Индукционная плавильная установка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИН (19) (И) (59 4 Н 05 В 6 08

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3778804/24-07 (22) 10.08.84 (46) 07. 11.88. Бюл. )(41 (7 1) Производственное объединение

"Центроэнергоцветмет" (72) А.С.Перецман, В.А.Коган и Г.А.Красюков (53) 621.365 ° 52(088.8} (56) Труды ВНИИЭТО, М.: Энергия, вып. 7, 1975; с. 78.

Фотиев М.М. Электропривод и электрооборудование металлургических и литейных цехов. †. М.: Металлургия, 1983, с. 165. (54)(57} 1. ИНПУКПИОННА rum,HHnIiHAH

УСТАНОВКА, содержащая печной транс- . форматор с выключателем и датчиком напряжения на высокой стороне,к низкой стороне которого через тиристорный ключ, снабженный блоком управления, подключен колебательный контур из параллельно соединенных индуктора

I и конденсаторной батареи, часть конденсаторов которой включена через электромагнитные контакторы, автоматический регулятор мощности, к входам которого подключены датчики тока и напряжения контура, блок ручного ввода команд управления, переключающие выходы которого соединены с управляющими входами электромагнитных контакторов конденсаторной батареи, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы установки и увеличения ее производительности, установка снабжена двумя дополнительными электромагнитными контакторами, датчиком исправности тиристоров, датчиком наличия тока в цепи тиристоров, датчиком полностью открытого тиристорного ключа и логическим блоком, содержащим формирователь уровня, триггер, десять элементов И-НЕ, четыре элемента НЕ и два элемента задержки, первый вход первого элемента И-HE подключен к разрешающему выходу блока ручного ввода команд, а выход — к первому входу второго элемента И-НЕ, соединенному выходом с управлякщим входом первого дополнительного контактора, включенного последовательно с тиристорным ключом, с входом первого элемента НЕ и первым входом третьего элемента

И-НЕ, к второму входу которого подключен выход датчика исправности тиристоров ключа, связанный также с первым входом первого плеча триггера и первым входом четвертого элемента

И-НЕ, к второму входу которого подключен выход пятого элемента И-НЕ, первый вход которого связан с запрещающим выходом блока ручного ввода, второй его вход — с выходом четвертого элемента И-НЕ и первыми входами шестого и седьмого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с вы" ходом блока выбора режима, к третьим входам шестого и седьмого элементов

И-HE подключены соответствующие выходы автоматического регулятора, выход шестого элемента -HF, соединен с вторым входом первого плеча триггера, выход которого через второй элемент НЕ подключен к входу первого элемента задержки, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, а выход — с вторым входом первого элемента И-HF. и с первым входом блока управления тиристорного ключа, к второму входу которого под1436285 ключен выход датчика напряжения на высокой стороне печного трансформатора, а к выходу — вход датчика полностью открытого тиристорного ключа, вход формирователя импульсов соединен с вь ходом датчика наличия тока тиристорного ключа, а выход — с первым входом восьмого элемента И-НЕ и через третий элемент НŠ— с первым входом девятого элемента И-НЕ, выход которого через четвертыи элемент НЕ и второй элемент задержки подключен к первому входу второго плеча триггера второй вход девятого элемента И-HE соединен с выходом датчика полностью открытого тиристорного ключа, выход восьмого элемента И-НЕ подключен к первому входу десятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вы1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано при индукционной плавке металлов и сплавов.

Цель изобретения — повышение надежности работы установки и увеличение ее производительности, На фиг.1 изображена структурная схема индукционной установки, на фиг.2 — схема логического блока, на фиг.3-5 — электрические схемы датчиков: исправности тиристоров, наличия тока в цепи тиристоров и полностью открытого тиристорного ключа; на фиг.6 — схема блока управления тирис- 15 торным ключом, на фиг.7 — блок ручного ввода команд управления.

