Введение

Применение современного плавильного и термического оборудования позволяет точно осуществить технологический процесс изготовления заготовок, снизив при этом затраты на энергоносители, уменьшив время выхода на рабочий режим и др. эксплуатационные затраты. Однако существующий парк печей термических участков и цехов отечественных машиностроительных предприятий, а также плавильных и раздаточных печей цветнолитейных цехов - это, в основном, устаревшие модели с "тяжелой" футеровкой, большой инерционностью в поддержании температурного режима, низкой точностью поддержания температуры, низкой максимальной температурой и как следствие большими эксплуатационными затратами (электроэнергии или газа, рабочего времени, расходных элементов и др.) и низкой надежностью.

Электрические печи сопротивления (камерные, шахтные, колпаковые и др.) широко применяются для термообработки изделий в различных отраслях российской промышленности: в металлургии, энергетическом машиностроении, металлообработке, керамическом и стекольном производстве. Использование автоматизированных систем управления при термической обработке повышает качество продукции и облегчает труд обслуживающего персонала. Современное оборудование и новые методы автоматического управления позволяют снизить затраты на ремонт и обслуживание оборудования, получить экономический эффект от рационального использования энергоресурсов вследствие оптимального управления

технологическим процессом. Предлагается модернизация системы управления электропечами с учетом таких технологических потребностей, как точное регулирование температуры, возможности быстрой смены режимов при обработке различных видов изделий. Работа современных систем управления электропечами сопротивления базируется на современных электронных ПИД-регуляторах температуры и полупроводниковых приборах управления нагрузкой, что позволяет точно поддерживать заданный температурный режим, экономить электроэнергию, повысить надежность работы печи.

В подобной ситуации один из вариантов решения проблемы - проведение полной или частичной модернизации имеющихся печей

• снизить потребление электроэнергии на 10-30% в зависимости от модели и технического состояния электропечи;

• более точно поддерживать заданный температурный режим;

• увеличить срок службы нагревателей и их тепловую мощность (на 20-30%).

1. Патентный поиск и литературный обзор прогрессивных технологий.

Патент №1 G05D23/19, патентообладатель Акционерное общество открытого типа «Краснодарский электроремонтный завод» - УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕПИ СОПРОТИВЛЕНИЯ.

Изобретение относится к электротехнике и электротехнологии и может быть использовано для автоматического регулирования температуры в электрических печах сопротивления. Сущность изобретения заключается в том, что в известное устройство для автоматического регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные задатчик температуры, регулятор температуры, блок формирования импульсов, тиристорный силовой блок и датчик температуры, введены регулятор тока, датчики напряжения и тока, пропорциональный блок, три дифференцирующих блока и три пропорционально-дифференцирующих блока. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении качества регулирования температуры в электрической печи сопротивления.

Патент №2 G05F5/02, патентообладатель Лешков Владимир Васильевич -ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ.

Изобретение относится к области тиристорных регуляторов напряжения постоянного и переменного тока и может использоваться для регулирования мощности нагревателей, скорости вращения двигателей, величины выходного напряжения выпрямителей для питания электрохимических установок и других потребителей. В тиристорный регулятор постоянного и переменного напряжения, состоящий из выпрямителя переменного напряжения, тиристора, формирователя импульсов тока управления тиристором и источника управляющего напряжения, для обеспечения линейной зависимости выходного напряжения от управляющего напряжения введены интегратор выпрямленного напряжения, ключ, шунтирующий конденсатор интегратора и управляемый выпрямленным напряжением, и компаратор, ко входам которого подключены выход интегратора и источник управляющего напряжения, а выход соединен с формирователем импульсов тока управления тиристором. Технический результат - достижение линейной зависимости между управляющим и выходным напряжением в предлагаемом техническом решении достигается за счет сравнения управляющего напряжения с напряжением косинусоидальной формы, формируемым интегратором из выпрямленного напряжения.

Патент №3 G05D23/19, Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) - ЧАСТОТНО-ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ НАГРУЗКОЙ.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей регулятора напряжения благодаря выравниванию тока нагрузки между фазами. В состав устройства входят клемма для подключения источника сигнала задания, сумматор, интегратор, с первого по третий релейные элементы, с первого по шестой компараторы, с первого по третий динамические D-триггеры, клеммы шин напряжения сети фаз А, В, С, с первого по девятый силовые ключи, резисторы нагрузки, шина нулевого потенциала, датчики тока, из которых каждый включает в себя трансформатор тока, демодулятор (выпрямитель) и сглаживающий фильтр. Существенным отличием предлагаемого устройства являются его повышенные энергетические показатели, достигаемая за счет того, что каждая из фаз напряжения сети работает в режиме многозонной частотно-широтно-импульсной модуляции, что оказывается возможным благодаря введению силовых ключей в фазы А, В, С и их соответствующего подключения к выходам D-триггеров