Способ регулирования режима работы индукционной установки

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл. а явлено 25.06.79 21) 28000 заявки Мо исоединен Государственный ком СССР по делам изобретен и открытий.Мельников Уфимский авиационный инсти Эаявите 4) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ, РЕЖИМА РАБОТЕ ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКИ н ледовательно и параллельно с кондесаторами 1.Этот способ и устройство для егореализации имеет недостатки,заключающиеся в увеличении потерь мощностии удорожании установки за счет применения мощного дросселя.Те же недостатки присущи способуи. устройству регулирования коэффициента мощности с помощью неуправляемых дросселей, включенных через блокуправляемых встречно-параллельныхвентилейИзвестен также способ регулирования режима работы индукционной установки, содержащей электромагнит, размещенный в поле индуктора, при кото-,ром подают питание на индуктор от источника переменного тока, а на электромагнит - от источника постоянноготока и, изменяя величину в электромагните, регулируют коэффициент мощности установкй 2),Этот способ имеет недостатки, заключающиеся в том, что увеличиваютсяпотери активной мощности в магнитопроводе за счет увеличения его намагниченности. Кроме того, этот способи устройство для его реализации направлены на увеличение реактивного оэфановононе 20 30 Изобретение относится и индукционному, преимущественно низкочастотному,нагреву и может быть использовано влитейном, кузнечном, термическом идругих производствах машиностроенияи металлургии,Известен способ регулирования кФициента мощности индукционной устки, содержащей силовую обмотку й кденсаторную батарею, при котором кденсаторную батарею подключают к силовой обмотке и во время нагрева изменяют количество подключенных конденсаторов.1 Недостаток этого способа заключатся в том, что регулирование производят ступенчато и при этом снижается производительность установки, так как при переключениях конденсаторов приходится отключать ее от источника питания.Устройство для реализации этого способа содержит коммутирующую аппаратуру на большие токи, что снижает надежность установки,Известен также способ плавного ре" гулирования коэффициента мощности индукционной установки с помощью управляемых дросселей, включенных посЬпараметра индуктора и поддержаниеего на максимальном уровне, что увеличивает потери в самом индукторе.Цель изобретения - повышение КПДиндукционной установки.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе перед регулированием тока в электромагните раскручивают его до синхронной скорости6вокруг оси, перпендикулярной силовымлиниям поля индуктора,На фиг,1 схематически изображеноустройство, реализующее способ; наФиг.2 - векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство для реализации способасодержит индуктор 1, внутри которого 15расположено нагреваемое изделие 2,и обмотку 3, подключенную к регулируемому источнику 4 постоянного тока.Обмотка 3 снабжена магнитным сердечником и образует электромагнит 5 и с 2 Опомощью магнитопровода б соединена синдуктором 1, причем вместе с магнитным сердечником закреплена с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной продольной оси магнитопроводад 5Устройство снабжено двигателем 7 дляраскрутки.Устройство работает следующим образом.При включении индуктора под напря-жение магнитный поток, создаваемыйиндуктором, будет замыкаться по магнитопроводу 6 через обмотку 3. Таккак обмотка 3 вместе с сердечникомпри протекании в ней .тока от источни"ка 4 представляетсобой намагниченныйэлемент 1 фиг.1), то под действием пульссирующего поля в магнитопроводе онбудет выведен из равновесия и начнетсовершать возвратно-колебательные движения с некоторым углом размаха, за: 40висящим от инерционности намагниченного элемента и силы трения,При этом образуется переменная намагничивающая сила с мгновенным значением, равным проекции постоянной намагничивающей силы на ось магнитопровода.Так как намагниченный элемейт ориентируется вдоль направления действия магнитного поля, т.е. Усиливает Яего, то переменная намагничивающая си"ла совпадает по Фазе с суммарным потоком индуктора.Эффективность действия намагниченного элемента можно усилить, раскрутив его до синхронной скорости вращения с частотой, равной частоте изменения поля индуктора. При этом образуется намагничивающая сила наибольшейамплитуды, так как угол размаха становится максимальным и равным 180 . б 0Вращение элемента будет поддержИваться в дальнейшем образовайием вращающего момента от составляющей йульсирующего поля, вращающейся с той же угловой частотой, что и намагниченный б 5 элемент (как известно пульсирующее поле можно представить суммой вращающихся в противоположных направлениях равных полей) .Принцип действия способа яснее виден из векторной, диаграммы (фиг.2).Обозначим через фосуммарный поток в индукторе, создаваемый намагничиваюшими силами тока индуктирующей обмотки 1 и нагреваемого изделия 1 и намагничивающей силой дополнительного переменного поля 1 , совпадающей по фазе с потоком фо, а значит и с суммарной намагничивающей силойО И 2 ЯНа фиг.2 обозначеныЕ - ЭДС, наведенная потоком фо внагреваемом изделии и индуктируюшейобмотке;1- ток в нагреваемом изделии (дляупрощения принято равенство намагничи:вающих сил токам, их создающих),отстающий от ЭДС Е на угол, зависящий от соотношения активного и реак-тивного параметров нагреваемого издеги я;1 И - ток (намагничи вающая сила) ин -дуктирующей обмотки;0 - напряжение на индукторе,уравнозешивающее ЭДС Е.Согласно соотношению (1) векторыобразуют фигуру, изображенную на фиг.2.,:Предположим для упрощения, что .мощность нагрева постоянна. Допустим,что во время нагрева изменился реакти:вный параметр нагреваемого изделия,в результате. чего ток 1 изменитсядо величины 1, (Фиг.2), что приведетк изменению тока индуктирующей обмотки до величины 1 И,Как видно на биг.2, изменение до-полнительной намагничивающей силы1 до величины 1 приведет к прежнему значению токаТаким образом, с помощью регулируемой иамагничивающей силы 1 при каком - либо возмущении, вызвавшем изменение реактивности индуктора, можно изменять реактивную составляющуютока индуктора до начального значения и тем самым поддерживать ее постоянной,Предлагаемый способ позволяет легко и. эффективно регулировать созустановки индукционного нагрева, снизив по сравнению с известными потерив индукторе и в электромагните.формула изобретенияСпособ регулирования режима работы индукционной установки, содержащей электромагнит, размещенный в поле иидуктора, при котором подают питание на иидуктор от источника переменного тока, а иа электромагнит - от источника постоянного тока и, изменяя877798 г,ВНИИПИ Заказ 9651/86 ,Тираж 892 Подписное иал ППП Па величину тока в электромагните, регулируют коэффициент мощности установки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД перед регулированием тока в электромагните раскручивают его до синхронной скоростивокруг оси, перпендикулярной силовымлиниям поля иидуктора. Источники информации,. принятые во внимание при экспертиэе 1. Гитгарц Д.А , ИоФфе Ю.С. Новые источники питания и автоматика индукционных установок для нагрева и плавки, М., 1 Энергия , 1972 с,25-37. 2. Авторское свидетельатво г 9 559469, кл. Н 05 В 5/06, 1977, н.ужгород, ул,Проектная,4