Индукционная установка промьппленной частоты содержит печной регулируемый трансформатор 1 с выключателем 2 на высокой стороне, индуктор 3, батарею компенсирующих конденсаторов

4, коммутируемых электромеханическими контакторами 5,датчики тока 6 и напряжения 7, подключенные к автома25 тическому регулятору 8, тиристорный ключ 9, блок 10 управления с подклю:ченным датчиком напряжения на высокой стороне трансформатора 11, блок

12 ручного ввода команд управления . ходом четвертого элемента И-НЕ, третий вход — с выходом седьмого элемента И-НЕ, четвертый вход — с выходом датчика полностью открытого тиристор ного ключа, а выход десятого элемента И-НЕ подключен к входу восьмого элемента И-НЕ и управляющему входу второго дополнительного контактора, включенного параллельно тиристорному ключу е

2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что датчик исправности тиристоров выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора диода и катушки реле, шунтированной конденсатором, причем концы цепочки служат входом датчика, а .замыкающий контакт реле —. выходом.

Установка оснащена двумя дополнитель- ными контакторами 13 и 14 (последовательно включенным тиристорному ключу контактором 13 и параллельно подключенным контактором 14), датчиком

15 исправности тиристоров, датчиком

16 наличия тока в цепи тиристоров, датчиком 17 полностью открытого тиристорного ключа, логическим блоком

18, причем выходы датчика 16 тока в цепи тиристоров, включенного в цепь тиристорного ключа 9, датчика 15 исправности тиристоров, подключенного параллельно тиристорному ключу, и датчика 17, вход которого соединен с выходом блока 10 управления тиристорами, подсоединены к входам логического блока 18.

Кроме того, входы логического блока 18 соединены с выводами блока (2 и автоматического регулятора 8, а к выходам логического блока 18 подключены входы блока 10 управления тиристорами, вход выключателя 2 и управляющие входы контакторов 13 и 14.

Логический блок 18 (фиг.2) содержит элементы И-НЕ 19-28, элементы

НЕ 29-32, элементы 33 и 34 задержки, формирователь 35 уровня, триггер 36, причем вход формирователя 35 уровня, 3 143628 первый вход первого плеча триггера

36, первые входы первого 19, третьего 21, четвертого 22, пятого 23, восьмого 26, десятого 28, по два входа шестого 24 и седьмого 25 элементов И-HF — входные каналы логического устройства„ выходы первого 19 и третьего 21 элементов И-НЕ подключены к входам второго элемента И-НЕ 20,. 1О выход которого соединен с вторым входом третьего .элемента И-НЕ 2 1 и через первый элемент НЕ 29 подключен к первому входу первого элемента 33 задержки, выход четвертого элемента И-HF. 22 15 соединен с вторым входом пятого элемента И-HE 23, выход которого подключен к вторым входам четвертого 22, десятого 28 и к третьим входам шестого 24, седьмого 25 элементов И-НЕ, 20 выход шестого элемента И-НЕ 24 соединен с вторым входом первого плеча триггера 36, а выход седьмого элемента И-НЕ 25 соединен с третьим входом десятого элемента И-НЕ 28, выход фор- 25 мирователя 35 уровня через третий элемент НЕ 31 соединен с вторым входом восьмого элемента И-НЕ 26, выход которого через четвертый элемент НЕ

32 и второй элемент 34 задержки под- 30 ключен к первому входу второго плеча триггера 36, кроме того, выход формирователя 35 уровня соединен с первым входом девятого элемента И-HE 27, выход которого соединен с четвертым входом десятого элемента И-НЕ 28, а выход последнего соединен с вторым входом девятого элемента И-НЕ 27, и выходы второго 20 и десятого 28 элементов И-НЕ, а также выход триггера 4п

36 через второй элемент НЕ 30 и первый элемент 33 задержки подключены к выходным выводам логического устройства.

Датчик 15 испраВности тиристоров 45 содержит цепочку из последовательно соединенных .резистора 37, диода 38, катушки реле 39, шунтированной конденсатором 40. Концы цепочки являются входом датчика, подключенным к бло- БО ку 12, а через размыкающие контакты

13 — к тиристорному ключу 9. Датчик

16 наличия тока в цепи тиристоров (фиг.4) содержит датчик 4 1 тока, трансформатор 42, резистор 43, выпря мительный мост 44; конденсатор 45 и стабилитрон.46, его выход подключен к входу формирователя 35. Датчик 17 полностью открытого тиристорного клюI

4 ча содержит усилитель 47 и реле 48, выходом которого служит замыкающий контакт реле 48.

