Индукционная нагревательная методическая установка

Индукционная нагревательная методическая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротермии и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 815975. Цель изобретения состоит в повьппении точности поддержания температуры путем устранения влияния окалины. Устройство дополнительно снабжено квадратором 14,двумя дифференцирукядими усилителями (ДУ) 16 и 22, тремя масштабирунщими элементами (МЭ) 15, 19 и 20, блоком 21 (Л Го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 05 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (61) 815975 (2 1) 3838023/24-07 (22) 08.01.85 (46) 07.,10.86. Бюл. У 37 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им.В.П.Вологдина (72) О.В.Борисов, К.M.Màõìóäoâ и И.Я.Школьник (53) 621.365.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 815975, кл. Н 05 В 6/06.

„В0„, 1262747 A 2 (54) ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ

МЕТОДИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротермии и является усовершенствованием изобретения по авт ° св.

Р 815975. Цель изобретения состоит в повышении точности поддержания температуры путем устранения влияния окалины. Устройство дополнительно снабжено квадратором 14,двумя дифференцирующими усйлителями (ДУ) 16 и 22, тремя масштабирующими элементами (ИЭ) 15, 19 и 20, блоком 21

1262747

Sñ(m 1); .8а(; 1); сравнения, схемой 23 задержки, блоком 18 задания потерь и дополнитепьным сумматором l7. Сигнал от датчика

4 тока поступает на вход квадратора

14., сигнал с выхода которого, пронорциональный квадрату тока индуктора, поступает на входы первого МЭ 15 и ДУ 16, выходы которого подключены к прямым входам дополнительного сумматора 17, к инверсному входу которого подсоединен блок 18 задания потерь. Сигнал с ДУ 16 на сумматор 17 поступает через второй МЭ 19. Сигнал

Изобретение относится к электро термии и может быть использовано в машиностроительной, металлургическкой и автомобильной промышленности, где применяется индукционный нагрев заготовок перед их кузнечной обработкой.

Цель изобретения - повьппение точности поддержания температуры путем устра нения влияния окалины.

На чертеже изображена блок-схема установки.

В индукторе 1 находятся нагреваемые заготовки 2. K силовым выходам источника 3 питания подключены последовательно датчик 4 тока и индуктор.

Выход датчика тока и аналоговый выход датчика 5 температуры подключены к входам дозатора 6 энергии, со- рц держащего блоки нелинейности по температуре 7 и по току 8, сумматор 9, блок 10 выбора режимов и блок 11 задания времени. Выход сумматора 9 соединен с управляющим входом источника 25

3 питания, а выход блока 10 выбора режимов и блока 11 задания времени подключен к трехвходовому логическому блоку И 12, третий вход которого соединен с дискретным выходом датчи- Зо ка температуры, а выход подключен к механизму 13 перемещения заготовок.

Сигнал от датчика 4 тока поступает также на вход квадратора 14, сигнал с выхода которого, пропорциональный квадрату тока индуктора, поступает иа входы первого масштабирукщего с выхода сумматора 17 через третий

МЭ 20 поступает на блок 21 сравнения. Аналоговый сигнал от датчика температуры через ДУ 22 поступает на второй вход блока 21 сравнения, выход которого подключен к блоку 10 выбора режимов через схему 23 задержки. Предлагаемая установка обеспечивает качественный нагрев металла во всех режимах работы и исключает погрешность измерения температуры, связанную с окалинообразованием.

1 ил. элемента 15 и дифференцирующего уси- лителя t6, выходы которых кодключены к прямым входам дополнительного сумматора 17, к инверсному входу которого подсоединен блок 18 задания потерь. Причем сигнал с дифференцирующего усилителя 16 на сумматор 17 поступает через второй масштабирующий элемент 19. Сигнал с выхода сумматора 17 через третий масштабирующий элемент 20 поступает на вход блока

21 сравнения.

Аналоговый сигнал от датчика 5 температуры через дифференцирующий усилитель 22 поступает на второй вход схемы 2 1 сравнения, выход которой подключен к блоку 10 выбора режимов через схему 23 задержки.

Температура поверхности выходной заготовки может быть определена следующим образом:

2Р R r at Л.

Т = — - — (--"- + $ (ш 1) (1-е о)1— с

-Цт, (--- 4 S (со, 1) (1-e )) (1) 2 где Т„ < " "температура поверхности, .

С3

P, — удельная мощность, Вт/м ;

q — удельная мощность потерь, Вт/м R — радиус заготовки, м; а; h — температуро- и теплопроводность материала заготовки, м" /с н Вт/(м град.);

1262747 ( о э о

- коэффициенты аппроксимации

Б-функции;

d Т 2a(P -g) 2P R 8 (ш 1) -t/L. 2о К Я (1) - /y

Л .

