Способ индукционного нагрева и устройство для его реализации

Способ индукционного нагрева и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскик

Социалмстичвскиа

Рвспубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >936466 (5l)M. Кл. (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.06 ?9 (2! ) 2778756/24-07

Н 05 В 6/06 с присоединением заявки М

3ЪвуаарвтаиимЯ какнтвт

СССР аа авлам изобрвтвякЯ и атвритвЯ (23) Приоритет (53) УДК 621. 365..52(088.8) Опубликовано 15 ° 06 ° 82 ° Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15.06.82.

Я. И. Минухин, С.С. Сухин, P. П.Шубин, В.Д. Аршинов, С. Г.Берсенев, К,Д.Русов и Г.Д.Чернышев (72) Авторы изобретения

Р, Научно-исследовательский институт автотрактор Фх-= материалов (71) Заявитель (54) СПОСО1 ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в области индукционного нагрева токами высокой частоты.

Известны индукционные установки, в которых нагрузку в виде колебатель5 ного контура подключают к источнику питания — машинному генератору, и производят нагрев изделий (1).

Обычно подключенные нагрузки осу!

О ществляют контакторами, которые являются достаточно инерционными элементами. Поэтому в цикл нагрева входит время переходного процесса, связанного с источником питания, и время коммутации. При малых временах нагрева, например менее 2 с, трудно дозировать количество энергии, которое отдает источник питания на° греваемому изделию. 20

Известны также установки для индукционного нагрева, содержащие источник питания, силовой выход которого через тиристорный ключ связан с нагрузкой, а управляющий выход соединен с входом усилителя-формирователя, выход которого связан с управляющим входом ключа, с которым также связан выход реле времени.

В этих установках нагрузку подключают к источнику питания, проводят цикл нагрева изделия до заданной температуры, контролируя ток источника питания, а затем отключают нагрузку (2).

Применение в качестве коммутирующего элемента тиристорного ключа позволяет устранить влияние инерционности ключа, но не исключает иэ процесса нагрева переходного процесса связанного с источником питания. При временах нагрева менее

2 с длительность переходного процесса, особенно при применении машинных генераторов, становится соизмеримой с временем нагрев%. Это приводит к тому, что из-за неуправляемостн переходного процесса невозмож936466 но точно дозировать нагрев. Кроме того, средняя мощность, отдаваемая в нагрузку во время переходного процесса, почти вдвое меньше мощности, отдаваемой после окончания переходного процесса. Все это снижает точность нагрева.

Цель изобретения - повышение точности нагрева при кратковременных циклах. 10

Постав генная цель достигается тем, что перед подключением нагрузки подключают к источнику питания эквивалент нагрузки на время, большее продолжительности переходного процесса, а нагрузку подключают в момент перехода тока источника через ноль.

Для реализации этого способа описанное устройство должно быть снабжено эквивалентом нагрузки, соединенным с выходом второго ключа, вход которого подклю н к второму силовому выходу источника питания, и коммутатором, через первый выход д которого осуществлены связи реле времени и усилителя-формирователя с первым ключом, а через второй выходсвязи с управляющим входом второго ключа. 30

На чертеже изображена блошье-схема устройства, реализующего способ индукционного нагрева, 15

Устройство содержит усилительформирователь. 1, программное реле времени 2, выходы которых подключены к коммутатору 3. Выходы коммутатора связаны с управляющими входами тиристорных ключей 4 и 5., к силовым входам которых подключены выходы источника питания 6, например машинного генератора. Выходы ключей соединены с эквивалентом нагрузки 7 и нагрузкой 8.

Работа устройства иллюстрирует . предлагаемый способ индукционного нагрева.

В исходном состоянии машинный генератор 6 возбужден и синусоидальное напряжение с его выхода по- 50 ступает на вход усилителя-формирователя 1, на выходе которого имеем узкие прямоугольные импульсы, совпадающие по времени с началом полуперио° да синусоиды. Началом нагрева явля- ss ется включение первой ступени программного реле времени 2, которое устанавливает коммутатор 3 в такое состояние, что импульсы усилителяформирователя 1 поступают на управление тиристорным ключом 5. Как следствие, напряжение машинного генератора 6 подается через открытый тиристорный ключ 5 на эквивалент нагрузки 7. Начинается неуправляемый переходной процесс-. Через время, несколько больше времени переходного процесса, срабатывает вторая ступень программного реле времени

2 и устанавливает коммутатор 3 в такое состояние, при котором импульсы усилителя-формирователя, 1 перестают поступать на тиристорный ключ

5, а поступают на тиристорный ключ

4,, что приводит к его отпиранию, начинается работа машинного генератора 6 на нагрузку 8. Переключение нагрузки происходит практически безHHepIJHoHHo> ток производится в момент перехода тока генератора через ноль. При этом напряжение на нагрузку 8 подается в установившемся режиме и после отсчета заданного количества числа периодов срабатывает вторая ступень программного реле времени 2. Устройство подготовлено к нагреву следующей детали.

В случае, если производительность одного поста нагрева скажется меньше требуемой, от этого же источника высокой частоты можно пи.тать еще несколько постов нагрева, В этом случае каждый дополнительный пост нагрева должен иметь свой тиристорный ключ. Все посты соединяются параллельно, а порядком включения постов управляет специальное распределяющее устройство.

Используя предлагаемые способ и устройство индукционного нагрева, можно значительно расширить область применения индукциЬнного нагрева, повысив точность регулирования коротких нагревов. Минимально возможное время, в течение которого можно вести нагрев, равно одному периоду частоты машинного генератора, при точности один полупериод этой же частоты. Кроме того, установленная мощность генератора может быть уменьшена почти вдвое.

Формула изобретения

1. Способ индукционного нагрева, при котором подключают нагрузку к источнику питания, проводят цикл нагрева изделия до заданной температуры, контролируя ток источника питания, а затем отключают нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности режима нагрева при кратковременных циклах, перед подключением нагрузки подключают к источнику питания эквивалент нагрузки на время, большее продолжительности переходного процесса, а нагрузку подключают в момент перехода тока источника через ноль.

2. Устройство для реализации способа по п.. 1, содержащее источник питания, например машинный генератор, силовой выход которого через первый ключ связан с нагрузкой, а управляющий выход соединен с входом усилителя-формирователя,. выход ко-.торого связан с управляющим входом

6466 6 первого ключа, с которым также связан выход реле времени, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено эквивалентом нагрузки, соеди5 ненным с выходом второго ключа, вход которого подключен к второму силовому выходу источника питания, и коммутатор, через первый выход которого осуществлены указанные связи реле времени и усилителя-фор-. мирователя с первым ключом, а через второй выход — связи с управляющим входом второго. ключа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шамон А.Н. Бодажков В.А. Проектирование и эксплуатация индукционных установок. M., Машгиэ, 1974, с. 18-117.

20 2. Тиристоры. Технический спра. вочник под ред. В.Лабунцова. "Энер« гия", 1971, с. 176-266 .

Составитель 0 Турпак

Редактор М,Бандура Техред К.Иыцьо Корректор А.Дэятко

Заказ 4262/78 Тираж 862 Подписное

-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-37 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г Ужгород, ул роектная,