Схема блока 10 управления тиристорами (фиг.6) выполнена на цифровых элементах. Ее элементами являются синхронизатор 49, делитель 50, элементы И 51-58, элемент НЕ 59, счетчик

60 задания, счетчик 61 считывания, элемент ИЛИ 62, генератор 63 импульсов, триггер 64, одновибраторы 65 и 66, генератор 67 наполнения и усилители 68 и 69.

Блок 12 ручного ввода команп управления (фиг. 7) содержит выключатель

70 на высокой стороне, ключ 71 выбора режима и кнопки "Пуск" 72 и

"Откл ." 73.

Индукционная установка работает следующим образом.

При нажатии в блоке 12 кнопки

"Пуск" 72 на входы датчика 15 исправности тиристоров подается напряжение источника 1 питания и при условии исправности тиристоров ключа 9 срабатывает реле 39, через замыкающие контакты которого нулевой сигнал поступает на первый вход третьего элемента И-НЕ 21 в логическом блоке 18.

При наличии нулевого сигнала на первом, входе первого элемента И-НЕ

19, который поступает с ключа управления высоковольтным выключателем 2, расположенного в блоке 12, и соответствует включенному положению, на выходе второго элемента И-НЕ 20 появляется команда на включение последовательного контактора 13. Одновременно с выхода второго элемента И-HF. 20 сигнал поступает на второй вход третьего элемента И-НЕ 21, блокируя состояние элемента 20 при исчезновении сигнала на первом входе элемента 21.

Кроме того, при срабатывании реле 39 в датчике 15 исправности тиристоров на первый вход первого плеча триггера 36 поступает нулевой сигнал, который перебрасывает триггер, формируя через второй элемент НЕ 30 единичный сигнал на втором входе второго элемента 34 задержки, выполненного на элементе НЕ с диодно-емкостной цепочкой. И при наличии единичного сигнала на первом входе элемента 34 задержки, т.е. при условии нулевого сигнала на выходе элемента 20, соответствующего включению последовательного контактора 13, которьп, инверти5 1436285 6 руясь на первом элементе HF. 29, пос- с выдержкой времени, определяемой тупает на вход элемента 34 задержки, первым элементом 33 задержки. Нулевой на выходе элемента 34 появляется ко- сигнал поступает на вход второго племанда на включение блока 10 импульс- ча триггера ЗЬ и перебрасывает его но-фазового управления тиристорами в исходное состояние, посылая тем тиристорного ключа 9. Время задержки, самым в блок 10 импульсно-фазового определяемое элементом 34 задержки, управления тиристорами сигнал на отвыбирается несколько большим времени ключение тиристорного ключа 9. I включения контактора 13. Благодаря такой логике работы исПри включении блока 10 управления ключается возможность нагрева тирисна тиристоры ключа 9 начинают посту- торов и выхода их из строя (при естепать импульсы управления, фаза кото- ственном охлаждении вентилей) . рых дискретно меняется от < = 180 о

Отключение установки происходит до К = О, где < — угол регулирова- 15 следующим образом. При нажатии кнопния. Напряжение на нагрузке при,.этом ки "Откл." в блоке 12 на первый вход возрастает от О до номинального, т.е. четвертого элемента И-НЕ 22 (в логиосуществляется "Плавный старт", при ческом блоке 17) поступает нулевойкотором иг:кпюченьг броски тока, дина- сигнал, который через пятый элемент мические удары и т.д, 2п И-НЕ 23 поступает на вход десятого

При = О, т.е. после того, как элемента И-НЕ 28, формируя íà его выокончен "Старт", с выхода блока 10 ходе сигнал на отключение контактоуправления через датчик 17 поступает ра 14. При этом происходит переход сигнал на первые входы восьмого 26 тока на тиристорный ключ 9 и появиви десятого 28 элементов И-НЕ. Одно- 25.шийся сигнал с датчика 16 тока через временно с датчика 16 наличия тока в цепочку элементов 31, 26 и 32 с зацепи тиристоров, через цепочку из держкой, определяемой первым элеменформирователя 35 уровня и девятого том 33 задержки, поступает на вход элемента И-HE 27 на второй вход деся- второго плеча триггера 36, формируя. того элемента И-НЕ 28 поступает еди- дО тем самым на выходе триггера команду ничный сигнал. При условии наличия на отключение тиристорного ключа 9. единичных сигналов на двух остальных Время задержки, определяемое первым входах десятого элемента И-HF. 28 на элементом 33 задержки, выбирается неего выходе появляется нулевой сигнал, . cKQJIbKo большим времени включения который дает команду на включение З контактора 14. параллельного контактора 14. Одновре- В автоматическом режиме при устаменно с выхода элемента 28 сигнал по- новке в блоке 12 ключа выбора режима ступает на второй вход девятого эле- в автоматическое положение на первые мента И-HE 27, тем самым блокируя со- входы шестого 24 и седьмого 25 элестояние элемента 28 при исчезновении дб ментов И-HE (в логическом блоке 17) сигнала с датчика 16 тока в цепи ти- поступает единичный сигнал, который ристоров после включения контакто- дает разрешение на прохождение через ра 14. эти элементы командных сигналов от

