Устройство для регулирования мощности электрофильтра

 

602!36

-этог0 устройс!ва; на фиг. 3 — 5 — — диаграммы, !!Ояс!!я!Ощие работу vcipolicTB2.

1 IpH нажатии на !7усков! !О I

М)хЗ замыкаются, по !соеди!!яя источник питания переменного тока 2 через регулятор мощности 3 и высоковольтный трансформатор 4.

После выдержки времени, например 13 с, контакты реле времени TDR1 замыкаются, а контакты реле времени ТDR2 размыкаются. Конгакты реле МУЗ ооеспечивают самоудержание реле МК и реле TDR.

В lечение трпнадцатисекундной временной

БылоpiKKII пег л ятор !Ощностп 3 подк 7!Очен схемами аналоговой вычислительной машины 5 к высоковольтному трансформатору 4. Это при- !5 водит к ве7ичению мощности, поданной к фильтру, до величины, определяемои, с однои стороны. ручным управляю!цим элементом 6 (если переключатель рода работ 7) находится в положении «ручное» и, с другой стороны, 20 автоматической работой схем, что будет объяснено !!иже. Контакты реле УЙ1 разомкнуты в гечение тринадцати!секун7ного периода выдержки времени. Иредположим, что в электрофильтре 8 возникла искра или дуга. При этом в аналоговый вычислительный олок 9 будут поступать сигналы. характеризующие ток и напряжения фильтра. В случае нормального искоения схемы аналогового вычислительного

Г блока будут реагировать на сигналы искрения путем генерирования сигналов управления, которые обусловя уменьшение мо!цности, подаваемой к трансформатору 4. Если имеет место короткое замыкание (в фильтре), то сигналы ня шинах 10, 11 и 12 оуду7 удовлетворять некоторым условиям, запрограммированным в схемах аналогового вычис7ительнorо блока 9 (как будет показано ниже), а контакты реле

VRi будут замкнуты, возбуждая сигнальный индикатор 13 и первое реле управления 1CR.

При этом нормально закрыть!е контакты реле

1CR1 будут разомкнуты и главное реле NR u реле времени ТДК обесточатся. Первые кон- !о такты управления 1CR2 О)аут также замкнуты, сохраняя возбужденное состояние первого реле управления до тех пор, по«я не будет нажата кнопка 14. Замыкание контактов упрагления первого реле упраьления !С(хЗ возбудит

4с втооое реле управления и Об Гг!Ови! размыка-!.

2Г 1 ние кон-а-ктов второго реле управления 2С!х и замыкание контактов второго реле управления

2СК2. указывая оператору на возникновение короткогс замыкания в фильтре.

Дальнейшая работа устройства будет лучи!е понята после рассмотрения cxeìû аналоговогс вычислительного блока (фиг. 2, 3).

l, выходу выпрямителя !5 подсоединяется датчик 16, регистрирующий мгновенные провалы нагряжения питания до нуля. На выходной шине 17 этого датчика формируется отри- ss цятельнь!й импульс длительностью 1 мсек всякий ряз, когда йапряжение на первичной обмотке трансформатора 4 и, следовательно, на выпрямителе !5 уменьшается до нуля. Отрицатель ный импульс длительностью в 1 мсек возника60 ет в шине 17 всякий раз, когда провал до нуля происходит в напряжении, подаваемом на. фильтр. Это осуществляется путем зарядки конденсатора 18, тогда когда напряжение выше нуля. Когда напряжение уменьшается до нуля при переходе синусоиды напряжения питания через нулевое значение вследствие возникновения искры или дуги в фильтре 8, тогда отрицательно заряженная пластина конденсатора 18 заземляется. Результирующее входное напряжение становится положительным, а на шине 17 будет формироваться отрицательный импульс. Делитель напряжения, образованный резисторами 19 и 20, объединенный со входным резистором 21 усилителя 22 обеспечивает постоянное отрицательное опорное напряжение, исключаю!цее возможность формиро вания усилителем 22 ложных выходных сигналов.

