[go: up one dir, main page]

SU1136329A1 - Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering - Google Patents

Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering Download PDF

Info

Publication number
SU1136329A1
SU1136329A1 SU833575593A SU3575593A SU1136329A1 SU 1136329 A1 SU1136329 A1 SU 1136329A1 SU 833575593 A SU833575593 A SU 833575593A SU 3575593 A SU3575593 A SU 3575593A SU 1136329 A1 SU1136329 A1 SU 1136329A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inductor
output
phase angle
input
phase
Prior art date
Application number
SU833575593A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Антонович Валентинович
Николай Иванович Кузнецов
Натан Моисеевич Лицын
Алексей Яковлевич Садиков
Original Assignee
Пермский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пермский политехнический институт filed Critical Пермский политехнический институт
Priority to SU833575593A priority Critical patent/SU1136329A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1136329A1 publication Critical patent/SU1136329A1/en

Links

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГЗТШРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИНДУКЦИОННОГО ФЕРРОМАГШТдаК СТАЛЕЙ ПРИ ОТПУСКЕ , содержащее датчики тока и наiпр жени  индуктора, выходы которых ;подключены к входам фазочувствительного преобразовател , св занного выходом с входом усилител , выход которого подключен к управл к цему взсоду исполнительного нёханизма перемещени  изделий через индуктор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  температуры изделий и достижени  инвариантности к возмущени м, указанна  св зь выхода фазочувствительного : преобразовател  с входом усилител  ; осуществлена введенный блок по .иска минимума фазового угла. САЭ S5 со ю QO Темпецапщт в Фиг.DEVICE FOR AUTOMATIC CURRENT STATUS through an inductor, characterized in that, in order to increase the accuracy of controlling the temperature of the products and to achieve the disturbance invariance , Said bond phase-sensitive output: the converter to the input of the amplifier; The entered block was implemented according to the search for minimum phase angle. SAE S5 with te QO Tempeckout in FIG.

