Способ управления разливкой металла в электромагнитном поле

виажон СССР973.СР967 льство 1/16, 1 ство СС 1/00, 1 ство СС СР972. СР СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уфимский ордена Ленинционный институт им. Сергокидзе(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗЛИВКОИ МЕТАЛЛА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ(57) Изобретение относится к непрерывной разливке металлов в электромагнитном поле. Цель изобретенияповышение точности поддержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат. В процессе разливки металла в электромагнитный кристаллизатор непрерывно изменяют частоту тока, питающего индуктор 2, до момента достижения резонанса токов в колебательном контуре электромагнитного кристаллизатора, образованногопараллельно соединенными индуктороми емкостью 4. 2 ил.73209 з 1 О 20 25 30 35 40 При номинальном режиме работы, если размер слитка Й равен заданному Й., частота преобразователя 5 равна резонансной частотепараллельного контура индуктора 2 в конденсат 4 (кривая 45 А на фиг, 2), что определяет равенство токов в емкостной и индуктивной ветвях этого контура и равенство по модулю напряжений, снимаемых с выходов пиковых детекторов 9 и 10. В этом, случае напряжение на выходе усилителя 11 равно нулю, а выходное напряжение интегратора 12 и.выходная частота преобразователя 13 сохраняет свое значение. Установленное напря жение П усилителя 14 равно по модулю напряжению на выходе интегратора 12. 1 12Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при литье металлов в электромагнитном поле.Цель изобретения - повышение точности поддержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат.На фиг. 1 изображена функциональная схема системы управления процессом литья, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - частотные характеристики колебательного контура для заданного и увеличивающегося размеров слитка,Отливаемый слиток 1 находится в электромагнитном поле индуктора 2, который через понижающий трансформатор 3 подключен параллельно компенсирующему конденсатору 4, образуя резонансный нагрузочный контур, к которому подключен преобразователь 5 частоты с управляемым выпрямителем 6, В емкостную и индуктивную ветви параллельного колебательного контура включены трансформаторы 7 и 8 тока, соединенные через пиковые детекторы 9 и 10 с входом усилителя 11, выход которого связан с входом интегратора 12, Выход интегратора соединен с преобразователем 13 П/й (напряжение - частота), выход которого соединен с входом преобразователя 5, На один из входов суммирующего усилителя 14 подан сигнал опорного напряжения, второй вход суммирующего усилителя 14 подключен в выходу интегратора 12. Выход усилителя 14 подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя 6. При возмущении, обусловленном отклонением размера слитка 1, например при его увеличении (Й ) Й ) во результате повышения уровня металла в кристаллизаторе, увеличивается количество металла в индукторе 2, что ведет к уменьшению его индуктивности и увеличению частоты резонанса нагрузочного контура. В этом случае вид частотной характеристики резонансного контура ЭМК соответствует кривой Б, которая смещена относительно кривой А по частоте на величину 62. Это ведет к тому, что ток в индуктивной ветви превышает значение тока в емкостной ветви колебательного контура нагрузки. Следовательно, напряжение, снимаемое с трансформатора 8, превышает напряжение трансформатора 7 и напряжение на выходе пикового детектора 10 пре вышает напряжение детектора 9. Появившийся на выходе усилителя 11 сигнал изменяет входное напряжение интегратора 12, что влечет за собой увеличение частоты преобразователя 13 П/й и частоты выходного тока преобразователя 5 до значения, равного частоте нового резонанса нагрузки (при котором токи в емкостной и индуктивной ветвях вновь сравняются), и одновременно вызывает рассогласование на входе суммирующего усилителя 14, что приводит к пропорциональному увеличению выходного сигнала усилителя 14, выходного напряжения управляемого выпрямителя 6 и соответственно, выходного тока преобразователя 5Увеличение тока колебательного контура приводит к росту обжимающего усилия поля, т.е. к уменьшению диаметра слитка до величины диаметра, равного заданному. Это увеличивает индуктивность индуктора 2 и уменьшает значение резонансной частоты до первоначального (кривая А на фиг, 2). При этом система приходит в исходное состояние.При колебании напряжения питающей сети, например при снижении напряжения на входе управляемого выпрямителя 6, снижается его выходное напряжение и соответственно уменьшается выходной ток преобразователя 5,уменьшается ток в индукторе 2, ослабевает обжмающее усилие поляразмер слитка увеличивается, при этом уменьша 3 1 ется индуктивность индуктора 2, нарушается условие резонанса, ток в индуктивной ветви колебательного контура сновится больше тока в емкостной ветви и сигнал с трансформатора 8 становится больше сигнала с трансформатора 7, система начинает работать аналогично описанному, повышая выходное напряжение выпрямителя и стабилизируя размер слитка й.Величину требуемого размера слитка Й, задают напряжением уставки И, усилителя 14 перед началом литья (фиг. 1).Таким образом, в системе присутствуют два контура регулирования, первый из которых является экстремальным регулятором и настраивает преобразователь 5 в резонанс с колебательным контуром кристаллизатора, а второй компенсирует путем изменения диаметра слитка рассогласование значения частоты от исходного, задаваемого напряжением уставки Б . В системе регулирования в качестве . преобразователя 5 использовался серийный преобразователь частоты ППЧ-2,4 с регулируемым выпрямителем на тиристорах ТЛ 2-200.В качестве элементов схем регулирования применялись серийно выпускаемые микросхемы и приборы. Усилитель 11, интегратор 12 и усилитель 14 - на базе микросхемы К 140 УД 6, преобразователь 13 Б/Г (напряжение - частота) - на базе микросхемы К 110 ВП 111. Типовые пиковые детекторы 9 и 10, выделяющие амплитуду 2732094входного сигнала, собраны на стандартных радиоэлементах.При использовании предлагаемогоспособа нет необходимости в измерении отклонения угла сдвига фаз, дающего 15-207. ошибки, а точность настройки экстремальных регуляторов нарезонанс составляет для высокодоб -ротных колебательных контуров крис 1 О таллизаторов доли процента, что определяет высокую точность стабилизации заданных размеров слитка и позволяет снизить энергозатраты на 510 Е за счет работы колебательного15 контура кристаллизатора на резонансе, а источника питания контура присоя нагрузки близком к единице,Формула из обретенияСпособ управления разливкой ме 20 талла в электромагнитном пале, включающий формирование слитка электромагнитным полем индуктора колебательного контура электромагнитного кристаллизатора, напряжение которого ре 25 гулируют в функции измеряемого размера слитка, о т л и ч а ю щ и Й с ятем, что, с целью повышения точностиподдержания заданного размера слитка и снижение энергозатрат, при откЗО лонении размера слитка от заданногозначения измепяют частоту тока, питающего индуктор, до момента достижения резонанса токов в колебательном контуре электромагнитного кристаллизатора и изменяют величину этого тока пропорционально отклонениючастоты от заданного значения, определяющего размер слитка,