Инвертор 23 преобразует импульсы отрицательной полярности в положительные импульсы длительностью 1 мсек, поступающие на один из входов схемы совпадения 24. При этом последняя будет находиться в открытом состоянии в течение 1 мсек, а все пропускаемые через нее сигналы будут инвертироваться по полярности. Шина !О подключена к схеме ограничения и фильтрации 25, выход которой подсоединен ко второму входу схемы 24.

Работа схемы ограничения и фильтрации дана на фиг. 3, которая показывает сигналь:, в двух точках схемы. Кривая А показывает сигнал, представляющий ток фильтра в шине 10. Кривая В соответствует сигналу на выходе схемы 25. Она же является верхней частью кривой А, однако передние и задние фронты кривой В значительно удалены от начала отсчета и от точки перехода напряжения питания через нулевое значение. Это предо7вращает возникновение ложных сигналов ira выходе схемы 24, благодаря тому, что сигнал, представляющий ток фильтра, не перекрывает импульсь! инвертора 23 при нормальной работе схемы (т.е. при отсутствии искрения).

Выход схемы 24 подсоединен к быстродействующей схеме 26, которая реагирует на перегрузки и соединена с блоком управления регулятора 3. Если выходной сигнал схемы 24 является результатом сильного искрения, то в обмотке 27 появляется импульс, обеспечивающий уменьшение угла отпирания тиристоров регулятора 3. Если искрение является относительно небольшим, то ток в обмотке 27 обусловливает только частичное уменьшение угла отпирания тиристоров регулятора.

Выходные импульсы схемы 24 также подаются по шинам 28 и 29 к блоку 30, обеспечивающему двойное интегрирование выходных импульсов схемы 24.

Блок 30 интегрирует выходной сигнал отрицательной полярности (т.е. сигнал на выходе схемы 24) дважды. Результат интегрирования поступает на вход усилителя 31.

Работа блока 30 дана на фиг. 4, на которой показана кривая С, соответствующая форме сип!я.7а выходногÎ импульса схемы 24 Hd шине 29. Кривая Д соответствует сигналу на выходе усилителя 31.

602136 ный y 13ÎÂ".III> нанряжеliHH. Схехlа защиты От КОроткого замыкания обеспе1ивас1 снятие мо1цности с фиaf>Tpa 8 в течение короткого замыкаНия Между ВН1СОКОВОЛЬтНЫМИ ЭЛЕМЕНтаМИ В фильтр-.: и з1-млей. Lë«Tîÿflflå короткого замы60

11ðH работе фильтра оптимальная эф(!1«HTH! нОсть дости гас гся н "тс;1 приложения наг1!>яжсilHH к пaacTHIIaì фильтра несколько ниже удовня, нри котором имел место искре11ие. Таким образо;1, желательно после 1скр HHH ре1.улировать рабочее напряжение фильтра до уровIIH немного меньшего, чем уровень напряжения. нри котором возникает искрение и происходит

Образование дуги. В описанном устройстве такой уровень может быть достигнут автоматически при помощи Одновибратора 32.

Выходные импульсы схемы 24 по шине 28 ш>даются ко входу одновибратора 32, который нри возбуждении генерирует If lflkльс отрицflтсльной полярности ((bffl. 4, г) на ab!vozf11Й

1ннне 33. Этот импульс постунасг на накопительный конденсатор 34, связанный с блоком задания 35.

Перед началом работы аналогового вычислительного блока 9 конденсатор 36 заряжается через диод 37для получения напряжения. подаваемого через переключатель 38 (в автомати- gg ческом режиме) на блок 35.

Если требуется задать уровень напряжения вручную, то переключатель 38 переводят в другое положение.

Токовый сигнал фильтра действует как сигнал обратной связи, поступающий вместе с curl1fIÿîì От конден«атора 34 на блок 35 и обуславливающий уменьшение уровня выходного сигнала на шине 39, соединяющей выход блока 35 со входом усилителя 31.