Description

11 Изобретение относитс  к электротермии и может быть использовано при термообработке длинномерных изделий Известен автоматический регул тор электрического режима индукционной плавильной печи, содержащий датчики тока, напр жени  и соединенный с ним датчик фазы с запоминающим устройством , блоки автоматического регулировани  возбуждени , согласовани  ге нератора с цепью нагрузки и переключени  конденсаторной батареи, причем выходы датчиков тока и напр жени  со динены через диоды с управл ю1Щ1м выходом блока регулировани  возбуждеНИН и через логические элементы И с входом блока согласовани  Щ , Данный регул тор позвол ет повысить качество регулировани  возбуж дени , увеличить срок службы перевключателей , конденсаторов. Известна установка дл  автоматического регулир-овани  процесса непрерывно-последовательного индукцион ного нагрева ферромагнитных сталей, содержаща  датчики тока и напр жени  индуктора, выходы которых подклю чены к входам фазочувствительного (Преобразовател , св занного вьрсодом с входом усилител , выход которого подключен к управл ющему входу исполнительного механизма перемещени  издели  через индуктор 2j . Известное устройство позвол ет повысить качество и точность регули Iровани  при закалке деталей из ферромагнитных сталей. Однако отпуск таких деталей с пр менением указанных устройств не поз вол ет получить требуемого современ ной технологией качества термообработки . Это объ сн етс  тем, что отпускна  температура соответствует минному зависимости фазового угла индуктора от температуры. Поэтому регулирование на основании сравнени с эталонным углом в данной ситуации приводит к неоднозначности. Кроме того, данный участок зависимости особенно подвержен вли нию возмущений - нестабильности напр жени  и частоты питани  индуктора, диаметра детали. Цель изобретени  - повышение точ ности регулировани  температуры изделий и достижени  инвариантности к возмущени м. 9 Указанна  цель достигаетс  тем, , что в устройстве дл  автоматического регулировани  процесса непрерьтнопоследовательного индукгщонного нагрева ферромагнитньпс сталей при отпуске , содержащем датчики тока и напр жени  индуктора, выходы которых подключены к входам фазочувствительного преобразовател , св занного выходом с входом усилител , выход которого подключен к управл кщему входу исполнительного механизма перемещени  изделий через индуктор, указанна  св зь выхода фазочувствительного преобразовател  с входом усилител  осуществлена через введенный блок поиска минимума фазового угла. На фиг.1 изображена зависимость фазового угла индуктора от температуры нагреваемого издели ; на фиг.2 блок-схема устройства; на фиг.З примеры реализации фазочувствительного преобразовател  и блока поиска минимума фазового угла. Устройство содержит индуктор 1, к которому подключены датчик 2 тока индуктора и датчик 3. напр жени . Выходы датчиков 2 и 3 подключены к фазочувствительному преобразователю 4, который через блок 5 поиска ми- нимума фазового угла индуктора и усилитель соединен с входом исполнительного механизма 7 перемещени  изделий 8 через индуктор 1. Фазочувствительный преобразователь 4 может быть выпол-нен следуюп м образом . На входах преобразовател  установoieHH операционные усилители посто нного тока (ОУПТ) 9 и 10, выходы которых через конденсаторы 11 и 12 св -, заны с входами первого RS-триггера 13, следом за которым включен активный сглаживающий фильтр на элементах 14 - 17. На входе блока 5 поиска минимума фазового угла сто т два аналоговых ;люча 18 и 19, выходы которых через Элементы пам ти, вьшолненные в одном канале на элементах 20 и 21, а в другом на элементах 22 и 23, где 20, 22 - конденсаторы, а 21 - 23 ОУПТ, подключены к ОУПТ 24. Выходы ОУПТ 24 через элементы И-НЕ 25-27 соединены с первым входом элемента И 28, выход которого подключен к входу счетного триггера 29. К выходу триггера 29 подключены вход элемента 30 и11 The invention relates to electrothermal and can be used in the heat treatment of long products. An automatic electric mode control of an induction melting furnace is known, comprising current sensors, voltage sensors and a phase sensor connected to it with a memory device, automatic control of excitation, matching the generator with the load circuit. and switching a capacitor battery, with the outputs of current and voltage sensors connected to diodes through diodes with control of the exciter control unit H and through AND gates to the input matching block u, This controller allows to increase quality control excited spinning, extend the life perevklyuchateley, capacitors. A known installation for the automatic regulation of the process of continuous-sequential induction heating of ferromagnetic steels, comprising current and voltage sensors of the inductor, the outputs of which are connected to the inputs of the phase-sensitive (Converter connected to the amplifier input, the output of which is connected to the control input of the actuator). The mechanism for moving the product through the inductor 2j. The known device allows to improve the quality and accuracy of adjusting I hardening of parts made of ferromagnetic steels. However, tempering of such parts using these devices does not allow to obtain the quality of heat treatment required by modern technology, which is explained by the fact that the tempering temperature corresponds to the mine dependence of the inductor phase angle on temperature. Therefore, regulation based on comparison with the reference angle in this situation leads to ambiguity. In addition, this dependency region is especially susceptible to the influence of disturbances - voltage instability and the frequency of the power supply of the inductor, the diameter of the part. The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature control of products and achieve perturbation invariance. 9 This goal is achieved in that the device for automatic control of the process of continuous sequential induction heating of ferromagnetic steels during tempering, containing current sensors and inductor voltage, the outputs of which are connected to inputs of a phase-sensitive converter connected by an output with an amplifier input, the output of which is connected to a control input of an actuator Moving the products through an inductor, the connection of the output of the phase-sensitive converter to the amplifier input is made through the input block of the search for the minimum of the phase angle. Figure 1 shows the dependence of the phase angle of the inductor on the temperature of the heated product; Fig.2 is a block diagram of the device; FIG. 3 shows examples of the implementation of a phase-sensitive converter and a phase angle minimum search block. The device comprises an inductor 1, to which the inductor current sensor 2 and the voltage sensor 3 are connected. The outputs of sensors 2 and 3 are connected to a phase-sensitive transducer 4, which, through a block 5 for finding the minimum phase angle of the inductor and an amplifier, is connected to the input of the actuator 7 for moving articles 8 through inductor 1. The phase-sensitive transducer 4 can be performed in the following way. At the inputs of the converter, there are direct current operational amplifiers (OUPT) 9 and 10, whose outputs through capacitors 11 and 12 are connected to the inputs of the first RS flip-flop 13, followed by an active smoothing filter on elements 14 - 17. At the input The unit 5 for finding the minimum phase angle is two analog; keys 18 and 19, the outputs of which are through memory elements, executed in one channel on elements 20 and 21, and in the other on elements 22 and 23, where 20, 22 are capacitors, and 21 - 23 OPTs, connected to the OPT 24. Outputs of the OPT 24 are connected to the first through the elements NE-25-27 th input element And 28, the output of which is connected to the input of the counting trigger 29. To the output of the trigger 29 are connected to the input element 30 and

