Магнитодинамическая установка

 

Изобретение откосится к электротехнике . Цель изобретения - повышение нздеж ности работы установки путем устранения перегрузки токами высших гармоник лягающей сети и расширение области использования. Наличие коммутатора, блока вычисления коэффициента перегрузки и порогового элементе позволяет отстроиться от перегрузки токами высшиу гармоник при сохранении заданного сдвига фаз между напряжениями на даух электромагнитных системах, пои которое обеспечивается максимальная эффективность использования электроэнергии в технологическом процессе. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 05 В 6/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1372630 (21) 4738282/07. (22) 18.09.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) Б.П, Борисов, О.П. Зубюк и Ы.В, БондареНКО (53) 621.365.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1372630, кл. Н 05 В 6/08, 1986, (54) ЫАГН ИТОДИ НАЫИЧ ЕСКАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к электротехнике. может быть применено в системах электроснабжения и питания электротехнологических установок типа канальных индукционных печей, миксеров, магнитодинамических установок и др., имеющих по меньшей мере две электромагнитные системы, и является усовершенствованием технического решения по авт. св. hh 1372630.

Цель изобретения — повышение надежности работы установки путем устранения перегрузки токами высших гармоник питающей сети и расширение области использования.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки; на фиг, 2- схема коммутатора напряжений;.на фиг. 3 — схема подключения порогового элемента к блоку вычисления коэффициента перегрузки; на фиг. 4 — схема блока управления компенсирующей конденсаторной батареей регулируемой мощности.

Установка состоит иэ первой электромагнитной системы (ЭЫО) 1, второй элект„„SU „„ 1697278 А2 (57) Изобретение относится к электоотехнике. Цель изобретения — повышение надежности работы установки путем устранения перегрузки токами высших гармоник питающей сети и расширение области использования.

Наличие коммутатора, блока вычисления коэффициента перегрузки и порогового элемента позволяет отстроиться от перегрузки токами высши;: гармоник при сохранении заданного сдвига фаз между напряжениями на двух электромагнитных системах, пои котором обеспечивается макымальная эффективность использования электроэнерГии в технологическом процессе. 4 ил. ромагнитной системы {ЗЫС2) 2, соответствующих им батарей компенсирующих регулируемых конденсаторов 3 и 4 с их блоками

5 и 6 управления, датчиков напряжения 7 и

8 (трансформаторов напряжения), фазовращающего блока 9, блока 10 выделениязнака и разности фаз, блоков 11 и 12 управления реактивными элементами 13 и 14 (например, емкостными) регулируемой мощности, коммутатора 15 напряжений, блока 16 вычисления коэффициента перегрузки токами высших гармоник, порогового элемента 17.

Коммутатор 15 напряжения (фиг, 2) содержит генератор 18 прямоугольных- импульсов с регулировкой частоты (таймер), на вход которого подведено напряжение питания, в то время как выход таймера подключен к первому входу элемента И-НЕ 19, инверсный выход которого подключен к первому входу двоичного счетчика 20. три выхода которого подключены к первым трем входам дешифратора 21, преобразующего три разряда двоичного кода в восемь разрядов позиционного кода. Первый инверсный

1697278 4гход дешифратора 21 подклк)чен к входу ! транзисторного ключа 22, выход которого

: подключен к входу реле 23. Второй, третий, четвертый инверсные выходы дешифрэтора

21 подключены к входам транзисторных ключей 24 — 26 соотвегственно 25, выходы которых подключены к входам реле 27--29, Выходы реле 23. 27 — 29 соединены с шиной питания этих реле. Пятый, шестой, седьмой инверсные выходы дешифратора 21 подключены к входам элемента ЗИ-НЕ 30, инверсный выход которого соединен с четвертым входом дешифратора 21 и входом элемента

31, инверсный выход которого соединен с входом элемента 32, инверсный выход которого соединен с вторым входсм двоичного счетчика 20. Входы элемента ЗЗ соединены с пороговым элементом 17, а инверсный выход элемента 33 подключен к второму входу элемента 19.

