Индукционная нагревательная установка

Индукционная нагревательная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение КПД и упрощение индукционной установки для нагрева металла. Установка содержит резонансный инвертор 1 и индуктор 2, датчик 5 мощности, содержащий фазочувствительный мост (ФМ) 8, датчик 6 тока (ДТ) и датчик 7 напряжения, генератор 21 импульсов. Сигнал с ДТ 6, пропорциональный выходному току, подается на одан из входов ФМ 8, а сигнал с датчика 7 - на другой вход ФМ 8. Если сигнал стабилизации выбран выше сигнала с ДТ 6, сигнал с выхода ФМ 8 пропорционален току инвертора и коэф. мощности нагрузочного контура cos ( , При изменении cosqi сигнал ФМ 8 воздействует на генератор 20 импульсов, чтобы поддерживать cos cf на заданном уровне. Для одновременного поддержания мощности индуктора 2 введены канал регулирования с масштабными преобразователями 23 и 26, интеграторы 24 и 27 и перемножающее устройство 25. ФМ 8 использован как составная часть датчика мощности. Регулирование мощности производят число-импульсным методом. Устройство позволяет осуществлять одновременное поддержание заданной мощности и созср , а периодичность процесса регулирования повышает КПД установки. 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5)) 4 Н 05 В 6/06, и l3I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3965619/24-07 (22) 18. 10. 85 (46) 07.02, 87, Бюл, ¹ 5 (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) Ю, В. Воробьев и А. К. Белкин (53) 621,365.52(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 568129, кл. Н 02 M 7/515, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 408465, кл. Н 05 В 6/06, 1972. (5 4) ИНДУКЦИОННАЯ НАГРЕ ВАТЕЛ ЬНАЯ

УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения является повышение КПД и упрощение индукционной установки для нагрева металла. Установка содержит резонансный инвертор 1 и индуктор 2, датчик 5 мощности, содержащий фазочувствительный мост (ФМ) 8, датчик 6 тока (ДТ) и датчик 7 напряжения, генератор 21 импульсов. Сигнал с ДТ 6, пропорциональный выходному току, подается на один из входов ФМ 8, а сигнал с датчика 7 — на другой вход

ФМ 8. Если сигнал стабилизации выбран выше сигнала с ДТ 6, сигнал с выхода ФМ 8 пропорционален току инвертора и коэф. мощности нагруэочного контура cos p . При изменении соя(„ сигнал ФМ 8 воздействует на генератор 20 импульсов, чтобы поддерживать cos (g на заданном уровне.

Для одновременного поддержания мощности индуктора 2 введены канал регулирования с масштабными преобразователями 23 и 26, интеграторы 24 и

27 и перемножающее устройство 25.

ФМ 8 использован как составная часть датчика мощности. Регулирование мощности производят число-импульсным методом. Устройство позволяет осуществлять одновременное поддержание заданной мощности и созЦ„, а периодичность процесса регулирования повышает КПД установки. 1 ил.

1288941

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано при индукционном нагреве и плавке в металлургии и машиностроении.

Цель изобретения — повышение КПД и упрощение установки.

На чертеже приведена функциональная схема установки, Установка для индукционного нагрева металла содержит резонансный инвертор 1 мостового типа на тирис торах и индуктор 2, зашунтированный компенсирующей конденсаторной батареей 3 и подключенной к инвертору 1 через разделительный конденсатор 4, I датчик 5 мощности, связанный с индуктором через датчик 6 выходного тока и датчик 7 напряжения на индукторе и содержащий фазочувствительный мост

8, два плеча которо го со стоят из встречно включенных стабилитронов

9-12, а два других плеча образованы цепочкой, состоящей иэ диода 13 (14), последовательно соединенного с конденсатором 15 (16), зашунтированного резистором 17, формирователь 18 управляющих импульсов, выход которого соединен с распределителем 19 управляющих импульсов силовых тиристоров инвертора 1, а вход соединен с задающим генератором 20, модулятор 21 и регулятор 22 скважности, соединенный через модулятор 21 с входом запуска зада ющего генератора 20, а датчик 5 мощности составлен из фаэочувствительного моста 8, к одной иэ диагоналей которого подключен выход датчика 7 напряжения, а к другой — выход датчика 6 тока, при этом выход фаэочувствительного моста 8 соединен через первые масщтабный преобразователь

23 и интегратор 24 с входом задающего генератора 20 и одним из входов перемножающего устройства 25, к другому входу которого через вторые масштабный преобразователь 26 и интегратор 27 подключен датчик 7 напряжения, а выход перемножающего устройства 25 подключен через блок

" 28 сравнения, соединенный с задатчиком 29 мощности, к входу регулятора

22 скважности, Установка работает следующим образом, С датчика 6 тока сигнал, пропорциональный выходному току, подается на один из входов Фазочувствительного моста 8, а с датчика 7 напряжения сигнал, пропорциональный выходному напряжению, подается на другой вход Фазочувствительного моста 8 и через масштабный преобразователь 26 и интегратор 27 - на другой вход перемножающего устройства 25. Если напряжение стабилизации стабилитронов 9-12 выбрать таким образом, чтобы оно значительно превышало величину напряжения, снимаемого с датчика 6 выходного тока, то напряжение, снимаемое с выхода фазочувствительного моста 8, будет пропор55 ционально произведению выходного тока инвертора 1 на коэффициент мощности нагрузочного контура:

U и К4I Í cosq ну где К, — коэффициент пропорциональности;

ń— выходной ток инвертора; соз ц„ — коэффициент мощности параллельного колебательного

25 контур а 2, 3.