первый вход сборки двух элементов И-НЕ 31, выходы которых соединены с входами счетчика 32, св занного с цифроаналоговым преобразователем 33. Выход этого преобразовател  33 служит выходом блока 5 поиска минимума фазового угла.the first input of the assembly of the two elements IS-HE 31, the outputs of which are connected to the inputs of the counter 32 connected to the digital-to-analog converter 33. The output of this converter 33 serves as the output of the block 5 for searching the minimum of the phase angle.

Генератор тактовых импульсов на элементах И-НЕ 34 - 36 через элемент И-НЕ 37, конденсаторы 38, 39 и резисторы 40 и 41 св зан.с входами вто рого RS-триггера 42, инверсный выход которого подключен к входу элемента И-НЕ 26, а пр мой - к другому входу элемента 26 и через конденсатор 43 к второму входу элемента И 28. Выхо-. ды конденсаторов 38 и 39 .подключены к входам элемента И-НЕ 44, св занного через элемент 45 за,цержки с входами сборки 31.A clock pulse generator on the IS-NE 34 - 36 elements through the IS-NE 37 element, capacitors 38, 39, and resistors 40 and 41 are connected to the inputs of the second RS flip-flop 42, the inverse output of which is connected to the input of the IS-26 element , and direct - to another input element 26 and through the capacitor 43 to the second input element And 28. Output -. The capacitor bridges 38 and 39 are connected to the inputs of the NAND element 44, connected via the element 45 per core, to the inputs of the assembly 31.

