Индукционное нагревательное устройство

СООЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИК А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ 9.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ Сви(71) Ленинградский электротехнический институт им,В.И.Ульянова(Ленина) (72) В.Б.Демидович, Э.Г,Ильменский, В.С.Немков, В.И.Руднев, В.А,Савельев и А.К.Северянин(56) Авторское свидетельство СССР В 205857, кл. Н 05 В 6/06, 1965.Авторское свидетельство СССР У 206746, кл. Н 05 В 6/06, 1965.Авторское свидетельство СССР У 309475, кл. Н 05 В 6/06, 1967.. Авторское свидетельство СССР У 675632, кл. Н 05 В 11/00, 1978. (54) ИНДУКЦИОННОЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТ РОИСТВО(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева заготовок из различных материалов. Устройство содержит индуктор 1, индуктивную обмотку (ИО) 3 и резистивный электронагреватель (РЭ) 5. РЭ 5 соединен с ИО 3 через конденсаторный блокпеременной емкости (КБ) 6. КБ 6 содержит параллельно включенные цепоч"ки конденсаторов 11 управляемых ключей 12. При подключении индуктора 1в цепи: РЭ 5, ИО 3 и КБ 6 возникаетток. Изменяя емкость КБ 6, регулируют ток в РЭ 5, т.е. тепловыделениена заготовку 10. Оно зависит от материала заготовки, информация о котором поступает с задатчика материала9, и от ее конечной температуры (информация с эадатчика температуры 8).Эти сигналы поступают на блок обработки информации 7, который дает ко,манду на изменение емкости КБ 6. 3 ил.и Блок 7 обработкижит элементы И 1415.Устройство работает следую информации сои элементы д 5 разом,При подключении индуктора на рабочее напряжение возникает переменноеэлектромагнитное поле, которое приводит к появлению в обмотке, намотанной по периметру теплоизоляционнойкрышки, электродвижущей силы Е. В цепи (фиг.1) обмотка 3 - резистивныйэлектронагреватель 5 - конденсаторный блок 6 возникает электрическийток. В процессе протекания электрического тока по резистивному электронагревателю происходит превращение электрической энергии в тепло-,вую. Выделенная при этом тепловаяэнергия идет на подогрев торца заготовки 10, Величина выделенной тепловой энергии прямо пропорциональнаэлектрическому току, который, в своюочередь, определяется наведенной вобмотке ЭДС, а также величиной и характером сопротивления цепи обмотка -5 Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях, использующих индукционные нагревательные установки. 5Целью изобретения является повышение равномерности нагрева заготовок из различных материалов.На фиг. изображена схема устройства; на. фиг.2 - график изменения тепловой энергии Я, выделяемой резистивным электронагревателем; на фиг. 3- схема обработки информации.Устройство содержит индуктор 1 с футеровкой 2, индуктивную обмотку 3, намотанную по периметру теплоизолированной крышки 4, на внутренней,поверхности которой установлен резистивный электронагреватель 5, соединенный с обмоткой 3 через конденсаторный блок 6 переменной емкости. К чходам блока 7 обработки информации подключены выходы цифровых задатчиков конечной температуры нагрева 8 и материала заготовки 9.Нагреваемая заготовка 10 установлена внутри индуктора 1Конденсаторный блок 6 переменной емкости содержит параллельно включенные цепочки из блоков конденсаторов 11 и ключей 12 с блоками 13 управ в обмотке ЭДС;противление реэлектронагреваЕ - наведенна- активное зистивно теля;2 - индук тив номотанной пки;напряжения ь обмотки, напериметру, крыш стота питающег енение соотношения (Я Ис й с поэволяе соответстве вать ловую регу о, и вариациеток 1, аэнергию выделяемуагревателемльзовании явл езист Кроме ния рез(И 2 = в в ) увеличивается макси яс ь озможное значение тепловой ергии, нагрепс уча-2), что конотдаваемои резистивным электро вателем 5. Работая на различнь стках резонансной кривой (фиг достигается изменением емкости денсаторной батареи, регулирую ность тепловой энергии, выделя электронагревателем 5.