Устройство для ограничения тока в разрядных установках

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (i>) 870221

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16.12.74(21) 2090292/07 (51) М. Кл.

Н 05 В 7/16 с присоединением заявки №Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изооретвний н открмтий (23) Приоритет— (43) Опублнковано25,09.77:Бюллетень №. Э1 (53) УДК 621.3t 5..91 (088.8) (45) Дата опубликования описания 1Q 10 77

А, В, Виноградов, B. И. Белозеров,,В. И. Матвеев, Б. Н,. Арзамасов, Д. И. Браславскнй и Л. М, Мулякаев (72) Авторы изобретения

Московское ордена Ленияа и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им, Н, 3, Бау .апа и Аосковский машиностроительный завод "Салют" (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИ ЧЕНИЯ ТОК -.

В РАЗРЯДНЫХ УСТАНОВКАХ

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано, например в установках тлеющего разряда для химико-термической обработки изделий.

Известны устройства для ограничения тока путем уменьшения или отключения питающего напряжения при возникновении дугового разряда. (1$

Недостатком указанных устройств явля-, ется нх инерционность, так как скорость нарастания тока ограничивается индуктивностью цепи питания установки. .Наиболее близким является устройство в котором коммутационный орган выполнен в виде серии параллельно соединенных цепочек, каждая из которых состоит из после д довательно: включенттого управляемого ключи. и конденсатора 12) . Коммутационный орr8H подключен параллельно к раме тлеющего разряда. Система переключении, связанная с серией конденсаторов, при мгновенных изменениях разрядного промежутка подключает последовательно друг за другом конденсаторы параллельно к разрядной камере для кратковреме;наго шунтирования тока нагрузки. Когда предыдущий конденсатор подключен к камере, .последуюц1ий в т это время, разряжаясь rra сопротттитенив, готовится к очередному ет о подключению к камере.

Низкий КПД известно "о устройства объясняется тем, что для исключения недопустимо высоких значений тока через рабочую камеру при кратковременном ее шунтировании и деионизации,разрядного промежутка приходится использовать шунтирующие конденсаторы в несколько сотен микрофарад.

Зиергия же, накопленная íà конденса 1 торе, пропорциональная величине емкости конденсатора и квадрату напряжения на нем, сбрасывается на сопротивление при отключении конденсатора от камеры. При подключении конденсатор заряжается до входного напряжения или несколько больше входного в случае колебательного контура L -С.

При недостаточной величине емкости конденсаторов после подключениями конденсатора к камере скорость нарастания напряжения на камере будет большой и нй исключена возмож570221 ность повторного возникновения дугового изменения разряда.

Цель изобретения - повысить КХЩ установки путем уменьшения потерь энергии в разрядных сопротивлениях. 5

Это достигается тем, что встречно-параллельно одному из тиристорных ключей подключен диод, анод которого через цепочку иэ стабилитрона, подключенного к нему катодом, и диода, анод которого соединен 0 с айодом стабипитрона, связан с упрахмтяющим электродом второго ключа, «атод которого через элемент, задержки блока управления иод«пючен к управляющему эпектроду дополнительного ключа, включенного между !5 анодами двух указанных гй ючей анодом к аноду второго ключа.

Устройство позволяет отключить рабочую камеру на любое предварительно заданное, регулируемое время путем закрытия тиристо 20 ра в цепи питания камеры.

Приведенное конструктивное решение позволяет использовать величины емкостей шунтирующих конденсаторов на порядок мень ше, а сумму емкостей двух конденсаторов 25 много меньше величины емкости одного шунтируюшего конденсаторе известного устройства. Следовательно, за один цикл работг данного устройства энергии будет теряться меньше и тем самым повыситщ-КГИ. ЗО

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства; на фиг. 2а - график тока через рабочую камеру; на фиг. 26 «график на пряження на шунтирующкх конденсаторах.

Устройство состоит из рабочей камеры тлеющего разряда (КТР), источника питания ИПН с дросселем Др, датчика тока, ДТ, тиристэрных ключей Д - Д, диодов

Д. - Д, стабилитрона Д6, шунтирующих конденсаторов С и С>, разрядных сэпро- 4О тивлений Я и Д и блока управления (БУ).

Последний сэдержйт пусковое устройство

ПУ, датчик тока QT, схему сравнения СС, источник опорного напряжения ИОН, регуI лируемую линию задержки РЛЗ н коммути- 45 рующий элемент В, служыций для пэдклю чения устройства регулировки длительности импульсов РДИ.