Ф чина постоянная, и поэтому действием

10 последнего слагаемого в выражении (2) можно пренебречь. Тогда

d Т 2а 2R S,(mü,1)

А

)Rà

2а

P — Я

Лк о

2 /л е

25 (К,+k е ) I„ -q (3)

-t/а, 15

ЙТ..д dU

При — — — — " > 0

d t d где U „- сигнал датчика температуры, следует, что на поверхности материала заготовки появилась окалина и .регулирование по температуре может привести к значительному перегреву заготовки.

Установка работает следующим образом. 55

Установка имеет два режима рабо-. ты: нагрев и термостатироваиие. Причем, в каждом иэ этих режимов имеетС достаточной степенью точности можно считать, что удельные потери

q в индукторе с футеровкой — вели1

Известно также что P = — — I r

У о 2 h o где r — - сопоставление единичного квадрата, I — ток индуктора.

В методических нагревателях r также величина постоянная.

Следовательно, 1 где,k, k, g — коэффициенты, неизменные для данного типа заготовок и конструкции индуктора.

Указанная связь датчик тока 4— квадратор 14 - масштабирующий элемент, дифференцирующий усилитель 16масштабирующий элемент 19, блок 18 задания потерь - сумматор 17 — масштабирующий элемент 20 реализует выражение (3).

Сравнивая сигнал, полученный по выражению (3), с продифференцированным сигналом от датчика температур, можно сделать вывод о правильности показаний датчика температуры. — текущее время, с.

Продифференцировав это выражение, получим ся возможность отключения обратной связи по температуре. Выбор режима осуществляется на входе блока 10 выбора режимов оператором установки или по сигналам, поступающим с куз-. нечного оборудования, а отключение или подключение обратной связи по температуре происходит автоматически по сигналам, поступающим от схемы

21 сравнения через схему 23 задержки, I

При отсутствии окалины, т.е. ког да сигнал по тракту l(4-14-15, 16-19, 18-17, 20-21) не больше, чем сигнал по тракту П (5-22-21), установка работает так же, как известная установка. При появлении окалины, т.е. когда сигнал по тракту l превышает сигнал по тракту ll, на вы- . ходе схемы 2 1 сравнения появляется логический сигнал. Если окалина носит локальный характер и через время, меньшее времени задержки, установленного на схеме 23 задержки, сигнал от тракта le сравнивается с сигналом по тракту 1, то установка работает так же, как было описано.

Если же окалина обширна, то сигнал от схемы 21 сравнения через схему

23 задержки поступает на блок 10 выбора режимов работы. При этом осуществляется нагрев с постоянным тем пом выдачи и напряжением на индукторе, а при термостатировании включается цикличный нагрев (пауза — нагрев) по установленной в блоке 10 выбора режимов программе. Кроме того, поступает информационный сигнал (зву.ковой, световой) оператору, предупреждающий о наличии окалины на заготовке.

Для функционирования установки необходшмо установить коэффициенты

1262747

Составитель О.Турпак

Редактор А.Сабо Техред В.Кадар Корректор A..Òÿñêî

Заказ 5447/59 Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

К1 (масштабирующий элемент 15), К2 .(масштабирующий элемент 16) и Q (блок 13 задания потерь). Производят пробный нагрев в условиях без окалио ны (быстрый нагрев до 1000 С)..Если производить нагрев при постоянной величине тока I, = const до

800-900 С то можно пренебречь потеФ

10 рями и действиями тракта 16-19, при этом коэффициент К1 масштабирующего элемента 15 устанавливают, приравнивая сигнал на выходе маештабирующего элемента 20 и дифференцирующего уси15 лителя 22 (коэффициент элемента 20 выставляется с большой степенью точности, он учитывает коэффициенты передачи датчика тока, квадратора,датчика температуры). Выставив коэффи20 циент К1, повышают температуру до

950-1000 С при T.„ = const и, производя то же сравнение, устанавливают

I коэффициент Q блока задания потерь.

В дальнейшем изменив скачком ток

25 индуктора, устанавливают коэффициент К2.

Предлагаемая установка обеспечивает качественный нагрев металла во всех режимах работы и исключает.погрешность измерения температуры, связанную с оКалинообразованием. Это приводит к исключению перегрева металла при окалинообразовании и к исключению расплавления металла в индукторе и выхода установки нз строя °

Формула изобретения, Индукционная нагревательная методическая установка по авт.св.

11- 815975, отличаю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры путем устранения влияния окалины, установка дополнительно снабжена квадратором, двумя дифференцирующими усилителями, тремя масштабирующими элементами, блоком сравнения, блоком задержки, блоком задания потерь и дополнительным сумматором, выход датчика тока индуктора подключен к входу квадратора, выход которого через первый масштабирующий элемент соединен с первым прямым входом дополнительного сумматора, а через последовательно включенные первый дифференцирующий усилитель и второй масштабирующий элемент — с вторым его прямым входом, к его инверсному входу подключен выход блока задания потерь, а к выходу через третий масштабирующий элемент — первый вход блока сравнения, связанного вторым входом через второй дифференцирукщий элемент с выходом датчика температуры и выходом через блок задержки.с входомблока выбора режима.