Работа устройства основана на следуюпщх закономерност х: минимум функции ((Q) (фиг. 1) соответствует оптимальной температуре отпуска деталей, причем положение минимума инвариантно к настройке колебательного контура , состо щего из индуктора и компенсирующих конденсаторов, диаметру детали , нестабильности напр жени  питани  индуктора. Наличие экстремума в зависимости а(9) объ сн етс  тем, что при нагреве происходит увеличение удельного электросопротивлени  стали, а магнитна  проницаемость вначале остаетс  практически неизменной . При этом фазовый угол уменьшаетс . Уменьшение магнитной проницаемости при приближении температуры стали к температуре магнитных превращений сказьтаетс  сильнее роста удельного сопротивлени  и фаэовый угол начинает увеличиватьс . Как видно из графика фиг. 1 этот переход достаточно плавный. Градиент зависимости Cf(Q) по Q на данном участке незначи .тельньй. Поэтому управление в режиме :стабилизации фазового угла на этом :участке даже при незначительном изменении зависимости CpCS) вследствие действи  помех вызывает значительные изменени  температуры. При ручном :поддержании минимума фазового угла индуктора удалось обеспечить точность поддержани  температуры в пределах +15®С. Минимум фазового угла индуктора  вл етс ,кроме того, желательным с точки зрени  обеспечени  наилучшего режима работы питающей сети.The operation of the device is based on the following laws: the minimum of the function ((Q) (Fig. 1) corresponds to the optimum tempering temperature of the parts, and the minimum position is invariant to the tuning of the oscillating circuit consisting of the inductor and compensating capacitors, the diameter of the inductor voltage instability The presence of an extremum in dependence a (9) is explained by the fact that during heating an increase in the electrical resistivity of the steel occurs, and the magnetic permeability initially remains almost unchanged. This reduces the phase angle. The decrease in magnetic permeability as the temperature approaches the temperature of the magnetic transformations is stronger than the increase in resistivity and the phase angle begins to increase. As can be seen from the graph in Fig. 1, the transition is quite smooth. Therefore, control in the mode of: stabilizing the phase angle on this: the section, even with a slight change in the CpCS dependence), due to the effect of interference, causes significant changes in the eratury. With manual: maintaining the minimum phase angle of the inductor it was possible to ensure the accuracy of maintaining the temperature within + 15 ° C. A minimum of the phase angle of the inductor is furthermore desirable from the point of view of ensuring the best operating conditions of the supply network.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигналы в виде переменного напр жени  с выходов датчиков тока 2 и напр жени  3 подаютс  на входы фазочувствительного преобразовател  4. Напр жение на выходе фазочувствительного преобразовател  4 пропорционально углу сдвига фаз между током и на ,пр жением питани  индуктора - фазовому углу индуктора. С выхода фазочувствительного преобразовател  4 сигнал поступает на вход блока поиска минимума фазового угла индуктора 5. Выход блока 5 соединен с входом усилител  6, заправл ющего исполнительным механизмом 7, обеспечивающим перемещение детали 8 относительно индуктора 1 таким образом, чтобы значение фазового угла индуктора было близко к минимуму.Signals in the form of alternating voltage from the outputs of current sensors 2 and voltage 3 are fed to the inputs of the phase-sensitive converter 4. The voltage at the output of the phase-sensitive converter 4 is proportional to the phase angle between the current and the voltage of the inductor to the phase angle of the inductor. From the output of the phase-sensitive converter 4, the signal is fed to the input of the minimum search unit of the phase angle of the inductor 5. The output of the block 5 is connected to the input of the amplifier 6, which fills the actuator 7, which provides movement of the part 8 relative to the inductor 1 so that the value of the phase angle of the inductor is close to the minimum.

Датчики напр жени  3 и тока 2 представл ют собой трансформаторы напр жени  и тока соответственно. Блоки 4 и 5 могут быть реализованы, например, так, как это показано на фиг.З. Их работа происходит следующим образом.The voltage sensors 3 and current 2 are voltage and current transformers, respectively. Blocks 4 and 5 can be implemented, for example, as shown in FIG. Their work is as follows.

Синусоидальные сигналы с трансфор маторов тока 2 и напр жени  3 подаютс  на входы операционных усилителей посто нного тока (ОУПТ) 9 и 10, которые вьшолн ют роль нуль-органов. С выходов ОУПТ 9 и 10 пр моугольные импульсы, продифференцированные с помощью конденсаторов 11 и 12,управл ют работой RS-трйггера 13. Скважность импульеов на выходе триггера 13 пропорциональна фазовому углу индуктора . Эти импульсы сглаживаютс  активньм фильтром на элементах 14-17 Частота среза этого фильтра много ниже частоты напр жени  питани  индуктора . Таким образом, на выходе, фильтра имеетс  аналоговый сигнал, пропорциональный фазовому углу ин-The sinusoidal signals from the current transformers 2 and voltage 3 are fed to the inputs of direct current operational amplifiers (OUPT) 9 and 10, which play the role of zero-organs. From the PMTT outputs 9 and 10, square-wave pulses differentiated with the help of capacitors 11 and 12 control the operation of the RS-trigger 13. The pulse duty rate at the output of the trigger 13 is proportional to the phase angle of the inductor. These pulses are smoothed by an active filter on elements 14-17. The cut-off frequency of this filter is much lower than the frequency of the supply voltage of the inductor. Thus, at the output of the filter, there is an analog signal proportional to the phase angle of the

- . . л ..-. . l ..