В качестве блока 16 вычисления коэффициента перегрузки (фиг. 1) могут использоваться серийные приборы, вычисляющие коэффициент несинусоидальности напряжения и тока, например прибор для контроля несинусоидальности формы кривой и напряжения типа AH или любой другой, аналогичный, имеющий аналоговый выход.

В качестве порогового элемента 17 (фиг

3) использован компаратор, первый вход ко/ торого постоянно подключен к аналоговому выходу блока 16 вычисления коэффициента перегрузки; на второй вход подается наг1ряжение уставки, а выход подклк)чен к блокам

5 и 6 управления батарей компенсирующих регулируемых конденсаторов 3 и 4 и входам элемента И-НЕ 33 коммутатора 15 напряжений.

Блок 5 управления батареей компенсирующих регулируемых конденсаторов (фиг.

4) содержит переключатель 34 ступеней напряжения, к которому подведена одна фаза питающей сети (A), первые три вывода которого, соответствующие первой, второй и третьей ступеням, соединены: входом реле

35 времени, входом реле 36, замыкающим контактом 37 реле 35 времени и первым замыкающим контактом 38 реле 39, причем оба контакта соединены с катушкой реле 39, эти же три вывода соединены с замыкающим контактом 40 реле 41 времени, замыкающим контактом 42 реле 43 времени, замыкающим контактом 44 реле 45 времени. Контакт 40 соединен с первым выводом катушки реле 43 и первым выводом катушки контактора 46. контакт 42 соединен с первым выводом катушки реле 45 и первым выводом катушки контактора 48. Вторые три вывода переключателя 34 ступеней напряжения, соответствующие первой, ВТо5

20 рой и третьей ступеням, через размыкающие контакты 49-51 реле 41 времени соединены с первыми выводами катушек контакторов 46—

48 соответственно, вторые выводы которых соединены с вторым замыкающим контактом 52 реле 39, Вгорые выводы катушек реле 35, 36, 39, 43 и 45 и контакта 52 реле 39 соединены с другой фазой питающей сети (В), Первый вывод реле 41 времени подключен к пороговому элементу 17, а второй вывод соединен с землей, Блок 6 управления батареей компенсирующих регулируемых конденсаторов 4 выполнен аналоги но блоку 5.

Установка Оаботает следующим образом.

В нормальном режиме работы устройства пи тания индукционной установки. когда перегрузка реактивных элементов устройства находится в допустимых пределах, напряжение на входе порогового элемента 17 меньше напряже

5G

55 ния уставки, а напряжечие на выходе порогового элемента соответствует напряжению логического "О". Это напряжение подается на входы элемента 33, тогда на входы элемента 19 подается напряжение, соответствующее напряжению логической "1", а на выходе элемента 19 напряжение логического "0", и двоичный счетчик 20 осуществляет выработку двоичного кода в соответствии с номером пары приходящих импульсов, поступающих с таймера 18. С поступлением первой пары импульсов на двоичный счетчик 20 на его выходах образуется двоичный код, соответствующий первой паре импульсов, Этот код поступает на входы дешифратора 21, который преобразует три разряда двоичного кода в первый разряд позиционного кода, на первом выходе дешифратора появляется логическая "1". транзисторный ключ 22 переходит в открытое состояние и включает реле 23, которое через первую пару своих контактов (не показаны) подключает блок 16 вычисления коэффициента перегрузки к реактивному элементу 13 регулируемой мощности, а пороговый элемент

17 через вторую пару контактов — к блоку 5 управления батареей компенсирующих конденсаторов. Напряжение 11к, пропорциональное напряжению гармоники, поступает на вход порогового элемента 17, где сравнивается с напряжением уставки Uyc>, пропорциональным допустимой. перегрузке реактивного элемента устройства токами высших гармоник, Если напряжение 0< меньше напряжения уставки, напряжение на выходе порогового органа соответствует напряжению логического О", и блоки 5 и 6 управления батареей компенсируюв1их конденсаторов 3 и 4 работают в нормальном

