Электротермическая установка
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 848945
Автор: Стоякин
Текст
Союз Советских Социалистических республик(51)М, Кл,з Р 27 О 19/00Н 05 В б/060 05 0 23/19 Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий71) Заявитель инградский ордена Ленина полите институт им. И.И. Калинина(5 КТРОТЕРМИЧЕС СТАНОВКА 30 Изобретение относится к электро- технологии и может быть использовано при проведении процессов нагрева в электротермических установках.Известны электротермические уста-. новки, содержащие электрически связанные между собой нагреватель, источник питания, регулятор и устройство сравнения, у которого первый вход подключен к выходу задатчика режима, а второй вход подключен илн к выходу датчика мощности (напряжения, тока) нагревателя, или к выходу датчика температуры нагреваемогоизделия 1. 1Однако установки, регулируемые сигналом от датчика мощности, не позволяют управлять непосредственно режимами нагрева и не обеспечивают повторяемости температуры нагрева, 20 так как контур обратной связи охватывает часть системы и, следовательно ослабляет влияние только тех возмущающих факторов, которые действуют внутри контура источника питания.нагревателя, Поэтому применение таких установок ограничивается режимами нагрева, близкими к квазистационным. Установки,. регулируемые сигналом от датчика температуры изделия, также используют в квазнстационарных режимах нагрева, так как при широком диапазоне регулируемых температур, с целью обеспечения требуемого качества процесса регулирования, не- обходимо применять достаточно сложные регуляторы, у которых параметры динамической настройки автоматически перестраиваются в зависимости от текущих переменных параметров нагреваемого иэделия.Наиболее близкой к предлагаемой является электротермическая установка, содержащая нагреватель, например, индуктор, подключенный к выходу источника питания, управляющий вход которого соединен с выходом исполнительного блока, подключенного входом к выходу блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика режима, а второй связан с датчиками мощности и температуры 2)Однако в случае регулирования нагрева в широком диапазоне темпе" ратур в такой установке применяют достаточно сложные регуляторы, имеющие зависимые от текущих значений регулируемых температур параметры динамической настройки, При недостаточной информации о состоянии нагреПоставленная цель достигается тем, 10что датчик мощности, выполнен с дву-,мя включенными встречно-последовательно друг относительно друга выходами, один из которых соединенвстречно-последовательно с. выходомдатчика температуры и регулируемым 5делителем, например, реохордом, аукаэанная связь блока сравнения сдатчиками мощности и температурыосуществлена с выхода делителя ивторого выхода датчика мощности. 20Кроме того, с целью автоматической коррекции динамической настройки системы, выход задатчика режиманагрева соединен с выходом регулируемого делителя через блок регулирования.На чертеже изображена структурная схема установки (вариант индукционного нагрева),Установка содержит высокочастотный (ламповый генератор, тиристорныйили электромашинный преобразовательчастоты тока) источник 1 питания,нагреватель-индуктор 2, нагреваемоеизделие 3, пирометр 4, датчйк 5.мощностинагревателя с двумя включенными встречно-последовательновыходами, реохорд б с блоком 7 регулирования, задатчик 8 режима наг. рева, блок 9 сравнения и исполнительный блок 10,Установка работает следующим образом,.Сигнал с выхода А датчика 5мощности образует сигнал основнойобратной связи, из которого вычитается перестраиваемый реохорд 6сигнал дополнительной обратнойсвязи, пропорциональный разностисигналов с выхода А 2 датчика 5 мощности и с выхода пирометра 4. Приэтом результирующий сигнал обратнойсвязи вводимый в контур регулирования через вход В блока 9 сравнения,пропорционален мощности нагревателяи скорректирован на величину, пропорциональную разности мощностинагпевателя и температуры нагреваемого изделия. На вход В 2 блока 9сравнения поступает сигнал эадатчика8 режима нагрева. Разностный сигнал с выхода блока 9 сравнения ФОпоступает последовательно на исполнительный блок 10 и высокочастотный,источник 1 питания, который изме,ряет мощность индуктора 2 и темпера-турный режим нагрева иэделия Э, 65 Р 8) О ОЯ 5+1)(7, 5+1)1 4 р где Ко - коэФФициент передачи,и т 2 - постоянные времени. Перепишем выражение (1) с учетвм%),ения дл сигнала Ч)(й) показ описывает переходну некоторого условног корректирующего зве ка с введением прои=ф 0 Ч (й)Ка Кю введения проиэводно инерционности нагре ывает,хара о инер а вто водно что оно ктеристику ционного рого порядй. При коэффициент ависит от о объекта,.е.неемо ваемого объекта настройка параметров в таких регуляторах представляет определенные трудности и не обеспечивает требуемого качества процесса регулирования.