дуктора.duktora.

. Блок 5 поиска минимума фазового угла индуктора реализует непрерывный поиск с реверсом.Генератор ТсИ товых импульсов , выполненный на элементах И-НЕ 34-36,вьфабатывает импульсы. С помощью элементов 37-41 формируютс  две синхросерии, управл ющие работой аналоговых ключей 18 и 19, RS-триггера 42. Элементы пам ти 20-21 и 22-23 запоминают последовательные во времени значени  фазового угла индуктора Далее эти значени  сравниваютс  с помощью ОУГГГ 24 и элементы И-НЕ 25-27 управл емые RS-триггером 42, вьздел ют .знак приращени  фазового угла индуктора во времени. Возрастание фазового угла индуктора формирует сигнал реверса, которьй, пройд  через элемент 28, измен ет состо ние счетного триггера 29 н начинаетс  изменение скорости пер&4ещени  детали в прЬтйвопо ожную-сторонуi чем до момента реверса. Дл  увеличени  помехоустойчивости системы, в случае если за период тактового генератора фазовый угол не начнет уменьшатьс , реверс осуществл етс  принудительно импульсом генератора через конденсатор 43 и элемент И 28. Регулирование скорости производитс  соответствуювщм изменением состо ни  счетчика 32 и цифроаналогового преобразовател  33 В качестве цифровых; элементов можно использовать микросхемы 133 11 296 серии, ОУТ1Т 140 серии, ключи 590 серии , цифроаналоговый преобразователь , 572 серии. Усилитель 6 (фиг.2) подбираетс  в зависимости от типа исполнительного механизма 7 (фиг.2). Это усилитель посто нного тока в случае коллекторного двигател , или тиристорный преобразователь дл  асинхронного двигател . Применение предлагаемого устройства дл  автоматического регулировани  процесса непрерьгано-последовательного индукционного нагрева ферромагнитных сталей при отпуске позволит повысить качество продукции, производительность труда и оборудовани , улучшить услови  труда. Качество продукции повьшаетс  за счет повышени  качества нагрева деталей и более точного соблюдени  температурного режима термообработки . Уменьшение брака обусловливает повьнпение производительности труда и оборудовани .. The unit 5 for searching the minimum of the phase angle of the inductor implements a continuous search with a reverse. The TcI generator of new pulses, performed on the AND-NE 34-36 elements, ablates pulses. Using the elements 37-41, two synchronization series are formed that control the operation of the analog switches 18 and 19, the RS flip-flop 42. The memory elements 20-21 and 22-23 memorize the successive values of the inductor phase angle over time. These values are compared using OUGGG 24 and the elements AND-HE 25-27 controlled by the RS flip-flop 42 select the sign of the increment of the phase angle of the inductor over time. An increase in the phase angle of the inductor generates a reverse signal, which, passing through element 28, changes the state of the counting trigger 29 n and the change in the speed of moving the part to the right-sided side begins before the time of the reverse. In order to increase the noise immunity of the system, if the phase angle does not begin to decrease over the period of the clock generator, the reverse is forced by the generator pulse through the capacitor 43 and AND 28 element. The speed is controlled according to the change in the state of the counter 32 and digital-to-analog converter 33 As digital; elements can be used chip 133 11 296 series, OUT1T 140 series, keys 590 series, digital-to-analog converter, 572 series. The amplifier 6 (Fig. 2) is selected depending on the type of actuator 7 (Fig. 2). It is a DC amplifier in the case of a collector motor, or a thyristor converter for an asynchronous motor. The use of the proposed device for automatic control of the process of continuous-sequential induction heating of ferromagnetic steels during tempering will improve product quality, productivity and equipment, and improve working conditions. Product quality is improved by improving the quality of heating parts and more accurate compliance with the temperature regime of heat treatment. Decrease in marriage causes an increase in labor productivity and equipment.

