, находящегося в печи, конфигурацией кусков металла в процессе оплавления, их взаимным расположением в тигле печи и относительно индуктора.

При всех изменениях частоты анодных импульсов сохраняется и автоматически поддерживается синхронизм этих импульсов с резонансной частотой колебательного печного контура. Автоматическое регулирование силы импульсов достигается самим по себе в индукционных печах уже известным приемом, а именно помощ1зЮ всаомогательной катушки обратной связи. Означенная катушка Ь расположена под тиглем и воздействует на сетку генераторной лампы. Самоиндукция обратной связи получает импульсы напряжения от магнитного потока обмотки печи, что- позволяет помощью этой обратной связи плавно регулировать подводимую к печи мощность высокой частоты в соответствии с заданиями технологии плавки. При этом не нарушается генераторный режим всей схемы и не требуется дополнительной настройки схемы. Основной особенностью ус-фойства, составляющей сущность изобретения, является /применение дополнительной катушки индуктивности (реактора) Р, включенной последовательно с обмоткой печи и являющейся частью самоиндукции печного контура.

Реактор Р используется при плавке ферромагнитных металлов, при плавке же цветных металлов он закорачивается и остается закороченным во все время плавки. При загрузке печи ферромагнитным металлом эквивалентное сопротивление печного контура значительно меньше, чем при садке из цветных металлов. В этом случае в период разогрева садки до точки Кюри (768° С) реактор Р остается включенным с тем, чтобы сохранить надлежащее для генераторной лампы эквивалентное сопротивление печного контура. За счет временного снижения помощью реактора Р колебательного напряжения на индукторе печи, оказывается возможным снизить потребляемую печью мощность до расчетной величины и тем обеспечить устойчивую работу всей схемы и нормальный к. п. д. установки в период разогрева ферромагнитной садки.

Закорачивание реактора Р после разогрева садки выше 768°С дает возможность продолжать плавку ферромагнитной садки без каких-либо регулировок и настроек схемы.

Следовательно, наличие реактора Р обеспечивает универсальность индукционной печи по сортаменту плавимых металлов, т. е. пригодность ее для плавки цветных и черных металлов.

Обмотка печного -контура, соединенного с лампой генератора по трехточечной схеме, имеет через каждые четверть витка выводы для прикрепления к ним провода заземления. Это позволяет при пуске печи легко установить эквивалентное сопротивление печного контура таким, чтобы условия самовозбуждения схемы и режим лампы при работе ее на печной контур были вполне удовлетворительными, близкими к оптимальным на все время, плавки, ибо существует некоторый диапазон значений эквивалентного сопротивления контуров и величин обратной связи, в пределах которых генерация высокой частоты стабильна и достаточно эффективна. Никаких дополнительных настроек и регулировок при плавке цветных металлов не требуется. Коррекция плавки ферромагнитных металлов в моменты нагрева садки до точки Кюри и в целях рафинировки металла обеспечивается применением дополнительной катушки индзктивности (реактора) Р. Таким образом с момента загрузки печи до разлива жидкого металла не требуется никаких настроек и регулировок в процессе плавки, характерных для обычных конструкций печей высокой частоты, вследствие чего эксплоатация печи доступна одному человеку и притом малоквалифицированном}.

Следует отметить одну конструктивную особенность предлагаемой печи, относящуюся к системе охлаждения, хотя она и не составляет предмета настоящего изобретения. Особенность эта заключается в том, что вода, охлаждающая анод генераторной лампы, поступает затем в обмотку печного контура для его охлаждения. Этим достигается устранение отпотевания индуктора печи, наблюдающееся

во всех существующих индукционных печах, В результате запотевания витков печного индуктора образуются капли воды, которые время от времени, падая,закорачивают витки и создают искрение. При подаче в индуктор воды, слегка подогретой у анодов ламп (где эта вода совершает полезную работу охлаждения анодов), потения не наблюдается, и плавильная печь работает без искрений, нарушающих режим плавки, а иногда приводящих к выключению всей установки.

Предмет изобретения

Устройство для питания индукционной печи, предназначенной для плавки ферромагнитных металлов, в которой обмотка печи использована в качестве индуктивности колебательного контура генератора с самовозбуждением, отличающееся тем, что последовательно с обмоткой печи включена дополнительная катушка индуктивности, замыкаемая накоротко при достижении температурой металла точки Кюри.