Способ регулирования температуры в индукционной установке Советский патент 1980 года по МПК G05D23/24 

Описание патента на изобретение SU746465A1

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ

t

Изобретение относится к области электротермии, может быть использовано при нагреве электропроводящих материалов в индукционных установках.

Известен способ регулирования температуры нагревательных установок, согласно которому измеряют температуру с помощью термодатчика, сравнивают сигнал температуры с установочной, преобразуют разностный сигнал в управляющий в усилительных блоках и воздействуют им на источник энергии с целью изменения текущей температуры нагревательного тела l .

Недостатком известного способа является сложность процесса регулирования, возникающая из-за многократного преобразования сигнгша датчика температуры в блоках регулятора.

Известен также способ регулирования температуры в индукционной установке путем измерения контролируемого параметра, сравнения его .с заданным значением и формирования управлякяцего воздействия 23.

По этому способу осуществляется контроль нагрева по температуре заготовки на вУходе печи, но для предотвращения аварийного перегрева заготовки при отказе основной системы измерения температуры изменяют максимальное количество электроэнергии, затрачиваемой на нагрев заготовки.

Недостатком известного способа является низкая точность регулирования температуры.

Целью изобретения является повышение точности.

15

Поставленная цель достигается тем, что контролируемый параметр формируют в соответствии с измерен-. ньш значением добротности индуктора индукционной установки.

20

Предлагаепвлй способ удобно пояснить, рассматривая последовательную электрическую схему замещения системы с распределенными параметрами: индуктор - нагреваемое тело.

25 Она представляет собой последовательное соединение активного и индуктивного эквивалентных сопротивлений, величины которых определяются числе витков индуктора, геометрией сие30

емы индуктор - тело, частотой тока индукторе, удельными электрическии сопротивлениями материала индуктора и нагреваемого тела. В процессе индукционного нагрева эти параметры, определяющие активное и индуктивное эквивалентные сопротивления индукора, не меняются и равны постоянным значениям, кроме величины удельного электрического сопротивления нагреваемого тела, которая по известному закону изменяется вместе с температурой тела. Следовательно величины эквивалентных активного и индуктивного сопротивлений индуктора определяют температуру тела, которую можно каким-либо образом регулировать, следя за значениями этих сопротивлений. Однако в процессе регулирования температуры эквивалентные сопротивления трудно измерить, гораздо проще воспользоваться параметром, который характеризует их величины - добротностью индуктора, она равна отношению индуктивного эквивалентного сопротив- , ления индуктора к его активному эквивалентному сопротивлению.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для регулирования температуры попредложенному способу; на фиг. 2 - зависимости добротности индукто 1а при нагреве различных электропроводящих материалов от температуры заготовки.

Устройство для регулирования температуры, реализующее предложенный способ, содержит генератор 1 переменного тока, колебательный контур 2 нагрузки, образованный емкостью 3 и индуктором, изображенным в виде эквивалентных индуктивности 4 и активного сопротивления 5, блок 6 измерений, блок 7 сравнения, задатчик 8, блок 9 управления.

Устройство работает следующим образом.

В ходе технологического процесса индукционного нагрева при помощи блока 6 измеряют текущую добротность индуктора. Добротность индуктора равна добротности колебательного контура, который образует индуктор с батареей компенсирующих конденсаторов, а она с бВльшёй точностью определяется через отношение тОки в индукторе к току на входе этого контура, измеренйых при частоте собственных колебаний контура. Далее в блоке 7 сравнивают величину текущей добротйостй йндУктор а с заданной величиной с выхода задатч11ка 8 . ,ч---- -: .,--,,.-..

Для формирования сигнала с выхода задатчика 8 должны быть определены зависимости добротности индуктора от температуры нагреваемого тела для каждого конкретного случая: геометрии системы индуктор-тело,электрической проводимости материала индуктора, числа витков индуктора. Для примера на фиг.2 изображена такая зависимость для индуктора с числом витков,равным 9, высотой 135 мм и диаметром 85 мм, в которойнагревалось цилиндрическое тело (диаметр 60 мм, высота 135 мм).

