Способ управления нагревом изделий в индукционной установке и устройство для его осуществления

(19)1) з Н 05 В 6/О О ИЗОБРЕТЕНИЯ Т ЯХачиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 779413, кл. С 21 П 1/42, 1978.2, Беляев А,Н. Высокочастотныетермические устройства роторных ироторно-конвейерных линий, М.,ЦНИИинформация, 1975, обзор У 976,с. 108,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ИЗДЕЛИЙ В ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1, Способ управления нагревомизделий в индукционной установкес многонозиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным кпреобразователю частоты с самовозбуждением, при котором изделия перемещают с постоянной скоростьючерез индуктор, контролируют токиндуктора и поддерживают заданнуютемпературу изделий, изменяя величину тока индуктора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности поддержаниятемпературы при различной степенизаполнения индуктора изделиями, дополнительно измеряют частоту тока,перемножают сигналы, пропорциональные току и частоте, сравнивают произведение с заданным и при наличиирассогласования изменяют величинутока индуктора до устранения рассогласования, 112. Устройство для управления нагревом изделий в индукционной установке с многопозициоиным петлевым индуктором щелевого типа, подключенньак к преобразователю частоты с самовозбуждением, содержащее блок управления регулятора индуктора и трансформатор тока индуктора, к вторичной обмотке которого подключен амперметр, о т л и ч а ю щ е 49443е с я тем, что, с целью повышения Фочности поддержания температуры при различной степени заполнения индуктора, оно снабжено катушкой, установленной на магнитопроводе, обхватывающем токопровод, связывающий вторичную обмотку трансформатора тока с амперметром, к которой подключены вольтметр и вход блока управления регулятора индуктора, Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть применено при нагреве изделий в индукторах автоматических роторных и роторно-конвейерных линий.Известен способ индукционногонагрева и устройство для индукционного нагрева, при котором измеряютсигнал, пропорциональный величинеили производной электромагнитногополя, рассеиваемого вихревыми токами, протекающими в нагреваемом участке изделия.Способ и устройство предназначены для индукторов периодическогодействия, осуществляющих поочередный нагрев изделий Я .,Однако с их помощью затруднительно контролировать нагрев иэделий вмногопозициониом индукторе автоматических роторных и роторно-конвейерных линий, а также обеспечивать повторяемость нагрева при частичномзаполнении позиций индуктора изделиЯИИеНаиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ управления нагревом изделий виндукционной установке с многопозицнонным петлевым индуктором целевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением,при котором изделия перемещают с постоянной скоростью через индуктор,контролируют ток индуктора и поддерживает заданную температуру изделий,изменяя величину тока индуктора 2 .Известно также устройство для управления нагревом изделий в индукционной нагревательной установке с многопозиционным петлевым индуктором ще 51015 20 2530 35, ния, Устройство для управления нагревом изделий в индукпионной установлевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, содержащее блок управления регулятора тока индуктора и трансформатор тока индуктора, к вторичной обмотке которого подключен амперметр 2 .Недостатком известного способа и устройства является невозможность поддержания температуры изделий при изменяющейся степени заполнения индуктора (пропусках изделий на конвейере), что вызывает изменения рабочей частоты тока индуктора и, следовательно, мощности, выделяющейсяв изделиях, что приводит к браку при термообработке.