Устройство для питания резистивной электропечи

. СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Электропечи сопротивления камерные лабораторные СНОЛ,6.2,5: : 1/9-М 2 У 4.2. Паспорт. Утепский завод лабораторных электропечей, 1976.2, Смольников Е.А. Термическая обработка инструментов в соляных ваннах. М., "Машиностроение", 1981, с. 42-45.3. Электрооборудование и автоматика электротермических установок.Справочник. М "Энергия", 1978, с, 10, 117-120.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ РЕЗИСТИВНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее источник переменного напряжения с двумя ступенями мощности, к которому подключен нагреватель печи через тиристорный переключатель, управляющий вход которого через генератор, прямо 119) 011Зш Н 05 В 1/02 С 05 0 23 19 угольных импульсов связан с регулятором температуры, снабженным измерительным блоком с датчиком температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности поддержания температуры при колебанияхнапряжения источника питания, устройство снабжено зашунтированным ключомконденсатором, один вывод которогосоединен с выходом амплитудного выпрямителя напряжения источника питания, с выходом встречно включенногостабилизированного источника постоянного напряжения и с первым входомблока сравнения, связанного вторымвходом через источник напряжения порога сравнения с вторым выводом конденсатора, а выходом - с К-входомЕБ-триггера, 8-вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выполненного с двумячастотами выдачи импульсов, а выходытриггера соединены с управляющимивходами тиристорного переключателяи ключа.1096Изобретение относится к термической обработке деталей и инструментов,например, в соляных ваннах.Известна электрическая печь, состоящая из нагревателя датчика темЭ5пературы, измерительного и регулирующего прибора, производящего включениеили отключение нагревателя при переходе печи через точку регулирова -ния 11.ОВследствие тепловой инерциидатчика и печи точность поддержания заданной температуры в известной печи недостаточна, так как нагрев осуществляется по режиму "включено-выключено".В меньшей степени этот недостатокприсущ другой известной печи, состоящей из нагревателя, источника электрической энергии с двумя ступенямимощности, датчика температуры, измерительного и регулирующего прибора,производящего переключение ступенеймощности при переходе температурыпечи через точку регулирования 2. 25Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для питания резистивнойэлектропечи, содержащее источникпеременного тока с двумя ступенямимощности, к которому подключен нагреватель печи через тиристорный переключатель, управляющий вход которогочерез генератор прямоугольных импульсов связан с регулятором температуры, снабженным измерительным блоком с датчиком температуры 1.33.Для обеспечения минимального рассогласования между заданной температурой и фактической необходимо,чтобы при включении нагревателей на40нижнюю ступень мощности выделяласьэнергия несколько меньшая, чем тепло"вые потери печи (например 9 ОХ оттепловых потерь), а при включении45нагревателей иа верхнюю ступень мощности вьделялась энергия, незначительно превышающая тепловые потери(например 1103) .В известной печи с двумя ступенямимощности это требование может бытьвыполнено лишь в случае неизменногонапряжения в сети, например, когдапечь питается от слабо загруженнойлинии.В реальных условиях цеха приколебаниях сетевого напряжения впределах 10-153 от.номинального известная печь не может производить с 762 2необходимой точностью переключениеступеней мощности.Если на верхней ступени мощностинагреватель выделяет при номинальном напряжении У энергию, равную1107 от величины тепловых потерьпечи, то при снижении сетевого напряжения на 153 (до 0,85 11 О ) нагреватель станет выделять лишь 1103э 0,85 = 797. от величины тепловыхпотерь, т.е, печь не сможет поддерживать заданную температуру.Невозможность точного поддержа ния ступеней мощности в известнойпечи приводит к недостаточной точности поддержания температуры печи.Цель изобретения - повышениеточности поддержания температурыпри колебаниях напряжения источникапитания.