Индукционная методическая нагревательная установка

(19) ( 11 05 В 6/О ИЯ;,. ИЗОБРЕ ИДЕТЕПЬСТВ АН РСНОМУ Св и есою оектесо обо ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Куйбышевский политехничесинститут им. В.В.Куйбьшева и Вный научно-исследовательский пно-конструкторский и технологиф кий институт электротермическорудования/ , 967.2. Авторское свидетельство СССР У 1021026, кл. Н 05 В 6/06, 1980, (54)(57) ИНДУКЦИОННАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ, НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая двухслойный индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушками, подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной на неподвижной опоре, а другимс валом .электродвигателя, вход кото" рого соединен с выходом силового преобразователя через замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с каждой иэ указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвжной катушки, датчик тока,неподвижной катушки, элемент И, счетчик време. ни и синхронизатор, о т л н ч а ю - щ а я с я тем что, с целью повышения производительности установки путем сокращения времени переходных процессов, она снабжена пороговым элементом, блоком сравнения,задатчиком тока и эадатчиком времени, вход реле соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с эа- ф датчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент свяэан с выходом ( укаэанного датчика температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижной катушки через размыкающий контакт реле, выход датчика тока подключен к первому входу блока сравнения, второй входкоторого соединен с задатчиком тока, а выход - с управляющим входом силового преобразователя, 1164913Изобретение относится к управлению технологическим процессом нагрева в индукционной методической установке.Известна индукционная нагревательная установка, содержащая двухслойный 5 ипдуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушками, источник питания, соединенный с катушками тока неподвижной катушки и датчик температуры 1.10Однако эта установка не позволяет исключить перегрев заготовок.Наиболее близкой к предлагаемой по техническому существу является индукционная методическая установка, . содержащая двухслойный ицдуктор с неподвижной внутренней ц подвижной наружной катушками подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной ца неподвижной опоре, 20 ра другим - с валом электродвигателя, вход которого соединен с выходом силового преобразователя через замыкающий контакт реле, источник питания, связанный с .каждой из указанных ка тушек через регулятор мощности, датчик температурь 1 заготовок ца выходе неподвижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности цеподвцсцой катушки, датчик тока неподвижной катушки, элемент И, счетчик времени и синхронизатор 12 .Недостатком известного устройства является низкая производительность из-за большого времени переходных процессов.Цель изобретения - повышение производительности установки путем сокращения времени переходных процессов.40Поставленная цель достигается тем, что индукционная методическая. нагревательная установка, содержащая двухслойный индуктор с неподвижной внутренней и подвижной наружной катушка ми, подвижная катушка соединена одним торцом с пружиной, закрепленной на неподвижной опоре, а другим - с валом электродвигателя, вход которого соединен с выходом" силового пре образователя через .замыкающий кон" такт реле, источник питания, связанный с каждой из указанных катушек через регулятор мощности, датчик температуры заготовок на выходе непод вижной катушки, соединенный с управляющим входом регулятора мощности неподвижной катушки, датчик тока неподвижной катушки, элемент И, счетчик времени и синхронизатор, снабжена пороговым элементом, блоком сравнения, задатчиком,тока и задатчиком времени, вход реле соединен с выходом элемента И, первый вход которогосоединен с задатчиком времени, а второй вход через счетчик времени, синхронизатор и пороговый элемент связанс выходом указанного датчика температуры, соединенного с управляющим входом регулятора мощности подвижнойкатушки через размыкающий контактреле, выход датчика тока подключенк первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком тока, а выход - с управляющимвходом силового преобразователя.Автоматическое перемещение подвижнои катушки вдоль неподвижной осуществляется в функции отклонения тока неподвижной катушки от его значения в установившемся режиме, позволяет ускорить протекание переходных процессов, связанных с пуском, сменой номенклатуры и т.д., а также снизить отходы в брак за счет перераспределения мощности, выделяющейся соответственно в холодном" и "горячем" металле.