Устройство регулирования индукционной печи Советский патент 1981 года по МПК F27D19/00 

1

Изобретение относится к технике регулирования высокочастотных электротермических установок, в частности кварцеплавильных печей с ламповыми генераторами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее источник питания (машинный генератор), высокочастотный контур, состоящий из конденсаторов и индуктора с высоковольтным трансформатором, блок программы, предварительный усилитель, усилитель., датчик (пояс Роговского , преобразователь (блок обратной связи) и сравнивающее устройство l .

Принцип работы известного устройства заключается в том, что сигнал, полученный с датчика (пояса Роговского) , пропорциональный току в контуре (при постоянной частоте), поступает в преобразователь, где можетi быть при помощи квадратов преобра-

;зован в сигнал, пропорциональный мощности контура, а следовательно, и мощности нагревателя (при постоянной частоте), и далее подается на сравнивающее устройство. Сигнал рассогласования со сравнивающего устройства через усилители поступает на управление источником питания высокочастотным генератором.

to

Мощность, выделяемая в нагрева,теле вьгсокочастотной печи, может быть вьфажена уравнением Pf К S Vf, где К - коэффициент пропорциональности, S - ток в индукISторе, f - частота тока контура.

Сигнал, полученный в датчике (поясе Роговского), может быть выражен соответственно формулой Е.

.Sf и при возведении его в

квад

рат.- соответственно формулой Е j К -S .f4 Такой сигнал и поступает на сравнивающее устройство при регулировании. 8 Как следует из сравнения двух . математических зависимостей Р и Е с изменением частоты тока в контуре при регулировании вносится погрешность, пропорциональная . Анализ показывает, что для ламповых генераторов типа ВЧИЗ-160/0,066 и ВЧГЗ-160/0,066 на допустимое изменени частоты тока +7,9-6,6 кГц погрешность при регулировании составляет +15,8-13,2% (2% на каждый кГц измене ния частоты), что подтверждается и экспериментальными работами. Известная система автоматического регу лирования не обеспечивает воспроизведения заданного температурного тех нологического процесса. Цель изобретения - повьппение точности регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем блок программы, сравнивающее устройство и узел обратной связи с датчиком и преобразователем-квадра тором, в узле обратной связи в цепь электрического сигнала после преобразователя-квадратора включены блоки деления частоты тока в степени 3/2, на которые подключены измеритель частоты тока и блок извлечения квадратного корня из частоты тока, а блок деления включен на сравнивающее устройство. На чертеже представлена структурна схема предлагаемого устройства регулирования индукционной печи. К высокочастотному источнику 1 питания подключен колебательный контур, состоящий из индуктора 2 и конденсаторной батареи 3. Датчик 4 тока (пояс Роговского, включен в цепь индуктора. Выход датчика тока подсоединен к преобразователю-квадратору 5 и измерителю 6 частоты, сигналы которых поступают соответственно на блок 7 извлечения квадратного кор ня из частоты и блок 8 деления. Выход блока 7 извлечения квадратного корня и блока 8 деления также подклю чены к блоку 9 деления. Узел обратн связи и блок 10 программы подключены к .сравнивающему устройству 11. Сигнал с выхода сравнивающего устройст ва поступает на регулятор 12, который подключен к источнику питания. Принцип работы устройства заключается в следующем. В датчике 4 тока индуцируется ЭДС переменного тока, пропорциональ4ная току колебательного контура дуктора} и частоте, равной частоте тока контура. Сигнал с датчика тока поступает на преобразователь-квадратор 5, где происходит возведение его в квадрат, пропорциональный произведению мощности контура на частоту в квадрате, и далее этот сигнал поступает на блок 8 деления. Параллельно преобразователь-квадратору сигнал с датчика тока поступает на измеритель 6 частоты тока и с измерителя частоты тока - на блок 7 извлечения квадратного корня. С измерителя частоты тока и блока извлечения квадратного корня сигналы поступают на соответствующие блоки делений 8 и 9, где происходит деление сигналов, поступающих с преобразователя-квадратора, на частоту тока, а затем на корень квадратный из частоты. Откорректированный по частоте тока сигнал, пропорциональный мощности нагревателя, и сигнал с блока 10 программы поступают на сравнивающее устройство 11 и далее сигнал рассогласования поступает на регулятор 12, который управляет источником 1 питания. Эффект предлагаемого изобретения состоит в том, что оно позволяет регулировать температурный процесс высокочастотных кварцеплавильных электропечей по заданной программе с точностью ±1%, что, в свою очередь, позволит стабилизировать геометрические параметры вырабатьюаемых на электропечи кварцевых труб и увеличить годной продукции. Формула изобретения Устройство регулирования индукционной печи, содержащее блок программы, сравнивающее устройство и узел обратной связи с датчиком и преобразователем-квадратором, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в узле обратной связи в цепь электрического сигнала после преобразователя-квадратора последовательно включены блоки деления частоты тока, на которые подключены соответственно, как делители, блок измерения частоты тока и блок извлечения квадратного корня из частоты тока.

5885779

3 ,.ле„„, „™«„ а сра„™ а„- - -в;-;; - --Г-ПеГ

щее устройство.мической обработке. Электротермия.

источники информации.Сборник. М. ВНИИЭСМ информстандартпринятые во внимание при экспертизе электро, 1968, вып. 75, 76, с.вэ ОУ.