При незначительном искрении в фильтре 8 отклонения напряжения могут быть недостаточными для создания импульсов, отпираю1цих схему 24. Однако важно обнаружить такое незначительное искрение и уменьшить напряжение на пластинах фильтра и тем уменьшения мощflocTH, подводи мой к фильтру. Чтобы выпол- З5 нить эту функцию, предусмотрен высокочувствительный детектор, реагирующий на искрение сос гоящн, II днфФер«1нциасора 40. 1 à который поступают сигналы, характеризующиЕ ток фильтра (с шины 10). Когда токовые импульсы, проходящие через фильтр, являются стабильными (как показано в течение периода времени t, на фиг. 4,а), то дифференциатор 40 не обеспечивает импульсного выхода на шине 41. Однако искра в фильтре, которая по своей природе вызывает быстрый подъем токо- 4> вого импульса (период t фиг. 4, a), обеспечивает выходной импульс от дифференциатора 40 на шине 41, что обуславливает срабатывание одновибратора 42. Выходной импульс последнего поступает на усилитель 31, уменьшая величину тока B обмотке управления 43. 50

Это обеспечивает уменьшение угла управления тиристорами регулятора 3. Отрицательный выходной импульс одновибратора 42 поступает на одновибратор 32. Результирующий отрицательный им:I T!I ñ. формируемый на шине 44, 1тост г1ает нс1 конденсатор 34, l ìeíûf!aß BblopaH55 кания Обнар;живает«я !,теM КОнтрОлировання и определения всл1чнны первичного напряжсния высоковольтного трансформатора и величины тока фильтра. Состояние копоткого замыкания, запрограммированное в блоке 9, означает, что первичное напряжение будет низким, например от двух до сорока вольт среднеквадратичного значения, а ток фильтра будет больше или равен 50/р максимального тока фильтра, если только одновибратор 32 не будет возбужден. Трансформатор 45 изолирует сигнальные цепи от силовой цепи. Выходной резистор 46, подсоединенный к шине 10, подвергается воздействию сигнала напряжения, характеризующего величину тока фильтра. Резистор 47, потенциометр 48 и резистор 49 создают требуемое смещение. Схема Регулирования напряжения и схема регулирования тока вместе выполняют функцию сравнения напряжения и тока. Выходные сигналы усилителей 50 и 51 обуславливают и обесточивание реле УК, когда напряжения, приложенные к диодам 52 и 53, отрицательны. Реле УК нормально возбуждает ся, когда фильтр работает, обеспечивая размыкание контактов реле УК! (фиг. 1). При обесточении реле УК контакты реле УК! замыкаются, позволяя току протекать между шинами 54, 55, что, в свою очередь, (фиг. 1) приводит к возбуждению первого реле управления 1СК н обесточнвает гл; нное реле MR. !!pii контакты реле MR1 и NR2 отключают питание.

Для лучшего понимания работы устройства рассмотрим диаграммы на фиг. 5. При наличии искры токовые импульсы Е (фиг. 5, а), которые детерминированы напряжением на резисторе 56 формируются регулярно до тех пор, пока не будет иметь место искра F в фильтре (фиг. 5, a)

Функция управления устройства обуславливает при этом уменьшение тока фильтра до величины, показанной импульсом G.

Первичное напряжение на трансформаторе 4 показано кривой Н (фиг. 5, б). Регулярные нулевые пересечения при последующем выпрямлении мостом 15 обеспечивают нулевые значения пульсирующего напряжения. При каждом нулевом отклонении датчик 16 генерирует импульс отрицательной полярности, который изменяется на положительную полярность инвертором 23 для получения положительных импульсов К (фиг. 5, в). Искра в фильтре также вызывает уменьшение до нуля перви1ного напряжения. З,атчик 16 реагирус т на это путем генерирования другого импульса

L (фиг. 5, в). В то же самое время импульсы К и L подаются в схему 24, обуславливая ее отпирание. Импульсы М (фиг. 5, г), характеризующие устойчивый режим работы и формируемые схемой 25, подаются ко входу схемы 24. Обычно импульсы К и М подаются к схеме 24 сдвинутыми по фазе н, в резульгате этого, схема заперта. Г1ри наличии искры генерируется импульс L (как показано выше) и сигнал .1. характеризующий протекание тока фильтра совпадает с имп льсом L. Это нр1водит к н < !. сканню по крайней мере часг1