В зависимости от материала т мо емой агре ваемои заготовки от сочетани электро- и теплофизических свойств соответствующая информация поступае с задатчика 9 материала нагреваемых заготовок на один из входОв блока 7 обработки информации) и в зависимости от уровня заданной конечной температуры (соответствующий сигнал поступает с задатчика 8 конечной температуры нагрева на другой из входов блока 7 обработки инФормации) с выхода блока 7 поступает на управляющий вход конденсаторного блока 6 переменной емкости команда на изменение емкости конденсаторной батареи.Величину емкости конденсаторного блока устанавливают в зависимости от тепловой энергии, выделяемой реэистивным электронагревателем, при этом обеспечивают соотношение т 2.и,н- Рът = Рдо резистивный электронагреватель - конденсаторный блок.Устройство позволяет, изменяя емкость конденсаторного блока, регулировать ток, протекающий по резистивному электронагревателю 5 в соответствии с формулой 1ЕИндукционное нагревательное устройство, содержащее футерованный индуктор с по меньшей мере одной торцовой теплоизолированной крышкой, на внутренней поверхности которой размещенрезистивный электронагреватель, соединенный с индуктивной обмоткой, намотанной по периметру крьппки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева заготовок из различных материалов, в устройство между электронагревателем и обмоткой введены по меньшей мере две включенные параллельно друг другу цепочки из последовательно соединенных конденсаторных блоков и снабженных блоками управления ключей, и два цифровых задатчика - конечной температуры нагрева и материала заготовки, выходы задатчиков по одному из каждого объединены в пары, которые подключены к входам введенных по числу указанных цепочек элементов И, выход первого из которых подключен к блоку управления ключа первой цепочки и к первым входам введенных элементов ИЛИ, число которых на единицу меньше числа элементов И,а число входов элементов ИЛИ на единицу больше порядкового номера элемента ИЛИ, выход каждого следующего элемента И подключен к входу элемента ИЛИ, номер которого соответствует номеру самого элемента И, а выходы элементов ИЛИ соединены с входами соответствующих блоков управления ключей. 3 12889 где Р - удельная поверхностная мош.и.иность, выделяемая индукционным нагревателем в средней части загрузки;Р - удельная поверхностная мощность, выделяемая индукционным нагревателем в торцовой части заготовки;Р - удельная поверхностная мощ 3 тность тепловых потерь торцовой частью заготовки;.Р - удельная поверхностная мощАоьность, выделяемая резистивным электронагревателем вторцовой части заготовки, 15Конденсаторный блок переменной емкости представляет собой набор блоков конденсаторов, причем последовательно с каждым из этих конденсаторов включены ключи. В качестве ключей использованы тиристорные ключи, собранные по .бивентильной схеме. Процесс коммутации тиристоров осуществляется в функции управляющего сигнала, поступающего с выхода блока 7 обработки информации. Вместо тиристорных ключей могут быть использованы контакторы.Блок 7 обработки информации работает следующим образом.В зависимости от сочетания сигна 30 лов с задатчиков 8 и 9, т.е. от заданной температуры и материала, срабатывает один из элементов И 14 и элемент ИЛИ 15 и подает сигнал на блок 13 управления ключа 12, который подключает необходимый блок конден саторов 11.Использование предложенного устройства обеспечивает достижение более равномерного нагрева как в установившемся режиме, так и в режиме термо статирования. Равномерность нагрева повьппается в среднем на 3-67., Повьппе,ние качества нагрева приводит к уве,личению срока службы деформирующего. 45 4оборудования (снижается, например, износ валков прокатных станов, матриц и пуансонов прессов). Использование устройства увеличивает, кроме того, величину термического КПД на 5 - 9 Г. Формула изобретения1288945 Составитель О.ТурпО.Юрковецкая Техред И.Попович орректор И.Муска Реда Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,каз 7825/60 Тира ВНИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, Жж 823 Подлис нного комитета СССР еннй и открытий 35, Раушская наб., д.