На чертеже изображена блок-схемаустройства,Заготовки дискретно поступают в неподвижную катушку 1, вдоль которой с наружной стороны перемещается катушка 2, установленная,на тележке 3 и жестко соединенная с одной стороны с валом электродвигателя 4, а с другой - с пружиной 5, прикрепленной к неподвижной опоре б, От источника 7 питания (преобразователь частоты ВПЧ)через регулятор 8 напряжение подается на катушку 1, а через регулятор 9 (выполнен аналогично регулятору 8) - на катушку 2. Выход катуш" ки 1 соединен с датчиком 10 температуры (цветовой пирометр типа "Спектропир") через световод, выход датчи". ка 1 О соединен с управляющими входами регуляторов 8 и 9, а также с входом порогового элемента 11, выход которого соединен с входом синхронизатора 12, Выход синхронизатора 12 соединен с входом счетчика .13 времени, выполненного на микросхемах серии К 15-5, Выход счетчика 13 времени соединен с первым входом элемента И 14, второй вход элемента И 14 со1164913 4 3единен с выходом задатчика 15 времени (выполнен аналогично счетчику 13), а выход соединен с входом реле 6, замыкающий контакт 17 которого соединяет выход силового преобразователя 18, выполненного на базе серийного электропривода ЭТ 0-2, с входом электродвигателя 4, а размыкающий контакт 19 соединяет датчик 1 О температуры с регулятором 9. Вход силового О преобразователя 1 8 соединен с выходом блока сравнения 20 выполненного на операционном усилителе, первый вход которого соединен с задатчиком тока 21, а второй вход с датчиком 22 тока 5 неподвижной катушки 1, расположенным в ее силовой цепи. Устройство работает следующим образом,Пусть процесс методического нагрева, при котором подвижная катушказанимает положение, обозначенное начертеже пунктиром, являясь по существу второй секцией катушки 1 (при этомконтакт 17 реле 16 в цепи силовойпреобразователь - двигатель разомкнут,а контакт 19 этого же реле в цепидатчика температуры - регулятор мощности подвижной катушки замкнут),отклонился от установившегося на 30столько, что время нагрева выходнойзаготовки в катушке 1 до заданнойтемпературы превысило установленноевремя цикла. Тогда синхронизатор 1 2,представляющий собой реле, замыкаю- З 5шее свой контакт в цепи питаниясчетчика 13 времени при поступлениина вход синхронизатора 12 сигнала спорогового элемента 11, подающегосяпри достижении температуры выходной 40заготовки заданной величины, запус-тит счетчик 13 с запозданием, равнымпревышению времени нагрева выходнойзаготовки над установленным временемцикла. Одновременно один из контактов синхронизатора находится в электрической цепи толкателя и обеспечивает управление им в момент выгрузкивыходной заготовки из катушки 1 изагрузки новой. Пока идет выгрузказагрузка на элементе И производитсясравнение выходных коцов счетчика 13и задатчика 15, которые запускаютсяодновременно с окончанием выгрузкипредшествующей выходной заготовки. 55Если выходные коды счетчика 13 и эадатчика 15 не совпадают, происходитвключение реле 16, замыкающего свой контакт 17, в цепи преобразователь 18 - электродвигатель 4 и размыкаю- щего контакт 19 в цепи датчик 10 - регулятор 9. В зависимости от величины отклонения тока силовой цепи катушки 1 от его значения в установившемся режиме, пропорционального выходному напряжению задатчика тока, двигатель 4 разовьет момент на своем валу, позволяющий переместить подвижную катушку 2 относительно катушки 1 так, что протекающий через нее ток будет стремиться к установившемуся значению.Так, если температурное распределение по длине индуктора йпже стационарного, это для ферромагнитных заготовок означает более высокое электрическое сопротивление системы индуктор - металл, ток катушки 1 уменьшится в сравйенин со своим установившимся значением, Выходной сигнал блока сравнения 20 в стационарном ре. жиме обеспечивает такой момент на валу двигателя 4, что катушка 2 занимает положение, соответствующее границе "холодной 11 и горячей" зон загрузки. Тогда при уменьшении тока катушки 1 выходной сигнал блока сравнения 20 уменьшается уменьшится в свою очередь момент на валу двигателя 4, катушка 2 сместится к выходу катушки 1, что способствует более интенсивному нагреву выходных отстаю" щих заготовок.Если температурное распределеьгле по длине катушки 1 выше стационарнО- го, т.е. электрическое сопротивление системы индуктор - металл ниже, чем в устаповившемся режиме, ток катушки 1 превышает свое установившеесязначение, и момент на валу электродвигателя 4 будет больше, это приведет к смещению катушки 2 с в сторонувхода катушки 1, тем самым поступающие в нее холодные заготовки будутполучать большую мощность, что уменьшит их отставание от стационарноготемпа нагрева во время термостатировання выходных заготовок, нагрев которых ведется по локально-оптимальному алгоритму, автоматически реализуемому рег.;лятором 8 в Функции температуры выходной заготовки, измеряемой датчиком 10,Регулятор 9 поддерживает на катуш" ке 2 максимальную мощность независчмо от температуры вьжодной заготовки6 Тираж 794 ПодписноНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. аказ 420, д. 4/ 1ит , г. Ужгород, ул. Проектная,Фили индуктора, так как контакт 19 реле 16 з цепи 10"9 разомкнут.Если выходные коды счетчика 13 и задатчика времени 15 совпадают в момент поступления управляющего импуль са с синхронизатора 12 на вход счетчика 13, реле 16 не будет включено, и катушка 2 останется в положении, обозначенною пунктиром, что соответствует установившемуся режиму работы. 1 фВремя переходных процессов при использовании предлагаемого устройства удается сократить в 2-3 раза. Ожидаемая экономическая эффективность отвнедрения изобретения в расчете наодну печь типа ЛИНсоставляет10 тыс.руб. в год за счет увеличенияпроизводительности индукционного нагревателя путем сокращения временипереходных режимов, а также за счетснижения отходов в брак, при этом повышается качество нагрева и, следовательно, качество и надежность выпускаемой продукции.