Цель изобретения - повышение точности поддержания температуры при различной степени заполнения индуктора изделиями,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления нагревом изделий в индукционной установке с многопозиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, при котором изделия перемещают с постоянной скоростьючерез индуктор, контролируют токиндуктора и поддерживают заданную температуру иэделий, изменяя величину тока индуктора, дополнительно измеряют частоту тока, перемножают сигналы, пропорциональные току н частоте, сравнивают произведение с заданным и при наличии рассогласования изменяют величину тока индуктора до устранения рассогласова11494 ке с многопозиционным петлевым индуктором щелевого типа, подключенным к преобразователю частоты с самовозбуждением, содержащее блок управления регулятора индуктора и тран. сформатор тока индуктора, к вторичной обмотке которого подключен амперметр, снабжено катушкой, установленной на магнитопроводе, обхвать- вающем токопровод, связывающий вто ричную обмотку трансформатора тока с амперметром, к которой подключены вольтметр и вход блока управления регулятора индуктора.На фиг., 1 представлена блок-схе-15 ма устройства; на фиг, 2 - кривые нагрева на частоте 8 и 10 кГц.В цепь индуктора 1 включен трансформатор 2 тока, к вторичной обмотке которого подключен амперметр 3, На токопроводе этой обмотки установлен обхватывающий ее магнитопровод 4, на котором намотана катушка 5, к концам которого подключены вольтметр 6 и блок управления током индуктора. дУстройство работает следующим образом. Поскольку ток индуктора можетизменяться при загрузке-разгрузкеи прогреве изделий, то он не может ЗОслужить в качестве параметра, покоторому можно контролировать нагрев,В предлагаемом способе точность поддержания режима контролируют по отношению от заданного вольтметра, 35изменяющего ЭДС.Если ЭДС увеличивается, снижаютток индуктора и наоборот,ЭДС, измеренная вольтметром 6,включает в себя произведение сигналов, пропорциональных величине токаиндуктора и частоты тока, Такоепроизведение характеризует мощность,выделяемую в изделиях, и следовательно, их температуру, Причем этот параметр не зависит от степени заполнения индуктора изделиями, не меняется при загрузке-выгрузке и прогреве изделий,Сигнал, пропорциональный наведен Оной током индуктора электродвижущейсиле, не должен быть подвержен влияниюдвижущихся на роторах стальных изделий,а также влиянию вращающихся стальныхмасс роторов. Поэтому датчик ЭДС целесообразно выполнить в виде катушки,намотанной на замкнутый магнитокровод, обхватывающий токоведущнй про 43 4вод вторйчной цепи измерительного трансформатора тока индуктора, и разместить в шкафу управления.П р и м е р. Отжигаются две партии изделий типа колпачка после операции второй вытяжки (каждая партия в количестве 150 шт.). Первая партия изделий отжнгается по режимам, соответствующим действующему технологическому процессу, на автоматической роторной линии модели И-ЛГ; ток в индукторе 460 А, частота 8 кГц время отжига 17 с, Ток в индукторе 1 (фиг. 1) измеряется с помощью трансформатора 2 тока амперметром 3При этом фиксируется величина наВеденной током индуктора ЭДС в катушке 5 посредством вольтметра 6, С помощью впаяннык в изделие встроенных термопар снимаются зависимости температуры изделий от времени нагрева. Кривая а (фиг. 2) соответствует отжигу при токе индуктора 460 А, ЭДС 4,2 В, частоте тока 8 кГц. Вторая партия изделий отжигается в этом же индукторе с питанием от тнристорного преобразователя частотой 10 кГц. Устанавливается сила тока в нндукторе, обеспечивающая величину наведенной ЭДС 4,2 В, время отжига - 17 с. Этому режиму нагрева соответствует кривая о (фиг. 2), которая полностью совпадает с кривой ЯИз каждой партии для лабораторного анализа качества отжига берут по 15 шт, изделий. Данные по твердости, микроструктуре с металлографическим анализом изделий аз первой и второй партий, отожженных по двум вариантам, одинаковы и соответствуют требованиям действующей технологии. Результаты проведеннык экспериментов при значительном изменении частоты (в пределах 20-253) подтвердили, что предлагаемый способ управления индукционным нагревом дает возможность существенно снизить вюп- яние частоты как дестабилизирующего фактора на нагрев изделий. В индукционных нагревательных устройствах автоматических роторнык и роторно- конвейерных линий действующих производств для поддержания высокого коэффициента мощности нагрузки тиристорного преобразователя требуется регулирование частоты на 10"152,.