Устройство работает следующим образом. При подаче сигнала эт пускового устройства ПУ на управляющий электрод тиристора Д последний открывается, к камере тлеющего разряда KTP прикладываетСя входное напряжение эт источника постоянного напряжения ИПН и в разрядном промежутке зажигается тлеющий разряд.. Напряжения на конденсаторах С и С2 равны нулю.

При переходе тлеющего разряда в дуговой пг эисхэдит резкое увеличение тока через камеру, которое нужно предотвратить. Сиг нал с датчика. тока ДТ подается на одно плечо схемы сравнения СС, а на другое, плечо СС - опорное напряжение источника опорного напряжения ИОН.

Опорное напряжение выставляется таким, чтобы сравнение наступало до момента перехода тлеющего разряда в дуговой. При увеличении тока через камеру,сигнал с ДТ достигает величины опорного напряжения и начинает превышать ее.

Сигнал рассогласования подается на управляющий электрод тиристора Д, который в момент времени Ф.; открывается (см. фиг. 2) и подключает шунтируюший конденсатop С параллельно камере. "Гэк через камеру резко падает до нуля. Затем напряжение, прикладываемэе к камере по мере заряда С по цепи ИПН-ДР-Q -Й

3 2

C - ИПЯ, начинает возрастать.

При достижении напряжения на конденсаторе С (это же напряжение в данный мэ мент приложено и к рабочей камере) равного величине пробоя стабилитрэна Д6, выбранной порядка 20-30%>cvrU в момент вх времени г. подается сигнал на управляю-. щий электрод тиристора Д, который открывается и подключает С . К тиристэру Д> в обратном направлении прикладывается напряжение, равное разности напряжений на конденсаторах С, С (U — ц ) и тириесг тор Д закрывается. Камера отключается от источника постоянного напряжения.

С момента времени 12 конденсатор

С> разряжается на сопротивление А> и на разрядный промежуток камеры, а конденсатор С разряжается по цепи ИПН-Др1

-Д - С г — ИПН. Ввиду колебательного

i контура . — С конденсатор С < заАР ряжается до напряжения большего входного, тиристор Д закрывается, и конденсатор

С разряжается на сопротивление Й

Пр разржении кэ ден тора С до напряжения практически равного нулю в момент времени t включается регули3 руемая линия задержки РЛЗ, с которой через определенное зараннее установленное время $ пэдается импульс на управ3 o JL, . ляющий электрод тиристэра. Д, который открывается и подключает рабочую камеру к ИПН.

Подключение камеры к источнику осуществляется в момент времени (t - 1 когда устройство готово к пэследуюшему циклу работы. Прерывание тока в цепи питания камеры путем шунтирования ее и закрытия включенного тиристэра Ll> позволяет использовать малые величины конденсаторов, что приводит к повышению КПД устройства.

570221

Кроме того, устройство позволяет вести импульсную обработку материалов в камере при соответствующем подключении блока регулировки длительности имлульса

РДИ. 5

Формула изобретения

16

Устройство для ограничения тока в разрядных установках, например для йредотвращещения перехода тлеющего разряда в дуговой, содержащее две шунтирующие цепочки, подключенные параллельно разрядным электро- t5 дам, каждая из которых выполнена в виде фирис-.орного ключа, к катоду которого подсоединены включенные в параллель конденсатор и -paspspHoe сопротивление, и блок„ управления с. элементом; задержки времени, ЯО отличаюHlååся тем,что,сцелью

6 повышения КПД установки путем уменьшения потерь энергии в разрядных сопротивлениях, встречно-параллельно одному из тиристорных ключей подключен диод, анод которого через цепочку из стабилитрона, подключенного к нему катодом, и диода, анод которого соединен с анодом стабилит рона, связан с управляющим электродом второго ключа, катод которого через элемент задержки времени блока управления подклю чен к управляющему электроду дополнитель1 ного ключа,; включенного между анодами двух указанных ключей анодом к аноду вто- рого ключа.

Источники информации, принятые во внимание при:экспертизе:

1. Патент Швейцарии l4 343553, кл. 21 И 16/60,,1960.

2. Патент Швейцарии, М 3 82797, кл. 21 Q. 16/60, 1965.

870221

Ф !!

1 ! (Составитель, Н. Батов

Редактор Л. арочная Ч ехред,Н, Бабур«а Корректор Н. Ковалева

Заказ 3076/S l Тираж 1003 Подписное

UHHHHH Государственного «омитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4