0

Кривая f - материал цилиндрического.тела - сталь 45, кривая II - титановый сплав ТВ-9, кривая III графит ГМЗ, кривая IV - медь Ml.Далее разностный сигнал с блока срав5нения подают, в блок 9 управления и изменяют количество электроэнергии, поступающей с генератора переменного тока в колебательный контур нагрузки, поддерживая ра0венство разностного сигнала нулю, т.е. равенство текущей температуры тела и заданной.

Применение предложенного способа регулирования температуры в ин5дукционной установке при отказе основной системы регулирования температуры позволяет повысить точность регулирования температуры.

При реализации способа на макете

0 индукционной установки с использЪванием тиристорного преобразователя частоты была получена точность регулирования 3-5%, достаточная для многих технологических процес5сов с использованием индукционного , нагрева. Испытания проводились с. различными материалами нагреваемого тела: сталь, титан, медь, трафит. При этом давление охлаждающей Индуктор воды менялось в пре0делах 0,4-3 кг/см.

Формула изобретения

Способ регулирования температуры в индукционной установке путем измерения контролируемого параметра, сравнения его с заданным значением и формирования управляющего воздействия,, отличающийся тем, что, с Целью повышения точности, контролируемый параметр формируют в соответствии с измеренным значением добротности индуктора индукционной установки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 484508, кл. G 05 D 23/24, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 293310, кл. С 21 D 1/42, 1967 (прототип).

Похожие патенты SU746465A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫМ ИНВЕРТОРОМ СО ВСТРЕЧНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ДИОДАМИ 2005
  • Бабенко Павел Геннадьевич
RU2289195C1
Индукционная установка повышенной частоты для непрерывной варки оптического стекла 1980
  • Чудновский Вадим Семенович
  • Даниленко Владимир Андреевич
  • Рыськов Владимир Сергеевич
  • Кудрин Николай Александрович
  • Мазаев Виктор Ильич
  • Басенков Александр Яковлевич
  • Тимошин Виктор Иванович
  • Щеголев Александр Николаевич
SU955525A1
Устройство управления нагревом ферромагнитных заготовок в методической нагревательной установке 1983
  • Данилушкин Александр Иванович
  • Зимин Лев Сергеевич
  • Рапопорт Эдгар Яковлевич
  • Руднев Валерий Иванович
  • Синдяков Леонид Васильевич
  • Турпак Олег Николаевич
SU1098964A1
Способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке 1991
  • Шуляк Александр Анатольевич
  • Миков Владимир Борисович
  • Панин Юрий Маркович
SU1777252A1
СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА, ПРИМЕНЯЕМЫЙ В УСТРОЙСТВЕ, СОДЕРЖАЩЕМ МАГНИТОСВЯЗАННЫЕ ИНДУКТОРЫ 2010
  • Пато Оливье
  • Но Ив
  • Лёфевр Иван
  • Ляду Филипп
  • Моссьон Паскаль
  • Мано Жильбер
RU2525851C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАГОТОВОК МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 1999
  • Фридман Б.П.
  • Жернаков В.С.
  • Фридман О.Б.
RU2156964C1
Способ бесконтактного измеренияэлЕКТРОпРОВОдНОСТи РАСплАВА МЕТАллАи уСТРОйСТВО для ЕгО РЕАлизАции 1979
  • Шкульков Анатолий Васильевич
  • Петров Юрий Борисович
  • Лубяницкий Григорий Давидович
SU813231A1
Согласующее устройство для управления режимом работы индукционной печи 2017
  • Вопилов Евгений Александрович
  • Дятлов Валерий Александрович
RU2668565C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ МОЩНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ 2008
  • Шаталов Дмитрий Петрович
RU2375722C1
Установка для индукционного нагрева металла 1986
  • Рют Игорь Юрьевич
  • Родькин Дмитрий Иосифович
  • Бутенко Вадим Иванович
  • Лабяк Владимир Иосифович
  • Бабенко Николай Иванович
SU1403389A1

Иллюстрации к изобретению SU 746 465 A1

Реферат патента 1980 года Способ регулирования температуры в индукционной установке

Формула изобретения SU 746 465 A1

SU 746 465 A1

Авторы

Ройзман Петр Семенович

Иванов Александр Васильевич

Рыськов Владимир Сергеевич

Даты

1980-07-05Публикация

1977-11-21Подача