Индукционная нагревательная установка

,й 13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРР 568129, кл. Н 02 М 7/515, 976.Авторское свидетельство СССР11 408465, кл. Н 05 В 6/06, 1972.(57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения является повышение КПД и упрощение индукционной установки дл нагреваметалла. Установка содержит резонансный инвертор 1 и индуктор 2,датчик 5 мощности, содержащий фазочувствительный мост (ФМ) 8, датчик 6тока (ДТ) и датчик 7 напряжения, генератор 21 импульсов. Сигнал с ДТ 6,пропорциональный выходному току, подается на один из входов ФМ 8, асигнал с датчика 7 - на другой входФМ 8. Если сигнал стабилизации выбран выше сигнала с ДТ 6, сигнал свыхода ФМ 8 пропорционален токуинвертора и коэф. мощности нагруэочного контура сов. При изменениисоя( сигнал ФМ 8 воздействует нагенератор 20 импульсов, чтобы поддерживать сов Ч на заданном уровне,Для одновременного поддержания мощности индуктора 2 введены канал регулирования с масштабными преобразователями 23 и 26, интеграторы 24 и27 и перемножающее устройство 25.ФМ 8 использован как составная частьдатчика мощности. Регулирование мощности производят число-импульснымметодом. Устройство позволяет осуществлять одновременное поддержаниезаданной мощности и созЦ, а периодичность процесса регулированияповышает КПД установки. 1 ил.Изобретение относится к электротермии и может быть использованопри индукционном нагреве и плавкев металлургии и машиностроении.Цель изобретения - повышение КПДи упрощение установки.На чертеже приведена функциональная схема установки,Установка для индукционного нагрева металла содержит резонансныйинвертор 1 мостового типа на тиристорах и индуктор 2, зашунтированныйкомпенсирующей конденсаторной батареей 3 и подключенной к инвертору 1через разделительный конденсатор 4,датчик 5 мощности, связанный с индуктором через датчик 6 выходного токаи датчик 7 напряжения на индуктореи содержащий фазочувствительный мост8, два плеча которого состоят извстречно включенных стабилитронов9-12, а два других плеча образованыцепочкой, состоящей иэ диода 13 (14),последовательно соединенного с конденсатором 15 (16), зашунтированногорезистором 17, Формирователь 18 управляющих импульсов, выход которогосоединен с распределителем 19 управляющих импульсов силовых тиристоровинвертора 1, а вход соединен с задающим генератором 20, модулятор 21 и регулятор 22 скважности, соединенный через модулятор 21 с входом запуска задающего генератора 20, а датчик 5 мощности составлен из Фаэочувствительногомоста 8, к одной иэ диагоналей которого подключен выход датчика 7 напряжения, а к другой - выход датчика 6 тока, при этом выход фаэочувствительного моста 8 соединен черезпервые масштабный преобразователь23 и интегратор 24 с входом задающего генератора 20 и одним из входовперемножающего устройства 25, к другому входу которого через вторыемасштабный преобразователь 26 и интегратор 27 подключен датчик 7 напряжения, а выход перемножающегоустройства 25 подключен через блок" 28 сравнения, соединенный с задатчиком 29 мощности, к входу регулятора22 скважности,Установка работает следующим образом,С датчика 6 тока сигнал, пропорциональный выходному току, подаетсяна один из входов Фазочувствительного моста 8, а с датчика 7 напряжения сигнал, пропорциональный выходному напряжению, подается на другойвход Фазочувствительного моста 8 ичерез масштабный преобразователь 26 5 и интегратор 27 - на другой входперемножающего устройства 25. Еслинапряжение стабилизации стабилитронов 9-12 выбрать таким образом,чтобы оно значительно превышаловеличину напряжения, снимаемого сдатчика 6 выходного тока, то напряжение, снимаемое с выхода фазочувствительного моста 8, будет пропорционально произведению выходного тока инвертора 1 на коэффициент мощно"сти нагрузочного контура:,= К,Е я сов,где К, - коэффициент пропорциональ 20 ности;Е - выходной ток инвертора;сов ц - коэффициент мощности параллельного колебательного25контура 2, 3,Этот сигнал через масштабный преобразователь 23 и интегратор 24 подается одновременно на вход задающего генератора 18 и на один из вхо 30дов перемножающего устройства 25,Учитывая, что для питания установок индукционного нагрева металлаиспользуются резонансные инверторытока, выходной ток которых практически не изменяется, можно считать,35 что сигнал, снимаемый с Фаэочувствительного моста 8, пропорционаленкоэффициенту мощности контура 2,3 совр,При изменении сов (сигнал фазочувствительного моста 8 воздействуетна задающий генератор 20, изменяячастоту следования управляющих импульсов таким образом, .чтобы поддерживать сов рна заданном уровне.Для поддержания одновременносов ц и активной мощности Р, передаваемой индуктору 2, в схему введен канал регулирования, в которыйвходят масштабные преобразователи50 23 и 26, интеграторы 24.