I н Il "

Включение контактора 14 при описан- автоматического регулятора о. Вкл. ной логике работы возможно лишь толь- 45 на второй вход шестого элемента И-НЕ ко при наличии тока в цепи тиристор- 24 и "Откл." — на второй вход седьного ключа 9 и при eL = О, тем самым мого элемента И-HE 25, полностью исключается возможность В автоматическом режиме индукционвключения индукционной установки на ная плавильная установка работает полное напряжение сети. яп следующим образом. При отклонении

Одновременно с формирователя 35 фазового угла за пределы заданной зоуровня через третий элемент НЕ 3 1 ны нечувствительности автоматическим единичный сигнал поступает на второй регулятором 8 подается единичный сигвход восьмого элемента И-НЕ 26 и че- нал на второй вход седьмого элемента рез четвертый элемент HF. 32 на первый r5 И-НЕ 25 с целью отключения сипового элемент 33 задержки. Если по какой- . питания. После исчезновения напряжелибо причине тиристорный ключ 9 не ния на индукционной установке в регу будет шунтирован контактором 14, ток ляторе 8 формируется сигнал на перепродолжает поступать через тиристоры ключение конденсаторной батаггеи 3 и. 14362 изменение ее емкости нл одну ступень, в нужную сторону посредством электромагнитных контакторов 4. После этого в регуляторе осуществляется сброс

5 этого сигнала, что вызывает автоматическое появление единичного сигнала на втором входе шестого элемента

И-HE 24, тем самым вызывая включение тиристорного ключа 9 через блок импульсно-фазовorо управления тиристорами 10.

Блок импульсно-фазового управления тиристорами выполнен цифровым и работает следующим образом.. В момент перехода синус оидального напряжения питания через нулевое значение синхронизатор 49 выдает сигнал через делитель 50 и элемент И 51 на второй вход счетчика 60 задания. При наличии yg на его первом входе разрешающего сигнала из логического блока 18 входные импульсы изменяют состояние счетчика 60 с дискретностью, определяемой коэффициентом деления делителя 50, В момент поступления на вторые входы элементов И 52, 54-56 импульсов с выхода синхронизатора 49 происходит запись в счетчике 6 1 считывания числа, определяемого состоянием счетчика 60 задания. Одновременно с этим через элемент ИЛИ 62 запускается re85 8 нератор 63 импульсов. Импульсами этого генератора заполняется счетчик 6 1 считывания. В момент заполнения счетчика 6 1 считывания через элемент ИЛИ

62 блокируется работа генератора 63 и происходит переброс триггера 64.

В одном из выходных каналов происходит формирование управляющего сигнала одновибратором 66 или 65, заполнение его высокочастотными импульсами генератора 67 и усиление элементами 68 и 69, после чего импульсы подаются на управлякщие электроды силовых тиристоров тиристорного ключа 9. !

После заполнения счетчика 60 задания с его выхода через элемент HE 59 и элемент И 53 сигнал поступает на второй вход элемента И 51.

Кроме того, сигнал с выхода элемента И 53 поступает на вход датчика

17, представленного и включающего в себя усилительный элемент 47 и реле 48.

Таким образом в предлагаемой индукционной плавильной. установке осу" ществляется плавное включение колебательного контура.

Благодаря описанной логике работы установка имеет повышенную надежность. в нештатных режимах, исключается воэможность включения индукционной установки на полное напряжение питания.

14 34 285

Окончание гыажоео

cmugmo

1436285

1436285

1436285

2208

72

380 б

Фиг.7

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор .Л. Гратилло

Заказ 5660!57

Тираж 832

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпрйятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4