Устройство для регулирования режима нагрева в индукционной установке

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) (11) 51) В 6 О ИЗОБРЕТЕНИ ПИС ВИДЕТЕВЬСТВ Н АВТО о инс ти томатиок, Сп24 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(56) Электрооборудование и ака электротермических устаноночник. М.: Энергия, 1978, с215.Авторское снидетельство ССУ 396394, кл. Н 05 В 1/02,Йэобретение относится к электротермии и может быть использовано в областях техники, где применяется индукционный нагрев.Цель изобретения - понышение точности регулирования.На фиг, изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 блок команд.Устройство содержит индуктор 1, подключенный к источнику питания через датчик 2 тока и блок 3 счета электроэнергии, выход которого соединен с первым входом блока 4 сравнения. Устройстно также снабжено датчиком 5 температуры изделия, датчиком 6 температуры индикатора и блоком команд 7. Для дозирования энергии предназначены преобразователь 8 напряжения - частота, счетчик 9, блок 10 умножения, квадратор 1, масштабирующий преобразователь 12, аналого-циф(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РРЕЖИМА НАГРЕВА В, ИНДУНОВКЕ(57) Изобретение относится к электртехнике, Цель изобретения - повышение точности регулирования. Применение датчика 6 температуры индуктораи датчика 2 тока индуктора, блокаумножения позволяет учесть потери виндукторе 1 и соответственно откорректировать заданное значение дозыэнергии, Наличие датчика 5 температуры изделия и сумматора корректируетдозу энергии н зависимости от начальной температуры, 2 ил,роной преобразователь (АЦП) 13, сумматор 14 и задатчик 15 дозы энергии.В блоке 7 команд прямой выход КЯ-триггера 16 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 17 и И 18, инверсный выход через элемент НЕ 19 с первым входом элемента И 20, второй вход которого соединен с входом элемента И-НЕ 17. Я-вход КЯ-триггера 16 связан через контакты кнопки с плюсом источника постоянного напряжения и внешним управляющим контактом, К-вход - с выходом элемента И 18. Выход элемента И 20 соединен со вторым управляющим входом аналогоцифрового преобразователя 13, второй выход которого связан со вторым входом элемента И-НЕ 17, с блоком 21 задержки и через элемент НЕ 22 с первым входом элемента И 23, второй нход которого соединен с выходом блока 21 задержки. Первые входы эле 3 149777ментов И 24 и 25 соединены с выходомблока 21 задержки, вторые входы - свыходом блока 4 сравнения. Выходэлемента И 25 соединен с вторым вхо 5дом элемента И 18, выход элементаИ 24 - с входом блока 26 отключения,выход которого является одним иэ выходов устройства, вторым выходомустройства является выход блока 27включения, вход которого соединен свыходом блока 21 задержки. Выходэлемента И 23 связан с входом предустацова счетчика 9 импульсов. Управляющие входы блока 3 счета электроэнергии и аналого-цифрового преобразователя 13 связаны с инверсным выходом КЯ-триггера 16Устройство работает следующимобразом. 20По сигналу на включение нагрева,формируемому в блоке 7 команд вручную или от внешнего контакта, науправляющий вход аналого-цифровогопреобразователя 13 блока задания величины дозирования энергии поступаетсигнал, разрешающий его работу, Попреобразованию аналогового сигнала,поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя 13 с выхода сумматора 14, в цифровой код в блок 7 команд поступает сигнал, по которомублок 7 команд вырабатывает командуца запись в счетчик 9 импульсов предварительной информации, соответствующей количеству полезной энергии,необходимой для нагрева изделия отначальной до заданной температуры, которая поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя,и через выдерж ку времени, необходимого для записичисла в счетчик 9 импульсов, командуна включение нагрева на внешнее коммутирующее устройство источника питания, Блок 3 счета электроэнергии (при 45протекании тока в цепи индуктора)осуществляет регистрацию потребляемойэлектроэнергии, при этом информацияна выходе имеет цифровой код. Одновременно в счетчик 9 импульсов поступают с преобразователя 8 напряжениечастота импульсы, соответствующиеэнергии потерь в индукторе, так какв блоке 10 умножения сигнал, пропорциональный температуре индуктора, аследовательно, и его сопротивлениеумножается на сигнал, пропорциональный квадрату тока индуктора, где оцисуммируются с предварительно записанО4цой инФормацией, В блоке 4 сравненияпроисходит сравнение состояний блока3 счета электроэнергии и с;четчика 9импульсов блока задания величины дозировация энергии и при равенствесостояний последних вырабатываетсясигнал, поступающий в блок 7 команд,формирующий сигнал ца внешнее коммутирующее устройство на отключение индуктора от источника питания и сигналы на приведение устройства в исходное состояние ( обнуление" информациина выходе блока 3 счета электроэнергии и на выходе аналого-цифровогопреобразователя 13), Устройство сноваготово к работе,Задание величины полезной энергии,цеобходимоц для нагрева иэделия отна альцой до заданной температуры,происходит следующим образом. Сигнал от датчика 5 температуры иэделияпоступает в сумматор 14, где оналгебрацчески суммируется с сигналомот задатчика 15 дозы полезной энергии, который задает количество полезной энергии, необходимой для нагрева изделия от базовой до заданнойтемпературы, Величина аналоговогосигнала с задатчика 15 полезной энергии зависит только от конечной температуры нагрева изделия. Таким образом, на выходе сумматора 14 формируется аналоговый сигнал, пропорциональный необходимому количествуэнергци для нагрева изделия от начальцой до заданной температуры. Далеесигнал с сумматора 14 поступает ваналого-цифровой преобразователь 13,где оц по приходу разрешающей коман-.