Индукционная установка повышенной частоты

3 10015 дача мощности в каждую нагрузку сни" жает точность регулирования температуры расплава в результате того, что при отключении мощности расплав оспывает, а при включении нагревается и даже при весьма точном поддержании среднего значения температуры максимальные отклонения мгновенных значений достигают значительной величины. Это снижает качество продукции. В 1 о частности при варке оптического стекла ухудшается его качество и снижается стойкость тигля вследствие по" вышенного растворения платины при повышенных значениях температуры. Ди-О намические механические нагрузки, возникающие при коммутации мощности в индукторе, деформируют тигель и также снижают его стойкость.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является индукционная установка повышенной частоты, содержащая статический преобразователь частоты с управляемыми выпрямителем и инвертором, снабженным на выходе компенсирующим конденсатором, параллельно которому включены три последовательно соединенных параллельных колебательных контура снаб 139 женных датчиками температуры, выход первого иэ которых соединен с первым входом первого блока сравнения, подключенного вторым входом к задатчику температуры, а выходом - к первому входу второго блока сравнения, второй ЗЗ вход которого соединен с задатчиком напряжения, а выходчерез блок управления - с управляющим входом выпрямителя, выход датчика температуры третьего контура соединен с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого связан с вторым задатчиком температуры, а выход - с первым входом четвертого блока сравнения, подключенного вторым входом к задатчику напряжения, и регулятор Фазы, связанный через задающий генератор и формирователь импульсов с управляющими входами инвертора 3 3Недостаток этого устройства эа- фб ключается в невозможности плавного и независимого автоматического регулирования мощности в каждой зоне трем/эонного индуктора, так как две зоны индуктора объединены в один колебательный М контур и мощность в двух зонах регулируется одновременно. Это приводит к тому, что при необходимости создания 08 4различных температурных условий вэтих зонах применяется дискретное управление при помощи мощных силовыхкоммутаторов, также ухудшается точность поддержания температуры в однойиз зон индуктора, что снижает качестюво нагрева. Например, при непрерывнойварке стекла в 3-х тигельной платиновой системе температура в первом итретьем тиглях поддерживается с точностью до +1 ОС, а во втором тигле,,включенном последовательно с третьимв один колебательный контур колебаниятемпературы достигают +5 о 6, что приводит к ухудшению качества стеклавследствие повышенного растворенияплатины и снижает стойкость тигля. Цель изобретения - повышение точности раздельного регулирования температуры в контурах.Для достижения указанной цели индукционная установка повышенной частоты, содержащая статический преобразователь частоты с управляемыми выпрямителем и инвертором, снабженным на выходе компенсирующим конденсатором, параллельно которому включены три последовательно соединенных параллельных колебательных контура, снабженных датчиками температуры, выход первого иэ которых соединен с первым входом первого блока сравнения, подключенного вторым входом к задатчику температуры, а выходом - к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком напряжения, а выход через блок управления - с управляющим входом выпрямителя, выход датчика температуры третьего ко тура соединен с первым входом третьего блока сравнения, втоФ рой вход которого связан. со вторым задатчиком температуры, а выход - с первым входом четвертого блока сравнения, подключенного вторым входом к задатчику напряжения, и регулятор Фазы, связанный через задающий генератор и формирователь импульсов с управляющими входами инвертора, снабжена тремя управляемыми линиями задержки и пятым блоком сравнения, связанным одним входом с третьим эадатчиком температуры, вторым входом - с датчиком температуры второго контура, а выходом - с управляющим входом первой линии задержки, включенной между регулятором Фазы, подключенным входом:к второму контуру, и задающимб 10015 генератором, два выхода которого со- единены с входами формирователя непосредственно, а два других - через вторую и третью линии задержки, управляющие входы которых подключены к вы ходу четвертого блока сравнения.