Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением Советский патент 1983 года по МПК B21J1/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛОВ ПОД ОБРАБОТКУ

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно, к нагреву заготовок под обработку давлением.

По основному авт. св. № 555958 известно устройство для регулирования индукционного Нагрева металлов под обработку давлением, содержащее электрически связанные между собой датчик напряжения индуктора, задатчик напряжения генератора, блок сравнения, датчик температуры рабочего инструмента, соединенный с блоком сравнения и исполнительный элемент 1.

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения температуры в связи с возникновением дополнительных ЭДС от переменного магнитного поля индуктора..

Целью изобретения является повышение точности регулирования температуры.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением снабжено фильтром нижних частот с усилителем ограниченного усиления, связанным с выходом датчика температуДАВЛЕНИЕМ

ры рабочего инструмента и с входом блока сравнения.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением; 5 на фиг. 2 - принципиальная схема фильтра нижних частот с усилителем ограниченного усиления.

Блок-схема устройства содержит датчик 1 напряжения индуктора, задатчик 2 пряжения генератора, датчик 3 температуры рабочего инструмента, соединенный через фильтр нижних частот с усилителем 4 ограниченного усиления, с вторым входом блока 5 сравнения, первый вход которого соединен с датчиком 1 напряжения инду1 15 тора, а третий вход - с задатчиком 2 напряжения генератора.

Выход блока 5 сравнения подключен к исполнительному элементу 6.

Фильтр нижних частот с усилителем ог20 раниченного усиления (фиг. 2) построен на базе операционного -усилителя.

Резисторы 7 и 8 конденсаторы 9 и 10 и резистор 11 формируют амплитудно-частотную характеристику и требуемый коэффйциент передачи фильтра нижних частот. Конденсатор 12 и резистор 13 предназначены для коррекции частотной характеристики операционного усилителя 14 в области высоких частот.

Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением работает следующим образом.

С помощью задатчика 2 напряжения генератора (фиг. 1) задается требуемое значение напряжения на индукторе. Электрический сигнал с датчика 1 напряжения индуктора пропорционален напряжению индуктора и является обратной связью системы регулирования.

Датчик 3 температуры рабочего инструмента дает электрический сигнал, пропорциональный температуре рабочего инструмента. Электрический сигнал с датчика 3 температуры рабочего инструмента, содержащий информацию о температуре рабочего инструмента, и наведенные в цепь ЭДС от переменного магнитного поля индуктора поступают на вход фильтра нижних частот с усилителем 4 ограниченного усиления. Так как сигнал датчика 3 температуры рабочего инструмента имеет спектр частот, находящийся ниже частоты 15 Гц, то он проходит через фильтр 4 нижних частот без затухания. Все сигналы ЭДС от переменного магнитного поля индуктора, содержащие спектр частот выще 15 Гц, имеют затухание 20 дБ / октаву. Таким образом, происходит фильтрация сигналов с датчика 3 температуры рабочего инструмента, и, как следствие, повышается точность определения температуры рабочего инструмента. Электрические сигналы с датчика 1 напряжения индуктора, задатчика 2 напряжения генератора, фильтра 4 нижних частот поступают в блок 5 сравнения, где складываются с учетом их полярностей. Суммарный сигнал из блока 5 сравнения поступает на исполнительный элемент 6 (тиристорный возбудитель),который питает обмотку возбуждения генератора. Таким образом, сигнал от датчика 3 температуры рабочего инструмента, проходит через фильтр 4 нижних частот и, воздействуя на сумму сигналов от датчика I напряжения индуктора и задатчика 2 напряжения генератора, изменяет величину суммарного сигнала от блока 5 сравнения и тем самым вносит коррекцию в величину напряжения индуктора в зависимости от температуры рабочего инструмента.

Фильтр нижних частот (фиг. 1 и 2) построен на базе усилителя с ограниченным усилением, образуемым операционным усилителем 14, резисторами 11 и 13, конденсатором 12 в соединении с пассивными цепями, резисторами 8 и 7 и конденсаторами 9 и 10. Пассивные элементы 7-10 формируют амплитудно-частотную характеристику фильтра 4 нижних частот с частотой среза 15 Гц и коэффициентом передачи, равным «1 в полосе прозрачности. Конденсатор 12 и резистор 13 предназначены для коррекции частотной характеристики операционного усилителя 14 в области высоких частот (предотвращает возбуждение операционного усилителя на высоких частотах).

Введение фильтра нижних частот с усилИтелем ограниченного усиления, через который датчик температуры рабочего инструмента соединен с входом блока сравнения, исключает погрещность измерения температуры от возникновения дополнительных ЭДС от переменного магнитного поля индуктора.

Использование предложенного устройства для регулирования индукционного нагрева металлов пол обработку давлением позволяет в сравнении с известным повысить точность измерения температуры инструмента на 15-20% за счет фильтрации электрического сигнала с датчика 3 температуры рабочего инструмента. Повышается стойкость штампового инструмента на 10% в связи с увеличенной точностью измерения температуры нагреваемого инструмента. Устройство, кроме того, позволит сократить расход электроэнергии на 20% за счет повышения точности поддерживания температуры.

Формула изобретения

Устройство для регулирования индукционного нагрева металлов под обработку давлением по авт. св. № 555958, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, оно снабжено фильтром нижних частот с усилителем ограниченного усиления, связанным с выходом датчика температуры рабочего инструмента и с входом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 555958, кл. В 21 J 1/06, 04.06.75 (прототип).