Цель изобретения - упрощение динамической настройки системы и улучшение качества процесса регулирования в широком диапазоне температур. Кроме того, сигналом задатчика 8 режима нагрева осуществляют автоматическую коррекцию динамической настройки системы, воздействуя им на выходной сигнал реохорда б через блок 7 регулирования.В предлагаемой установке регулирующий сигнал пропорционален мощности нагревателя и скорректирован на величину, пропорциональную разности мощности нагревателя и температуры нагреваемого объекта, Рассмотрим действие корректирующего сигнала. Для этого определим сигнал с выхода реохорда Ч(8) при изменении скачком величины мощности нагревате- ля Рн(8). Имеем М 8)=кд + -1)(ОЮ 1) где Ка - коэффициент деления реохорда, перестраиваемый в пределах от 0 до 1; К и К - коэффициенты передачи,соответственно, датчика мощности и датчика температуры(для упрощения пренебрегаеминерционностью датчиковпо сравнению с термическойинерционностью нагреваемогообъекта);И (8) " передаточная функция нагреваемого объектаПричем, что где принято Кр= КоК = К 1 Применяя к выражению (3) обрапреобразование Лапласа, получим 1 2 Анализ полученного выра зависит от коэффициента Кд, который Можно перестраивать в шйроких пределах. При 1 асигнал Ч асимптотически приближается к нулю. Характер изменения корректирующего сигнала Ч,(1) в течение переходного процесса регулирования полностью определяется инерционностью нагреваемого объекта, Таким образом, предлагаемая корректировка придает системе в целом новые динамические свойства.Настройка системы на заданный переходный процесс регулирования нагрева осуществляется только изменением величины корректирующего сиг" нала посредством перестройки положения движка реохорда. При этом действие корректирующего сигнала подобно действию некоторого условного инерционного корректирукаего звена с введением производной, причем 20 коэффициент введения производной не зависит от инерционности нагре" ваемого объекта, а зависит только от коэффициента деления реохорда, Так как характер изменения корректирую щего сигнала в течение переходного. процесса регулирования полностью определяется инерционностью нагреваемого объекта, то становится возможным получить переходную характеристи" Зр ку системы, соответствующую оптималькому переходному процессу регулиро-. вания нагрева - отсутствие (или достаточно малое) перерегулирования при минимально возможном времени инерционного запаздывания. ОптимальНая настройка системы частично инвариантна к переменным параметрам иагреваемого объекта и обеспечивает высокое качество процесса регулирования в широком диапазоне темпера тур. Переходные характеристики системы, соответствующие или регулирова .нию по мощности нагревателя, или регулированию по температуре нагреваемого объекта могут быть получены перемещениемдвижка реохорда в крайние положения (соответственно левоеи правое на схеме) .Предлагаемое устройство упрощаетдинамическую настройку и повышаеткачество регулирования температуры.Формула изобретения1. Электротермическая установка, содержащая нагреватель, например,индуктор, подключенный к выходу источ" ника питания, управляющий вход которого соединен с выходом исполнительного блока, подключенного.вхо" дом к выходу блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика режима, а второй связан с датчиками мощности и температуры, о т л и ч а ю щ.а я с я тем, что, с целью упрощения динамической настройки режима нагрева и улучшения качества процесса регулирования температуры, датчик мощностивыполнен с двумя включенными встречно-последовательно друг относительно друга выходами, один Иэ которых соединен встречйо-последовательно с выходом датчика температуры и регулируемым делителем, например, реохордом, а указанная связь блока сравнения с датчиками мощности и температуры осуществлена с. выхода делителя и второго выхода датчика мощности.2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что выход задатчика режима подключен к выходу регулируемого делителя через блок регулирования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Страшун А.З. и Чернухин В.И. Программные регуляторы технологических процессов. Л., фЭнергия,1973, с. 126-132. 2, Авторское свидетельство СССР555958, кл. В 21) 1/Об, 1975.848945 Состаиитель техред л,л Турпак Корректор С. Щомак ктор В, Ереме Заказ 6070 ППП фПатент Фил Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 658 ВНИИПИ Государстиенного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раужс
СмотретьЗаявка
2697583, 18.12.1978
ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХ-НИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. M. И. КАЛИНИНА
СТОЯКИН АНАТОЛИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: F27D 19/00
Метки: электротермическая
Опубликовано: 23.07.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-848945-ehlektrotermicheskaya-ustanovka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электротермическая установка</a>
Предыдущий патент: Дуговая трехфазная электропечь
Следующий патент: Способ регулирования режима работыконденсатора
Случайный патент: Гайка гидростатической передачи