На чертеже изображена блок-схема установки.Установка содержит статический преобразователь частоты из управляе в мого выпрямителя 1 и управляемого инвертора 2, три колебательныхконтура 3-5 образованные тремя индукционными катушками 6-8, и тремя конденсаторами 9-11, три датчика температуры 12-14, блок 15 15 управления выпрямителем пять элементов 16-20 сравнения, три задатчика 2 1-23 температуры, два задатчика 24 и 25 напряжения, регулятор 26 фазы, три управляемые линии 27-29 задержки, 20 задающий генератор 30, 4-х канальный формирователь 31 импульсов и компенсирующий конденсатор 32.Установка работает следующим образом,Выпрямитель 1 преобразует переменное входное напряжение сети в постоянное напряжение на выходе, котороеинвертор 2 пре.бразует в переменноевысокочастотное напряжение, выделяющееся на компенсирующем конденсаторе32. Она распределяется между тремярезонансными контурами 3-5, которыеимеют различные резонансные частоты,и опреледеляются величиной емкости35конденсаторов 9-11. Резонансная частота контура 3 выбирается на 5- 101ниже резонансной частоты контура 4,а резонансная частота контура 5 на 40Страивается на третью, пятую илидругую более высокую нечетную гармонику выходного тока инвертора, имеющего прямоугольную форму. Величинанапряжения на конденсаторе 32 и по 45следовательной резонансной цепочкерегулируется выпрямителем 1 с помощью блока 15 управления и задатчика24 напряжения. Распределение напряжений между третьим и четвертым контурами осуществляется изменением час 5 Втоты следования управляющих импульсовинвертора. Причем если один контурвходит в резонанс, то другой выходитиз него, вследствие чего напряжениена одном контуре растет, а на другомпадает. Регулирование напряжения пятого контура осуществляется изменением формы выходного тока инвертора,08 4воздействующего на амплитуду высшей гармоники.Форма выходного тока инвертора зависит от фазового сдвига управляющих импульсов тиристоров анодной группы относительно импульсов катодной группы и определяется управляемыми линия" ми задержки. фазовый сдвиг импульсов, а .соответственно и напряжение на кон" туре 5 задаетсяязадатчиком 25 напряжения. Регулятор фазы задает частотугенерации управляющих импульсов задающего генератора 30, а также их фазу относительно резонанса контура 4. Ли"ния 27 задержки позволяет менять фазусигнала, вырабатываемого регулятором фазы и изменить частоту следованияуправляющих импульсов. Датчики температуры 12-14 вырабатывают сигналы,пропорциональные температурам соответствующих тиглей, которые сравниваются элементами 17-20 сравнения ссигналами задатчиков 21-23 температ.уры.Технологический процесс непрерыв" .ной варки оптического стекла производится круглосуточно в течение 3060 сут,в платиновых тиглях, нагреваемых индукционными катушками. В тигель контура 3 постоянно поступаетшихта и расплавляется в нем. Расплавстекла постоянно перетекает в тигельконтура 4, из него в тигель контура 5,и далее на .выход готовой продукции.В каждом тигле поддерживается стро"го определенная температура изменени.ем мощности, При этом контуры 3 и 4потребляют приблизительно равную мощность, а контур 5 - на порядок меньше.1Первоначальное значение напряжений каждого контура определяется уровнями сигналов, вырабатывающих задатчиками 24 и 25 напряжения, регулятором 26 фазы, а также подбором емкости конденсаторов 9-11. По мере нагрева тиглей на выходе датчиков 12-14 появляются сигналы, пропорциональные температуре расплава стекла. По достижении температуры тигля контура 3 заданной величины, определяемой уставкой задатчика 21 температуры, на выходе элемента 16 сравнения появляется сигнал, который через элемент 17 сравнения воздействует на напряжение управления блока 15 управления выпрямителя, вырабатываемое задатчиком 24 напряженияПри этом напряжение на выходе выпрямителя 1 уменьшается и поддерживается7 10015 на уровне, соответствующем заданной температуре тигля 3-го контура. По достижении температуры тигля 4-го контура заданной величины, определяемой уставкой задатчика 22 ьтемпературы 3 на .