fJmmfJmm

Фиг,гFIG, g

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ СТАЛЕЙ ПРИ ОТ-DEVICE FOR AUTOMATIC REGULATION OF THE PROCESS OF CONTINUOUS SEQUENTIAL INDUCTION HEATING OF FERROMAGNETIC STEELS AT ПУСКЕ, содержащее датчики тока и наiпряжения индуктора, выходы которых ;подключены к входам фазочувствительного преобразователя, связанного выходом с входом усилителя, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного механизма перемещения изделий через индуктор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры изделий и достижения инвариантности к возмущениям, указанная связь выхода фазочувствительного ; преобразователя с входом усилителя : осуществлена через введенный блок по.иска минимума фазового угла.STARTING, containing current and voltage sensors of the inductor, the outputs of which are connected to the inputs of the phase-sensitive converter connected to the output of the amplifier input, the output of which is connected to the control input of the actuator moving products through the inductor, characterized in that, in order to improve the accuracy of temperature control of products and achieving invariance to disturbances, the indicated connection is phase-sensitive output; converter with amplifier input: implemented through the entered block to search for the minimum phase angle. £1Ь1Ш32а£ 1L1W32a
SU833575593A 1983-04-08 1983-04-08 Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering SU1136329A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833575593A SU1136329A1 (en) 1983-04-08 1983-04-08 Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833575593A SU1136329A1 (en) 1983-04-08 1983-04-08 Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1136329A1 true SU1136329A1 (en) 1985-01-23

Family

ID=21057791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833575593A SU1136329A1 (en) 1983-04-08 1983-04-08 Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1136329A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР №443499, кл. Н 05 В 6/06, 1970. 2, Авторское свидетельство СССР 440812,КЛ. Н 05 В 6/06, 1972.. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1309146C (en) Magnetron with frequency control for power regulation
US3878445A (en) A. C. motor control apparatus and method
SU1136329A1 (en) Device for automatic control of process for permanent-subsequent heating of ferromagnetic steel when tempering
US5218277A (en) Controller for a linear induction motor
US4385348A (en) Inverter with improved power factor control
SU997216A1 (en) Method of stabilizing single-phase communication electric motor rotational speed
US4481639A (en) Method for temperature control of inductors
RU2076465C1 (en) Temperature controller used at induction heating
US4301778A (en) Electronic ignition device
SE8107637L (en) CLUTCH FOR SPEED CONTROL OF A ENGINE WITH CONSTANT MAGNETIC FIELD
SU847529A1 (en) Induction apparatus
SU1350847A1 (en) Induction installation for heating ferromagnetic articles
SU1713126A1 (en) Device for automatic control of electric arc furnace power
SU1037373A2 (en) Electric motor heat model
SU873480A1 (en) Electric arc furnace power regulator
SU440812A1 (en) Device for automatic control of induction heating process
SU1458981A1 (en) Apparatus for automatic control of induction heating process
SU1717277A1 (en) Process for continuous casting of metal band
SU1432808A1 (en) Apparatus for automatic control of electric duty of ore-treating furnace
SU995388A1 (en) Method of automatic control of thermal induction apparatus electric mode
SU1001510A1 (en) Induction heating installation
SU949329A1 (en) Device for measuring linear displacements
SU548942A1 (en) Device for regulating the power of a three-phase electric arc furnace
SU930756A1 (en) Method of regulating temperature of ferromagnetic blanks in heating plant
SU1202086A1 (en) Device for automatic controlling of power of ore-smelting electric furnace