PL229243B1 - Układ zasilania nagrzewnicy indukcyjnej - Google Patents

Abstract

Układ zasilania nagrzewnicy indukcyjnej zawiera autotransformator, do wyjścia którego dołączony jest kondensator, a odbiornik połączony jest za pośrednictwem impulsowego sterownika. Impulsowy sterownik (IS) złożony jest ze sterowanego łącznika (S) energoelektronicznego połączonego szeregowo z kondensatorem sterownika (Cs) i cewką sterownika (Ls), rdzeniową o magnetowodzie z materiału ferromagnetycznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do zasilania nagrzewnicy indukcyjnej. Układ korzysta z energii pobieranej bezpośrednio z sieci napięcia przemiennego.

Do zasilania pieców i nagrzewnic indukcyjnych stosowane są generatory wykonywane jako przekształtniki statyczne szeroko opisywane w literaturze elektrotermicznej.

Znany też jest ze zgłoszenia patentowego w Urzędzie Patentowym RP P.409358 układ do zasilania odbiornika prądem wielkiej częstotliwości. Układ ten zawiera autotransformator przyłączony równolegle do źródła napięcia zmiennego. Wyjście autotransformatora zbocznikowane jest kondensatorem i falownikiem. Jeden zacisk wejściowy falownika przyłączony jest, za pośrednictwem dwukierunkowego łącznika sterowanego i połączonej z nim szeregowo cewki falownika, do pierwszego zacisku wejściowego odbiornika. Drugi zacisk wejściowy falownika połączony jest, za pośrednictwem kondensatora falownika, do drugiego zacisku wejściowego odbiornika.

Układ zasilania nagrzewnicy indukcyjnej, według wynalazku, zawiera autotransformator, do wyjścia którego dołączony jest kondensator, a odbiornik połączony jest za pośrednictwem impulsowego sterownika. Istotą jest to, że impulsowy sterownik, złożony jest ze sterowanego łącznika energoelektronicznego połączonego szeregowo z kondensatorem sterownika i cewką sterownika, będącą cewką rdzeniową o magnetowodzie z materiału ferromagnetycznego, stanowiące obwód oscylacyjny.

Układ zasilania wzbudnika nagrzewnicy indukcyjnej zgodny ze schematem pobiera energię z obwodu napięcia przemiennego za pośrednictwem autotransformatora zapewniającego nastawianie wartości napięcia i jej wstępne dopasowanie do potrzeb odbiornika. Do wyjścia autotransformatora dołączony jest kondensator zasilania nadający obwodowi zasilania charakter napięciowy dla umożliwiania poboru impulsów energii. Odbiornik połączony jest za pośrednictwem impulsowego sterownika, złożonego ze sterowanego łącznika energoelektronicznego, połączonego szeregowo z obwodem oscylacyjnym cewka - kondensator, w którym zastosowano cewkę z rdzeniem ferromagnet ycznym. Kontrola energii doprowadzanej do odbiornika jest prowadzona poprzez oddziaływanie na momenty załączenia łącznika energoelektronicznego z uwzględnieniem chwilowych wartości napięcia wejściowego oraz napięcia odbiornika.

Cewka rdzeniowa o magnetowodzie z materiału ferromagnetycznego posiada typową nieliniową charakterystykę z histerezą. W okresie gdy wzrasta indukcyjność tej cewki wielkość prądu skierowanego do źródła zmniejsza się w stosunku do układu z zastosowaną cewką bez rdzenia. Tenże mały prąd powoduje mniejsze przepięcia na wyłączanym ładującym łączniku elektronicznym. Wówczas w momencie odzyskiwania własności zaworowych tego łącznika, gdy prąd zanika do zera, następuje zmniejszenie indukcyjności cewki rdzeniowej. Ograniczane są też krótkotrwałe zwarcia ponieważ indukcyjność na początku okresu rosnącego prądu, przy magnesowaniu rdzenia, jest dużo większa niż w cewce bez rdzenia.

Zaletami układu jest mniejszy wracający do źródła ładunek, mniejsze przepięcia na łączniku, mniejsze stromości prądu łącznika w czasie przejścia przez zero, większa odporność układu na krótkie zwarcia. Mniejsze są też wartości występujących prądów i napięć elektrycznych na elementach układu przy takiej samej mocy nagrzewania.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładowym wykonaniu rysunku, przedstawiającym schemat ideowo-blokowy układu.

Układ zasilany jest napięciem przemiennym, sieciowym. Na wejściu ma autotransformator Lz z dołączonym równolegle kondensatorem zasilania Cz. Odbiornik połączony jest za pośrednictwem impulsowego sterownika IS, który złożony jest ze sterowanego łącznika S energoelektronicznego połączonego szeregowo z cewką sterownika Ls, będącą cewką rdzeniową o magnetowodzie z materiału ferromagnetycznego. Kondensator sterownika Cs i cewka sterownika Ls stanowią obwód oscylacyjny.

Działanie układu, według wynalazku, polega na tym, że przy cyklicznym załączaniu i wyłączaniu łącznika S ze źródła napięcia przemiennego Uz pobierana jest impulsowo energia i przekazywana do obwodu odbiornika RoLoCo, utworzonego przez rezystancję Ro, indukcyjność Lo i pojemność Co, powodując występowanie drgań elektrycznych w tym obwodzie. Autotransformator Lz wraz z kondensatorem Cz służy do zmiany wartości napięcia wejściowego Uz na napięcie Us zasilające impulsowy sterownik IS.

Załączanie łącznika S następuje przy odpowiednim napięciu Uo na odbiorniku RoLoCo, a wyłączanie dokonywane jest w okresie płynięcia prądu do źródła. Przy odpowiednio dobranej indukcyjności cewki sterownika Ls rdzeniowej, pojemności kondensatora sterownika Cs w odniesieniu do parametrów

PL 229 243 Β1

Ro, Lo, Co odbiornika RoLoCo, prąd pobierany ze źródła napięcia Uz przy załączonym łączniku S ma przebieg pulsu co jest warunkiem koniecznym prawidłowej pracy układu.

W przykładowym rozwiązaniu nieliniowa cewka rdzeniowa Ls o magnetowodzie z materiału ferromagnetycznego ma kilka zwojów nawiniętych na rdzeń o przekroju 1 cm² i długości 6 cm.

Claims (1)

1. Układ zasilania nagrzewnicy indukcyjnej zawierający autotransformator, do wyjścia którego dołączony jest kondensator, a odbiornik połączony jest za pośrednictwem impulsowego sterownika, znamienny tym, że impulsowy sterownik (IS) złożony jest ze sterowanego łącznika (S) energoelektronicznego połączonego szeregowo z kondensatorem sterownika (Cs) i cewką sterownika (Ls), będącą cewką rdzeniową o magnetowodzie z materiału ferromagnetycznego.