выходе элемента 20 сравнения появляется сигнал, величина которого определяет .величину задержки, создаваемую первой управляемой линией 27 задержки, которая уменьшает частоту 1 в импульсов задающего генератора 30При этом контур 4 отдаляется от, резонанса и напряжение на нем падает, а контур 3 приближается к резонансу и напряжение на нем растет, что при" водит к некоторому росту температуры его тигля. С уменьшением напряжения выпрямителя падает температуре тигля контура 4. Это приводит к увеличению частоты задающего генератора 30 и го возрастанию напряжения на контуре 4.Таким образом, распределение мощности между контурами 3 и контуром 4 регулируется изменением величины напряжения выпрямителя и частоты инвео-И тора. По достижении температуры тигля кднтура 5 величины, определяемой уставкой задатчика 22 температуры, на выходе элемента 18 сравнения, появляется сигнал, который увеличивает 3 О напряжение задержки 28 и 29 и саму задержку, В форме тока нагрузки пауза увеличивается, а амплитуда высшей гармоники, на которую настроен контур, уменьшается и поддерживается на заданном уровне.Таким:образом, используя один преобразователь, можно плавно регулироват.ь мощность во всех трех контурах и поддерживать с большой точ- щ ностью температуру расплава стекла на заданном, уровне.В предлагаемой установке с плавным регулированием мощности в каждом контуре высокая стойкость тиглей позво-ляет довести срок непрерывной работы до 2-3 месяцев, а ее производительность повысить в 1,3-1,5 разаРедкие остановки на ремонт, а также высокая точность стабилизации температуры расплава стекла в каждой зоне приводят к снижению в 1,2 раза брака выпускаемой продукции и повышению в 1,3- 1,5 раза йроизводителвности труда.%формула изобретения ЯИндукционная установка повышенной частоты, содержащая статический преоб 08 8разователь частоты с управляемыми выпрямителем и инвертором,снабженным навыходе компенсирующим конденсатором,параллельно которому включены три последовательно соединенных параллельныхколебательных контура, снабженных датчиками температуры, выход первого иэкоторых соединен с первым входом первого блока сравнения, подключенноговторым входом к эадатчику температуры, а выходом - к первому входу второго блока сравнения, второй входкоторого соединен с эадатчиком напряжения, а выход через блок управления - с управляющим входом йыпрямителя, выход датчика температуры третьего контура соединен .с первым входомтретьего блока сравнения, второй входкоторого связан с вторым эадатчикомтемпературы, а выход - с первым входом четвертого блока сравнения, подключенного вторым входом к эадатчикунапряжения, и регулятор фазы, свя.занный через задающий генератор и формирователь импульсов с управляющимивходами инвертора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности раздельного регулированиятемпературы в контурах, установкаснабжена тремя управляемыми линиямизадержки и пятым блоком сравнения,связанным одним входом с третьим эа-,датчиком температуры, вторым входомс датчиком температуры второго конгтура, а выходом - с управляющим входомпервой линии задержки, включенной между регулятором фазы подключенным входом к второму контуру, и .задающимгенератором, два выхода которого соединены с входами формирователя непосредственно, а два других - через.вторую и третью линию задержки, управляющие входы которых подключены квыходу четвертого блока сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйф 813825, кл. Н 05 В 6/06, 1979.2. Тезисы докладовВсесоюзнойнаучно-технической конференции "Применение в технологических процессахмашиностроительного производства полупроводниковых преобразователей частоты", Уфа, 1980,3. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 298528/07,кл. Н 05 8 6/06, 1981.1001508 Составитель О,Турпакедактор Е,Кинив Техред Ж.Кастелевич Корректор М,Шарош Подписно П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ли аказ 1454/76 Тираж 843 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Жного комитета СССРний и открытийРаушская наб д. 4/