Этот сигнал через масштабный преобразователь 23 и интегратор 24 подается одновременно на вход задающего генератора 18 и на один из вхо30 дов перемножающего устройства 25, Учитывая, что для питания установок индукционного нагрева металла используются резонансные инверторы тока, выходной ток которых практически не изменяется, можно считать, 35 что сигнал, снимаемый с фаэочувствительного моста 8, пропорционален коэффициенту мощности контура 2, 3 cosg

При изменении cos p„ñHãíàë фазочувствительного моста 8 воздействует на задающий генератор 20, изменяя частоту следования управляющих импульсов таким образом, .чтобы поддерживать cos р„на заданном уровне.

Для поддержания одновременно

cos ц>„ и активной мощности Р», передаваемой индуктору 2, в схему введен канал регулирования, в который входят масштабные преобразователи

5О 23 и 26, интеграторы 24.и 27, перемножающее устройство 25, датчик 5 мощности, Причем фазочувствительный мост 8 одновременно используется как составная часть. датчика мощнос"

55 ти, выдающая сигнал, пропорциональный произведению Ед cos Ч Иасштабные преобразователи 23 и 26 и интеграторы 24 и 27 осуществляют пре!

28894! образования сигналов к требуемому виду, в результате чего на входы перемножающего устройства 25 подаются сигналы, пропорциональные средним значениям напряжения на индукторе

Uí и произведения Iн cosgн °

Перемножающее устройство 25 осуществляет операцию умножения сигналов, пропорциональных произведению

?нсозян и напряжения Пн °

В результате с выхода перемножающего устройства 25 снимается сигнал, пропорциональный активной мощности, передаваемой в индуктор 2:

U KU I„cos g КР„ где Р„ — среднее значение активной мощности, выделяемой в индукторе 2 °

Регулированиемощности производят число-импульсным способом, при котором осуществляется прерывание подачи импульсов на тиристоры инвертора 1 модулятором 21 с определенной частотой f модуляции меньшей, чем частота инвертирования, При этом тиристоры остаются в течение некоторого времени, определяемого регулятором

22 скважности (в зависимости от сигнала рассогласования, поступающего с элемента 28 сравнения и равного разности сигналов перемножающего устройства и задатчика 29 мощности) выключейными. B контуре 2, 3 при этом ток не протекает, Регулируя длительность работы инвертора 1 в течение периода прерывания, можно регулировать действующее значение мощности, выделяемой в индукторе 2 в

;широких пределах, !

Кроме того, синхронизируя определенным способом моменты подачи и прерывания импульсов управления силовых тиристоров инвертора 1, можно получить опережающий коэффициент мощности преобразователей системы по отношению к питающему напряжению сети, Таким образом, можно осуществлять одновременное поддерживание заданных величин мощности и коэффициента мощности. А так как регулирование осуществляется периодическим включением и отключением инвертора, то

КПД установки в целом оказывается более высоким, чем при использовании фазово, го регулирования. известной установки, 30 .тор мостового типа, к выходу которого через разделительный конденсатор

40

5

1О

25 при котором происходит циркуляция токов значительной BEJB чины, не проходящих через нагрузки.

Использование фазочувствительного моста 8 в качестве датчика фазы и одновременно в качестве устройства, осуществляющего операцию умножения сигналов, пропорциональных выходному току I è коэффициенту мощности

cos ц„, позволяет исключить дополнительное перемножающее устройство и, тем cBMbIM упростить схему.

Схемная реализация предложенной установки может быть произведена на базе известных схем. Например, в качестве модулятора 10 и регулятора 9 скважности может быть использован мультивибратор с регулируемой скважностью, в котором регулирование скважности осуществляется с помощью управляемого стабилитрона.

В качестве перемножающего устройства можно использовать схемы аналоговых перемножителей.

Фо р мул а и з о б р е т е ни я

Индукционная нагревательная установка, содержащая резонансный инверподключен параллельный колебательный контур из конденсаторной батареи и индуктора,датчики выходного тока инвертора и напряжения на индукторе, фаэочувствительный мост, два соседних плеча которого содержат встречно.включенные стабилитроны,. а два других образованы цепочками из последовательно соединенных диода и конденсатора, зашунтированного резистором, задающий генератор, выход которого через последовательно соединенные формирователь и распределитель управляющих импульсов соединен с управляющим входом инвертора, задатчик мощности, подключенный к входу блока сравнения, связанного вторым входом с датчиками тока и напряженоя, а выходом — с задающим генератором, отличающаяся тем,. что, с целью повышения КПД и упрощения установки, датчик тока подключен к диагонали моста, образованной общей точкой плеч стабилитронов и общей точкой конденсаторов, а датчик напряжения — к диагонали, образованной общими точками стабилитро) 288941

Составитель О. Турпак

Редактор А, Козориз Техред H.Ïîïoâè÷ Корректор Е. Сирохман

Заказ 7825/60 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нов и анодов диодов, катоды которых, через первые введенные масштабный преобразователь и интегратор подключены к входу регулирования частоты задающего генератора и первому входу введенного перемножающего . устройства, к второму входу которого подключен выход .датчика напряжения через введенные вторые масштабный преобразователь и интегратор, а выход перемножающего устройства соединен с вторым входом блока сравнения, указанная связь выхода которого с входом запуска задающего генератора осуществлена через введенны . регулятор скважности и модулятор,