1697278

6 режиме (от переключателя ступеней напряжения). При этом работа устройства аналогичная работе прототипа: при ручном переключении ступени напряжения переключателем 34 (фиг. 4). например, на втc póþ ступень срабатывают реле 35 и 36. После;— нее с помощью установленных в блоке 12 управления реактивным элеме -;том "- : регулируемой мсщнос" и своих ргзмьи<ающих контак-ов размьп<ает цепи входом, чем Йл=кируется срабатывание блока. После ср:. ;атывани реле 35 времени . выдержкой времени замыкается ьго контакт 37, чем обеспечивается сраба:ь,ванио реле 3,-, тушка которо;о питается через первый замыкающий контакт 38, а через «торой замыкающий конта <т 52 obec!ne÷èâe:-:-:ся срабатывание катуш и кон актора 47, Е,.":: напряжение на вь.ходе гюрогового элемента СООтВЕтСтВУЕт НаПРЯжЕНИЮ ЛОГИЧЕСКОГО 0", то через время s, задаваемое в таймера

18, на двоичный счетчик 20 поступает вторая пара импульсов, на выходе счетчика бразуется двоичный код, соответствующии второй паре импульсов, этот ксд поступает на входы дешифратора 21, который npeoGразует этот код во второй разряд позиционного кода. На втором выходе дешифра,о;.::-появляется логическая "1", транзисторн: и ключ 24 переходит в открытое состояние и включает реле 27, которое через г ерв; ю:,вру своих контактов подключает блок 16 вычисления коэффициента перегрузки к батарее компенсирующих конденсаторов 3, а пороговый элемент 17 через вторую пару контактов к блоку 5 управления батареей компенсирующих конденсаторов 3. На первом выходе дешифратора появляется логи .еский "0", транзисторный ключ 22 переходит в закрытое состояние и отключает реле 23. Е:,ли напряжение на выходе порогового элемента соответствует напряжению логического

"0", то через некоторое время с таймера 18 на двоичный счетчик 20 поступает третья пара импульсов, на выходе счетчика образуется двоичный код, соответствующий третьей паре импульсов, этот код поступает на вход дешифратора 21, который преобразует этот код в третий разряд позиционного кода. На третьем выходе дешифратора появляется логическая "1", транзисторныи клю- 25 переходит s открытое состояние и включает реле 28, которое через первую пару своих контактов подключает блок 16 вычисления коэффициента перегрузки к реактивному элементу 14 регулируемой мощнос1и, а пороговь.й элемент 17 через вторую пару кочтактов к блоку 6 управления батареей компенсирующих;<онденсаторов 4. На втором выходе дешифратора появляется логи5 !

2 ;. .

3 .

ДГ;

50 ческий "0", транзисторный ключ 24 переходит в закрытое состояние и отключает реле

27. Если напряжение на выходе порогового элемента соответствует напряжению логического "0", то через некоторое время с таймера 18 на двоичный счетчик 20 поступает

".e;â8ртая пара импульсов, на выходе счетч.::ка образуется двоичный код, соответству::

- сое":; lарвую nару своих к< нтактов подключаа; блок 1, вычисли-ия коэффиц,.ента пе18;- -.,;зки к îàта ее компенсирующих конде ;.ñàòopñâ "., а пороговь и элемент 17

-,.-рез вторую nÿoó l.oíòàêòoâ — блоку 6 управления батареей компе:-.:сирующих конденсаторов 4, На третьем выхсде дешифратора появляется логическии 0", транзистооный ,;, оч 25 n;.„: e«од т в закрытое состояние и откл Очаат реле 28. Если напряжение на вы. Ода п рогово-.. элемента 1 ° соответствует напряжению ло;лчес ого 0", то через некоTopee Bpei . с тай. .ерэ 18 н; 1воичный счетч!1., 0 поступает пя1а .l Рврэ импульсов, на выходе с -.--, -.икз образуется двоичный код, соответств, .Ощ:::., п>! оА паре импульсов, зтг код .,Ост,.1агт на;:,ходы дешифратора

2", ко1орый преобоазует этот код в пятый эазряд позиционного кода. На четвертом выхс де дешифр;.тора появляется логический 0", транэи.торный ключ 26 переходит в закрытое состслние и "тключает реле 29. На пятом выхода дешифратора появляется логи° аская "i, на выхсде элемента 30 — логический "0".. на выходе элемента 31 — логическая

