Способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ НАГРЕВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ(57) Существо изобретения: пода на индуктор, параллельно котор динен компенсирующий конде меряют электрические и колебательного контура, выдел управления, сравнивают его с по сигналу рассогласования из водимое к индуктору напряжен нения этого рассогласования, сигнала управления используют сигнала, пропорционального кв нансной частоты колебательно образованного индуктором и ко щим конденсатором, к действу чению тока через индуктор. 1 ил Предлагаемытротехнике, а имерическим реж ду ц установок.Известны способы управления режимом нагрева в индукционных установках путем контроля электрических и тепловых параметров и регулирования их значения изменением напряжения или тока. Регулирование по температуре нагреваемого тела обеспечивается с помощью пирометрических приборов и термопар (1,Известен способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измеряют электрические параметры, выделяют сигнал управления, сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласования изменяют подводимое к индуктору напряжение до устранения этого рассогласования. В качестве сигнала управления используют ток индуктора, напряжения на индукторе, частоту тока питающего индуктор и другие параметры 2.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измеряют электрические параметры индуктора, выделяют сигнал управления, сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласования изменяют подводимое к индуктсру напряжение до устранения этого рассогласования, причем в качестве сигнала управления используют отношение амплитуд высших гармоник тока индуктора к действующему значению этого тока (3) - выбираемый за прототип.Недостатки этого способа невысокая точность регулирования режима нагрева и сложность, обусловленные необходимостью измерения амплитуд высших гармоник искаженного тока индуктора, что требует ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ют питание ому присоенсатор. Изараметры яют сигнал заданным и меняют подие до устрав качестве отношение адрату резого контура, мпенсируюющему зна 177725210 20 30 35 40 50 ром 36 мм; 55 сложной аппаратуры для выделения и измерения этих гармоник. Выделение большого числа высших гармоник искаженного тока индуктора значительно усложняет индукционную установку, а измерение малого числа высших гармоник снижает точность регулирования.Цель изобретения - повышение точности регулирования режима нагрева и упрощение.Поставленная цель достигается тем, что в способе управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором измеряют действующее значение тока индуктора, резонансную частоту колебательного контура образованного индуктором и подключенным параллельно ему компенсирующим конденсатором, формируют управляющий сигнал, сравнивают его с заданным и в случае рассогласования изменяют напряжение питания индуктора да его устранения, в качестве сигнала управления используют отношение сигнала пропорционального квадрату резонансной частоты колебательного контура образованного индуктором и компенсирующим конденсатором, к действующему значению тока индуктора, Это значительно упрощает способ регулирования, так как не требуется выделения и измерения большого числа амплитуд высших гармоник тока индуктора и в то же время существенно повышает точность регулирования режима нагрева ферромагнитных изделий, так как в прототипе точность регулирования зависит от числа измеренных высших гармоник тока, в предлагаемом способе изменение собственной резонансной частоты колебательного контура зависит только от температурного режима изделия и величины тока в индукторе, Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает высокой чувствительностью, точностью и простотой, что указывает на наличие у него новых положительных свойств, и доказывает существенность отличий.На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.В основе способа лежит зависимость резонансной частоты колебательного контура от индуктивности системы индукторметалл, которая определяется относительной магнитной проницаемостью, в свою очередь зависящей от температуры иагреваемого тела и напряженности магнитного поля индуктора.Устройство для реализации предлагаемого способа состоит из индуктора 1, параллельно которому подключен компенсирующий конденсатор 2, образуя параллельный колебательный контур 1, 2, к которому подключен измеритель частоты 3 и датчик тока 4, выходы которых поданы соответственно на первый и второй выходы делителя 5 выход которого подключен к элементу управления 6, на второй вход которого подано заданное напряжение Оо, а выход которого подан на управляющий вход источника высокочастотного питания 7, нагруженный на параллельный колебательный контур 1,2.Устройство работает следующим образом.При подаче напряжения с источника высокочастотного питания 7 на колебательный контур 1, 2 в индукторе 1 протекает ток, измеряемый датчиком 4, частота которого определяется величиной емкости конденсатора 2 и индуктивностью индуктора с ферромагнитным иэделием 1 и измеряется частотомером 3.Индуктивность индуктора с ферромагнитным иэделием зависит от температуры 25 нагреваемого изделия и напряженности магнитного поля в индукторе(т.е. от величины тока протекающего в индукторе),Отношение же квадрата резонансной частоты тока к величине этого тока определяемое в блоке 5, зависит только от температуры изделия. Величина этого отношения сравнивается в блоке сравнения 6 с заданным (которому соответствует напряжение Оо). Узел сравнения 6 вырабатывает сигнал, соответствующий определенному режиму нагрева, который подается на управляющий вход источника 7 и изменяет подводимое к контуру 1,2 выходное напряжение источника 7.Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить среднее значение температуры по сечению нагреваемого ферромагнитного изделия и контролировать величину удельной поверхностной мощности,что позволяет повысить точность регулирования режима нагрева изделия.Система управления собрана из серийно выпускаемых приборов и устройств.1 - индуктор из медной трубки диамет 2 - конденсатор ЭСВП -0,8-2,4 УЗ:3 - частотомер Э 206;4 - трансформатор тока ТШЧЛ;5,6 - делитель и элемент сравнения на стандартных радиоэлементах; 7 - преобразователь частоты ТПЧ - 250 -2,4, Способ опробован на макете индукционного нагревателя феррол;агнитных цилиндров 80-320 мл 1 и дал пооыц;ную наl1,Составитель А,ШулякТехред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц Редактор А Заказ 4128 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производст-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага 1 О 10-15 точность поддержания заданного режима нагрева по сравнению с прототипом.Формула изобретения Способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором измеряют действующее значение тока индукторв и резонансную частоту колебательного контура, образованного индуктором и подключенным параллельно ему компенсирующим конденсатором, формируют управляющий сигнал, сравнивают его с заданным и в случае рассогласования изменяют напряжение питания индуктора до его устранения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 5 точности регулирования режима нагрева, вкачестве сигнала управления используют отношение сигнала, пропорционального квадрату резонансной частоты колебательного контура, образованного индуктором и ком пенсирующим конденсатором кдействующему значению тока индукторв.