Для достижения указанной целиустройство для питания резистивнойэлектропечи, содержащее источник переменного напряжения с двумя ступенями мощности, к которому подключеннагреватель печи через тиристорныйпереключатель, управляющий вход которого через генератор прямоугольныхимпульсов связан с регулятором температуры, снабженным измерительнымблоком с датчиком температуры, дополнительно снабжено зашунтированнымключом-конденсатором, один вывод которого соединен с выходом амплитудного выпрямителя напряжения источникапитания, с выходом встречно включенного стабилизированного источникапостоянного напряжения и с первымвходом блока сравнения, связанноговторым входом через источник напряжения порога сравнения с вторым выводом конденсатора, а выходом - сК-входом КЗ-триггера, Я-вход которогоподключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выполненного сдвумя частотами выдачи импульсов, авыходы триггера соединены с управляющими входами тиристорного переключателя и ключа.На чертеже представлена блок-схемаустройстваУстройство содержит конденсатор 1,резисторы 2 и 3, амплитудный выпрямитель 4 напряжения источника питания на нагревателе (Ц ), стабилизированный источник 5 постоянного напряжения, блок б сравнения, ключ 7,КЯ-триггер 8, источник 9 прямоугольных импульсов, регулятор 10 темпераз 10967туры, тиристорный переключатель 11,нагреватель 12, датчик 13 температуры, пороговый элемент 14 (Цц,),Устройство работает следующим образом. 5Датчик 13 температуры воздействует на регулятор 10, который подаетили не подает на вход генератора 9импульсов сигнал в зависимости оттого, превышает температура в печи 1 Озаданный уровень или нет.Генератор 9 импульсов устроентак, что частота следования выдаваемых им импульсов зависит от наличияили отсутствия на его входе сигнала, 15т.е, выдает две частоты импульсов.Импульс, поступающий с генератора9 на Я-вход триггера 8, устанавливает, его в единичное состояние. В этомсостоянии выходными сигналами триггера запускается тиристорный переключатель 11 (нагреватель 12 включается) и размыкается ключ 7, шунтировавший до этого конденсатор 1. Конденсатор начинает заряжаться токами 25М- и 11 к г 2 к )где 11 - ток, поступающий от амплитудного выпрямителя 4;12 - ток, поступающий от стабилизированного источника 5,К - сопротивление резисто"ра 2;2 К - сопротивление резистора 3; зф 350(С) - амплитуда напряжения источника питания;П - номинальное значение на 0пряжения источника питания,40ЬП(й) - отклонение величины амплитуды в момент от номинального значения,Пп - пороговое значение удовлетворяет условию 45, пор оТогда +при соблюденииППо %о чоц. -2 К 2 К Р 50ц,го лом) (о,+арии ш2 ао, " гйц, екц,Отсюда видйо, что конденсаторинтегрирует величину су 2 ммарного тока, пропорциональную 0 , т.е. величину, пропорциональную мощности нагрева. Напряжение на конденсаторепропорционально энергии, выделенной 62нагревателем с момента начала интегрирования. Когда напряжение на конденсаторе достигнет значения П ,схема 6 сравнения даст сигнал навход триггера 8 и.последний перейдетв положение "0", Вследствие этогопереключатель 11 отключит нагреватель печи, ключ 7 зашунтирует кон денсатор и будет держать его в состоянии, подготовленном для началанового интегрирования,При каждом цикле включения нагревателя выдается одна и та же порцияэнергии, поэтому средняя по временимощность нагрева пропорциональначастоте следования импульсов, вырабатываемых генератором 9.Предлагаемое устройство обеспечивает изменение частоты включенийпри переходе температуры печи через точку регулирования. При превышении температуры печи относительно заданного уровня регулятор 10 подает на вход генератора 9 постоянный сигнал, что приводит к уменьшению частоты следования импульсов и к соответствующему уменьшению средней мощности 1 нагрева до величины меньшей, чем тепловые потери печи. Когда температура печи становится ниже заданной, сигнал от регулятора 10 на вход генератора 9 перестает поступать, частота импульсов увеличивается и мощность нагрева становится больше тепловых потерь печи.Таким образом,. с помощью предлагаемого устройства повышается точ" ность поддержания температуры, так при испытаниях на соляной ванне колебания температуры уменьшаются с +5 до +1 С относительно заданного уровня.Преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что повышается точность поддержания температуры, повышается качество термически обработанных деталей или инструмента (так, наилучшие механические свойства сплава Д 16 получаются при закалке с температуры 495-500 С, нопри закалке с 505 С уже происходитонедопустимый пережог металла) . Предлагаемая печь позволяет производить нагрев в указанном интервале, а базовый вариант печи не позволяет.При закалке (1220 С) инструмента109 ЬУЬ 2 Составитель О.Турпак Техред О.Неце КорректорВ.Синицкая Редактор А.Мотыль Заказ 3843/42 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ПЛЛ "Ла гент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 из стали РЬМ 5 повышение точности нагрева приводит к повьппению износостойкости инструмента, снижается расход быстрорежущего инструмента,благодаря повышению его износостойкости.