"1". на выходе э,.емента 32 — логический "0", ::оторый поступdeT на второй вход двоичного с 81 ка 20, осуществляя его сбро и усман:э.—. в исход.-:oe состояние. Логический

"0", посту-.е ощий ".. выхода элемента 30, пост, пееТ на четве; — ый вход дешифратора 21 и осуществляет его установк в исходное состоАние, и сл;;- -l:.:! о цикл подключения повторяе ся. 1<ог,:.э перегрузка реактивных ."-лемен1oв vc pollcTeà выше допустимой. напряжение .. больше напряжения д ставки

L1y -; и напря;.::ение на выходе nopolosoro элем:. га "..",теновится равным напряжению ло»че;. 1". Это напряжение постугает на вход. з.; ;—;ента 33,тогда на второй вход элема: —: =, 19 постуг ает напряжение логического "О, в 10 время как на первом входе элемента :3 напряжение логической

" 1", на выходе э;:-:ü. .8!-.òç 19 напряжение логической "1,,s" блокирует работу счетчика

1697278

20, и контрол - напряжения на перегруженНоМ реактивном элементе продолжается до момента исчезновения недопустимой перегрузки. Появление на выходе порогового элемента напряжения логической 1" приводит к срабатыванию реле 41 времени. При срабатывании реле 41 времени с выдержкой времени размыкаются его контакты 49-51 и предотвращают подачу напряжения на катушки контакторов 46-48 при ручном переключении сгупени напряжения переключателем 34, замыкается его контакт 40., который подает напряжение на катушку контактора 46 и включает реле 43 времени, Последнее с выдержкой времени замыкает контакт 42, который подает напряжение на катушку контактора 47 и включает реле 45 времени, замыкающее с выдержкой времени контакт

44, который подает напряжение на катушку ко н та кто ра 48.

При исчезновении нецопустимой перегрузки напряжение (3 становится меньше напряжения уставки Uycr и на выходе порогового элемента устанавливается напряжение логического "О", снимаешься питание реле 41 времени, замыкаются его контакты

49 — 51, снимэе ся питание реле 43 и 45 времени, размыкаются контакты 40, 42 и 44.

Е лок управления батареей компенсирующих конденсаторов возвращается к работе в нормальном рех<име от переключателя 34 ступеней напряжения.

Изобретение позволяет расширить область использования и отстроиться от резонансных перегрузок высшими гармониками при соблюдении требований технологического процесса, так как эффективность использования электроэнергии в технологическом процессе различных индукционных канальных установок, таких как канальные печ"„ миксеры, магнитодинамические устройства, имеющих по меньшей мере две электромагнитные системы, зависит не только от величин напряжений на электромагнитных

5 системах, но и от соотношения на них начальных фаз напряжений. В индукционных канальных печах от этого соотношения зависит ин енсивность тепломассообменного процесса. а в магнитодинамических установках—

10 электромагнитная сила, под давлением которой происходит движение металла в литейные формь.. Поэтому регулирование величины напряжения в таких установках должно вестись при постоянном оптималь15 ном для данного типа установки угле сдвига начальных фаз напряжений на первой и второй электромагнитных системах.

Формула изобретения

Магнитодинамическая установка по авт. св, %1372630,отл ича ю ща я с я тем, что, с целью повышения надежности работы установки путем устранения перегрузки то25 ками высших гармоник питающей сети и расширения области использования, в установку введены блок вычисления коэффициента перегрузки токами высших гармоник, пороговый элемент и коммутатор напряже30 ния, к входам которого подключены выходы батарей компенсирующих конденсаторов и реактивных элементов регулируемой мощности, выход коммутатора соединен через блок вычисления коэффициента перегрузки

35 токами высших гармоник с входом порогового элемента, первые два выхода которого подключены к входам блоков управления батарей компенсирующих конденсаторов, а третий — к блокирующему входу коммутато-.

40 рв напряжения, 1697278

1697278

3>

Составитель О.Тупак

Техред М.Моргентал

Редактор Н.Химчук

Корректор М.Кучерявая

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4316 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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