«нгнала,:срез -hei!«24. В < ез1,;ьтаге полу( чают выхо.гной имп, If« О (фиг. О, .t), вели1 :1на и форма.:.t.if;рог1 зависят от тока фильтра, являющегося результатом искры или дуги, Схема 26, реагируя на импульс О, уменьшает угол отннрания тиристоров регулятора 3 и, следжательно, уменьшает ток питания фильтра (фиг. 4, а). В случае короткого замыкания, например между шинамн, ток фильтра будет отставать от напряжения фильтра на 90 дл. град, что обусловит совпадение между исходными имнульсамн К и током фильтра М (фнг. 5) и, следовательно, появление сигнала на выходе схемы 24. п

Сигнал искрения F будет также прикладываться к высокочувствнтельному искровому детектору н дифференцироваться днфференциатором 40 для подачи импульса включения к одновибратору 42. Результирующий отрицательный импульс Р (фиг, 5, н) подается к усили- 1з телю 31 для уменьшения тока, протекающего. в управляющей обмотке 43. Таким образом, наличие искры приводит к уменьшению мощности, подаваемой к фильтру 8, даже если искра является такой слабой, что она не в состояния вызвать обнаруживаемое нулевое отклонение первичного напряжения н отпирания схемы 24, Выходной импульс С схемы 24 (фиг. 4, б) гакже подается к блоку 30. Параметры импульса искрения определяют форму выходного импульса Д, показаиного иа фиг. 4, в, который поступает иа усилитель 31. Это вызывает быст-.рое уменьшение тока, протекающего через управляющую обмотку 43, и уменьшает тем самым ток фильтра, как йоказано на фиг. 4, а.

Однако быстрая, но не мгновенная подача мощ-. 3й ности к фильтру имеет место, если искра вызвала создание дуги, обуславливающей отключение устройства, Таким образом, в результате реакции схемы (30) мощность приклады- вается к фильтру по линейному закону .(фиг; 4, a).,Изучая формы сигналов более Зв детально, заметим, что ток фильтра быстро уменьшается до нуля в течение временного периода t после возникновения импульса искрения F. В течение: временного периода t>, схема (30) обеспечивает быстрое, изменяющее-, ся по линейному закону, повторное приложение мощности. Максимальный уровень мощности, =достигаемый в конце этого периода, равен уровню, предшествующему рабочему уровню до иск-. рения; минус постепенно увеличивающееся уменьшение, вызываемое зарядом, накопленным конденсатором 34. В течение временного периода t (фнг. 4, а), мощность фильтра постепенно увеличивается вследствие разряда конденсатора 34. Это приводит к появлению на выходе блока задания сигнала, подаваемого на усилитель 31 и обуславливаюшего увеличение тока в обмотке управления 43 по линейному закону. Медленный подъем уровня мощностей фильтра продолжается до тех пор, пока новый уровень искрения не достигнет того момента, при .котором весь процесс полностью повторится.

Формула изобретения

Устройство для регулирования мощности электрофильтра, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого через тиристорные ключи, связанные с блоком управления, соединена со входными выводами, а вторичная — с высоковольтным выпрямителем, в диагональ постоянного тока которого включен злектрофильтр, датчик, связанный с первичной обмоткой трансформатора и регистрирующий мгновенные провалы напряжения до нули и схемы ограничения н фильтрации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, оио снабжено схемой совпадения, один вход когорой соединен с упомяну тым датчиком, а другой — со схемой ограничения фильтрации, а выход — со входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ¹ 217502, кл. G 05 F 122, 07.05.68.

2. Авторское свидетельство СССР № 318922, кл. 0 05 F 100, 28.10.71.

3. Авторское свидетельство СССР ¹ 300944,кл. G .05 F 5/00, 07.04.71.

4. Патент США № 3173772, кл. G 05 F l 66.

-6

Составитель Г. Бейдер

ТехредО. Jlvrosas Корректор Н: Тупнца

Тираж 1033 Подннсное

Редактор В. Фельдман

Заказ 1812/2

ННИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий

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

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