ды преобразуется в цифровой код, после чего (также по приходу разрешающей команды) происходит запись этойинформации в счетчик 9 импульсов,Изменение начальной температуры изделия автоматически приводит к чзменению величины сигнала с датчика 5 температуры изделия, что соответственноприводит к изменению сИгнала на выходе сумматора 14 и цифрового кода навыходе аналого-цифрового преобразователя 13, т.е. к изменению предварительной информации, записываемойв счетчик 9 импульсов, перед подачейнапряжения на индуктор. Таким образом, происходит учет изменения величи"ны дозирования энергии при сниженииили увеличении начальной температурыизделия.Электрические импульсы, пропорциональный энергии потерь в индукторе,поступающие на счетный вход счетчика9 импульсов, формируются следующим5образом, Сигнал с датчика 2 тока, пропорциональный току индуктора, поступает н квадрдтср 11, с выхода которого сигнал, пропорциональный квадратусигнала на входе, подается на первыйвход блока 10 умножения, на второйвход которого поступает сигнал с масштабирующего преобразователя 12, связанного с входом с выходом датчика6 температуры индуктора. С выходаблока 1 О умножения сигнал, пропорциональный мощности потерь, поступаетн преобразователь 8 напряжение - частота. Таким образом, на выходе преобразователя 8 напряжение - частота 20формируются импульсы, количестно которых пропорционально энергии потерьн индукторе, 11 ри изменении температуры индуктора, что ведет к изменениюего активного сопротивления, меняется 25сигнал с датчика 6 температуры индуктора, что приводит к изменению выходного сигнала с масштабирующего преобразователя 12 и с блока умножения10, что приводит к изменению частоты 30следования импульсов на выходе преобразователя 8 напряжение - частотаТаким образом осуществляется автоматический учет изменения сопротивленияиндуктора вследствие изменения еготемпературы, что ведет к более точному определению энергии потерь в индукторе,Команды н блоке 7 команд формируются следующим образом. При подачена Б в вх КБ-триггера 16 импульсаположительной полярности от источника постоянного напряжения через контакты кнопки БВ или от внешнего контакта на прямом выходе КЯ-триггера 45появляется сигнал, который через элемент И-НГ 17 и И 20 поступает в аналого-цифровой преобразователь 13 идает разрешение на его работу, Элемент 11 20 исключает ложную команду на 50разрешение работы аналого-цифровогопреобразователя 13 при отсутствии команды на включение устройства на Бвходе КБ-триггера 16. По преобразованию аналогового сигнала н цифровой 55с аналого-цифрового пре образователя13 поступает сигнал нд элемент И-НЕ17, который изменяет его состояниена выходе на противоположное и тем самым снимает сигнал на выходе элемента И 20, т.е, запрещает дальнейшую работу, Одновременно этот жесигнал с аналого-циФрового преобразователя 1.3 поступает на элемент И 23и н блок 21 задержки. Появившийсяна выходе элемента И 23 сигнал поступает н счетчик 9 импульсов идает команду на запись н него предварительной информации. Через выдержку времени, необходимую для записичисла в счетчик 9 импульсон, на выходе блока 2 задержки появляется сигнал, поступающий через элемент НЕ 22на вход эпемента И 23, тем самымпрекращая запись н счетчик 9 импульсон предварительной информации и подготавливая его к работе. Одновременнос игнал с блока 21 задержки поступаети блок 27 включения, дающий командуна коммутирующее устройство источника питания на включение нагрева. Припоступлении сигнала с блока 4 сравнения об окончании нагрева через элемент И 24 н блок 26 отключения, последний вырабатывает сигнал на внешеекоммутирующее устройство источникапитания на ныключение нагрева. Одновременно этот же сигнал с блока 4сравнения через элементы И 25 и И 18поступает на К-нход КЯ-триггера 16,тем самым возвращая его в исходноесостояние, Сигндл, снимаемый с инверсного выхода КЯ-триггера 16, поступаети аналого-циФровой преобразователь13 и блок 3 счета электроэнергии, приводя их в исходное положение. Элементы И 24, И 18 и И 25 используются для исключения ложных команд.Использование предлагаемого устройства повышает точность регулированиятемпературы нагрева, в результате чего достигается значительная экономияэлектроэнергии,Формула и э о б р е т е н и яУстройство для регулирования режима нагрева в индукционной установке, содержащее блок счета электроэнергии, потребляемой индуктором установки, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, связанного выходом с первым входом блока команд, задат шк дозы энергии идатчик температуры изделия, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности ре 1 улирования, в1497770 устройство введены датчики температуры и тока индуктора, масштабирующийпреобразователь, блок умножения,кнадратор, преобразователь напряжение - частота, счетчик, аналого-цифровой преобразователь и сумматор, выход датчика температуры индуктора через масштабирующий преобразовательподключен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединенс выходом датчика тока индуктора через квадратор, а выход через преобразователь напряжение - частота со счетным входом счетчика, выход которого 15подключен к второму входу блокасравнения, управляющий вход - к первому выходу блока команд, а вход предустанова счетчика соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, второй выход которогосоединен с вторым входом блока команд, управляющие входы - с вторым итретьим выходами блока команд, авход - с выходом сумматора, к входамкоторого подключены выходы задатчикадозы энергии и датчика температурыиэделия, причем четвертый выход блока команд связан с управляющимвходом блока счета электроэнергии, апятый и шестой предназначены дляподключения к управляющим входам коммутирующего устройства источника питания..Ч 75 одписно при ГКНТ ССС тия 4/5 роизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, у . рл. Гага ина 10 Заказ 5947 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, изобретениям и от5, Раушская наб.,