и 27, перемножающее устройство 25, датчик 5мощности, Причем Фазочувствительныймост 8 одновременно используетсякак составная часть. датчика мощнос"55 ти, выдающая сигнал, пропорциональный произведению Ев сов(, Иасштабные преобразователи 23 и 26 и интеграторы 24 и 27 осуществляют пре 28894образования сигналов к требуемому виду, в результате чего на входы перемножающего устройства 25 подаются сигналы, пропорциональные средним значениям напряжения на индукторе П и произведения 1 созц.Перемножающее устройство 25 осуществляет операцию умножения сигналов, пропорциональных произведению 1 соз Ч и напряжения Бя,В результате с выхода перемножающего устройства 25 снимается сигнал, пропорциональный активной мощности, передаваемой в индуктор 2:Б = К 111 сов ц = КРгде Р - среднее значение активноймощности, выделяемой в индукторе 2Регулированиемощности производятчисло-импульсным способом, при котором осуществляется прерывание подачиимпульсов на тиристоры инвертора 1 модулятором 21 с определенной частотой Ймодуляции меньшей, чем частота инвертирования, При этом тиристоры остаются в течение некотороговремени, определяемого регулятором22 скважности (в зависимости от сигнала рассогласования, поступающегос элемента 28 сравнения и равногоразности сигналов перемножающегоустройства и задатчика 29 мощности)выключейными. В контуре 2, 3 приэтом ток не протекает, Регулируядлительность работы инвертора 1 втечение периода прерывания, можнорегулировать действующее значениемощности, выделяемой в индукторе 2 в;широких пределах,Кроме того, синхронизируя определенным способом моменты подачи ипрерывания импульсов управления силовых тиристоров инвертора 1, можно получить опережающий коэффициентмощности преобразователей системыпо отношению к питающему напряжениюсети,Таким образом, можно осуществлятьодновременное поддерживание заданных величин мощности и коэффициентамощности. А так как регулированиеосуществляется периодическим включением и отключением инвертора, тоКПД установки в целом оказывается болеевысоким, чем при использовании фазово, го регулирования. известной установки, 30 тор мостового типа, к выходу которого через разделительный конденсатор 35 40 55 5 1 О 15 20 25 при котором происходит циркуляция токов значительной веюп чины, не проходящих через нагрузки.Использование фазочувствительного моста 8 в качестве датчика фазы и одновременно в качестве устройства, осуществляющего операцию умножения сигналов, пропорциональных выходному току 1 и коэффициенту мощности соз ц, позволяет исключить дополнительное перемножающее устройство и, тем самым, упростить схему.Схемная реализация предложенной установки может быть произведена на базе известных схем. Например, в качестве модулятора 10 и регулятора 9 скважности может быть использован мультивибратор с регулируемой скважностью, в котором регулирование скважности осуществляется с помощью управляемого стабилитрона.В качестве перемножающего устройства можно использовать схемы аналоговых перемножителей. формула изобретения Индукционная нагревательная установка, содержащая резонансный инверподключен параллельный колебательный контур из конденсаторной батареи и индуктора,датчики выходного тока инвертора инапряжения наиндукторе, фаэочувствительный мост, два соседних плеча которого содержат встречно,включенные стабилитроны,. а два других образованы цепочками из последовательно соединенных диода и конденсатора, зашунтированного резистором,задающий генератор, выход которогочерез последовательно соединенныеформирователь и распределитель управляющих импульсов соединен с управляющим входом инвертора, задатчикмощности, подключенный к входу блока сравнения, связанного вторымвходом с датчиками тока и напряженоя, а выходом - с задающим генератором, о т л и ч а ю щ а я с я тем,. что, с целью повышения КПД и упрощения установки, датчик тока подключен к диагонали моста, образованнойобщей точкой плеч стабилитронов иобщей точкой конденсаторов, а датчик напряжения - к диагонали, образованной общими точками стабилитроЗаказ 7825/60 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нов и анодов диодов, катоды которых , через первые введенные масштабный преобразователь и интегратор подключены к входу регулирования частоты задающего генератора и первому входу введенного перемножающего .устройства, к второму входу которого подключен выход .датчика напряжения через введенные вторые масштабныйпреобразователь и интегратор, авыход перемножающего устройства соединен с вторым входом блока срав нения, указанная связь выхода которого с входом запуска задающего генератора осуществлена через введеннырегулятор скважности и модулятор,