Высокочастотная печь Советский патент 1948 года по МПК H05B6/52 H03B1/02 H05B6/06 

При термообработке или плавке ферромагнитных металлов в высокочастотных печах различают два периода нагрева: первый период, когда температура нагреваемого объекта лежит ниже температуры, соответствующей точке Кюри для данного металла, и второй период, когда температура металла достигает точки Кюри и поднимается выше ее. При этом происходит резкое изменение магнитных свойств металла (падение величины магнитной Проницаемости), и контур печи заметно расстраивается. Если контур печи настроен на частоту, соответствующую «холодному состоянию нагреваемого объекта (до точки Кюри), то в период нагрева, отвечающего «горячему состоянию (после точки К;юри), контур работает как расстроенный и, наобороу, если контур настроен соответственно «горячему состоянию, то в первый период (холодное состояние) контур находится не в резонансе с питающей частотой. Соответственно существуют два метода настройки: «на горячее и «на холодное. При любой из этих настроек в один из

указанных периодов печь работает со значительно пониженным к. п. д. и уменьшенной мощностью. В результате среднее значение полезной мощности, переходящей в тепло в нагреваемом объекте, и среднее значение к. п. д. печи за период на-грева значительно меньше, чем те значения, которые имели бы место, если бы в оба периода («холодный и «горячий) печь была настроена.

Вследствие краткости процесса нагрева и большой производительности печи практически не представляется возможным в течение каждого цикла нагрева производить перестройку печи; поэтому существующие печи работают менее эффективно, чем они могли бы работать.

Для устранения этого недостатка предлагалось применить в ламповом генераторе высокочастотной печи автоматическую подстройку частоты в зависимости от температуры нагреваемого объекта.

Согласно настоящему изобретению задача автоматической перестройки частоты тока при переходе металла через точку Кюри и тем

191

самым поддержания максимального К. п. д. печи в течение всего цикла термообработки, а следовательно, повышения производительности печи разрешается применением дискриминатора, вход которого приключен к печному контуру, а выход - к релейной системе, управляюш;ей включением дополнительной емкости 8 колебательный контур генератора при изменении фазовых соотношений в печном контуре.

На чертеже представлена электрическая схема питания и управления высокочастотной печи, выполненная согласно настоящему изобретению.

Контур L, С печи, обычно индуктивно связанный с контуром КГ лампового генератора, имеет в своих ветвях два омических сопротивления и R2 (реально эти сопротивления представляют собой два коротких отрезка соединительных трубок или шинок, входяших в монтаж контура, и по сушеству не являются сопротивлениями, дополнительно увеличивающими нормальное собственное сопротивление контура). Параллельно сопротивлениям Ri и включены сопротивления R и , стоящие на входе усилителя, на лампы JJi и Л2 которого анодное напряжение подается через общее нагрузочное сопротивление Rs. Если частота генератора совпадает с резонансной частотой контура L, С, на сетки ламп Л1 и Л подаются напряжения, равные по амплитуде и в противофазе (при резонансе ток в ветви L контура находится в противофазе току в ветви С), и переменная составляющая напряжения на сопротивлении равна нулю (или практически очень мала). При этом через обмотку реле Р ток не проходит и якорь находится в покое. При переходе через точку Кюри величина ,и резко изменяется и частота контура КГ перестает совпа.дать с частотой контура L, С, напряжения на сетках Л} и Л2 не будут равны между собой и будут подаваться уже не в противофазе, а с некоторым иным сдвигом фаз. На сопротивлении Rs при этом возникнет переменная составляющая

192

напряжения, отличная от нуля. В анодной цепи диодного вентиля Д появится ток, якорь реле Р притянется и его контакты замкнутся; при этом на контактор // (через его контактную пару //-3) будет подан плюс. Минус на контактор подан через контакты реле /.

После подачи плюса контактор Я сработает и парой //-4 приключит к контуру генератора добавочную емкость С, которая так изменит частоту генератора, что она совпадет с той частотой, на которую настроился контур L, С при изменении величины f в точке Кюри. Тогда якорь реле Р возвратится в исходное положение.

Контактор // одновременно самоблокируется через контактную группу //-1 и будет находиться под током, т. е. держать частоту КГ до нового импульса, который произойдет, когда вновь будет перейдена точка Кюри (в этом случае в обратную сторону). Последнее, в частности, соответствует тому случаю, когда производится нагрев нового образца.

При первом срабатывании контактора // замыкается также контактная пара //-2, которая подает минус на реле /, причем зазор у этой пары должен быть выбран несколько больше, чем у других пар, для того чтобы замыкание ее произощло уже после того, как частота КГ изменилась и якорь реле Р возвратился в исходное положение; в противном случае контактор // будет все время включаться и выключаться.

При следующем импульсе через контакт реле Р плюс подается на реле / и оно своими контактами разорвет цепь минуса контактора //. Контактор // обесточится и выключит добавочную конденсаторную группу контура КГ и частота последнего совпадет с частотой контура.

Таким образом, как процессе нагрева, так и при загрузке и выемке продукции печи, происходит автоматическая перестройка контура генератора и поддерживается постоянство высокого к. п. д. печи.

Предмет изобретения

Высокочастотная печь, питаемая -от лампового генератора, имеющего автоматическую подстройку частоты .в зависимости от температуры нагреваемого объекта, отличающаяся тем, что для подстройки частоты применен дискриминатор, вход которого приключен к печному контуру, а выход - к релейной системе, управляющей включением дополнительной емкости в колебательный контур генератора.