Способ управления режимом нагреваферромагнитных изделий b индукцион-ной установке

Союз СоветскниСоцмапмсткческккРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ843316 т. свид лнитель. И. Кондаков сковский ордена Лени(71) Заявите ергетическии институт РАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ НАГРЕВА Х ИЗДЕЛИЛ В ИНДУКЦИОННОИ УСТАНОВКЕ 54) СПОСОБ ЕРРОМАГНИ ротехнике, ким режичто в ют оттока этого зн те Изобретение относится к электа именно к управлению электричесмом индукционных установок.Известны способы управления режимом нагрева в индукционных установках путем контроля электрических и тепловых параметров и регулирования их значенияизменением напряжения или тока. Регулирование по температуре нагреваемого тела обеспечивается с помощью пирометрических приборов и термопар 1.Однако пирометры и контактные термометры измеряют температуру поверхности нагреваемого тела, термопары хотя и позволяют измерять температуру по сечению нагреваемого тела, однако в промышленных условиях этот метод измерения непригоден.Известны также способы автоматическо го регулирования режима нагрева индукционных установок изменением величины емкости компенсирующей батареи.Однако применение данных способовачительно усложняет конструкцию и сисму управления режимом нагрева.20Известен способ управления режимом нагрева ферромагнитных изделий в индукционной установке, при котором подают питание на индуктор, измеряют электрические параметры индуктора выделяют сигнал управления, сравнивают его с заданным и по сигналу рассогласования изменяют подводимое к индуктору напряжение до устранения этого рассогласования, В качестве сигнала управления используют ток индуктора, напряжение на индукторе, частоту тока питающего индуктор и другие параметры 12.Недостатком этих способов, особенно при нагреве ферромагнитных изделий, является недостаточная точность регулирования режима нагрева, так как при этом искажается форма кривой тока и он становится не синусоидальным.Цель изобретения - повышение точности регулирования режима нагрева.Указанная цель достигается тем, качестве сигнала управления использу ношение амплитуд высших гармоник индуктора к действующему значению тока.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 - зависимости отношения высших гармоник тока индуктора А к величине действующего значения этого тока А 1 от84331 10 точки магнитных превращений, при этом значение удельной поверхностной мощности постоянно, а зависимости (фиг. 3) - постоянному значению температуры нагреваемого извождается ростом удельного электрическогосопротивления, а следовательно, ведет к уве личению полного сопротивления и его составляющих системы индуктор-металл. Увеличение сопротивления при постоянном значении удельной поверхностной мощности приводит к уменьшению магнитного потока и как результат этого уменьшаются искажения кривой тока индуктора, Следовательно, величины высших гармонических дают ин 45 50 температуры изделия; на фиг. 3 - зависимость отношения высших гармоник к величине действующего значения тока от удельной поверхностной мощности.Кривые а и г соответствуют относительному значению третьей гармоники; б и д -пятой гармоники; в и е - седьмой гармоники Амплитуды более высоких гармоник малы и более трудно фиксируются. Четные гармоники в кривой тока отсутствуют.Зависимости (фиг. 2) сответствуют изменению температуры от 20 до 600 С, т.е. до дел ия.В качестве нагреваемого изделия применяются полые и сплошные цилиндры из ферромагнитных сталей диаметров 80 - 320 мм, диаметр индуктора 360 мм. Измерение температуры по сечению нагреваемого изделия проводится с помощью термопар хромель-капель,Способ основан на нелинейной зависимости магнитного потока от тока индуктора, что ведет к искажению формы тока и появлению в нем высших гармонических. Изменение величины удельной поверхностной мощности приводит к изменению магнитного потока, замыкающегося через нагреваемов изделие, а следовательно, изменяется величина искажения тока индуктора. При постоянном значении температуры величины высших гармонических тока дают информацию о изменении удельной поверхностной мощности.Увеличение теспературы изделия сопроформацию о изменении средней температуры изделия, поэтому задав определенное соотношение высших гармонических к действующему значению тока индуктора, мы можем, контролировать выше приведенные параметры (удельную поверхностную мощность и температуру изделия).Устройство для реализации состоит из индуктора 1, коммутирующего устройства 2, датчика 3 тока, избирательных фильтров 4, источника 5 нормированных напряжений, узла 6 сравнения и блока 7 управления коммутирующим устройством. 15 20 25 30 6. 4Устройство работает следующим образом При подаче напряжения на индукторпутем замыкания коммутирующего устройства 2 в цепи индуктора протекает ток, форма которогО при наличии ферромагнитной загрузки искажена. Величина искажения тока пропорциональная магнитному потоку, замыкающемуся через нагреваемое изделие. С датчика 3 тока сигнал, пропорциональный току индуктора 1, подается на избирательные фильтры 4, настроенные на К-тую гармонику или спектр гармоник, амплитуды которых наиболее сильно зависят от изменения температуры и удельной поверхностной мощности. Далее сигнал через избирательные фильтры 4 подается на узел б сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с источника 5 нормированных напряжений, состоящий из и-ступеней опорного напряжения. Каждая из В-ступеней соответствует определенному диапазону измерения тока в цепи индуктора 1 согласно кривой намагничивания для нагреваемого материала, Узел 6 сравнения вырабатывает сигнал, соответствующий определенному режиму нагрева, который подается на блок 7 коммутирующего устройства.Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить среднее значение температуры по сечению нагреваемого ферромагнитного изделия и контролировать величину удельной поверхностной мощности, что позволяет повысить точность регулирования режима нагрева изделия.Формула изобретенияСпособ управления режимом нагреваферромагнитных изделий в индукционнойустановке, при котором подают питание наиндуктор, измеряют электрические параметры индуктора, выделяют сигнал управления,сравнивают его с заданным и по сигналурассогласования изменяют подводимое к индуктору напряжение до устранения этогорассогласования, отличающийся тем, что,с целью повышения точности регулированиярежима нагрева, в качестве сигнала управления используют отношение амплитуд высших гармоник тока индуктора к действующему значению этого тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Свенчанский А. Д., Гуттерман К. Д.Автоматическое регулирование электрических печей. М., Энергия, 1965, с. 11 - 117,272 в 2.2. Электрооборудование и автоматикаэлектротермических установок. М., Энергия,978, с. 201 - 216.843316 ОХ аФ 01 иг Составит ехред А. Б ираж 889 рственного обретений - 35, Рауг. Уж го мчи едактор 1 О,Ковачаказ 5179/86ВНИИПИпо13035, Мфилиал ППП Госуда елам и сква, Ж Патент ель О. Турпакойкас Корректор МПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род ул Проектная 4