Способ управления разливкой металла и устройство для его осуществления

Способ управления разливкой металла и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ управления разливкой металла, включающий формирование слитка электромагнитным полем тока высокой частоты индуктора, обеспечивающим равновесие гидростатического давления расплава и электродинамического давления поля, путем изменения напряжения на индукторе, о тличающийся тем, что, с целью исключения влияния колебаний входного напряжения высокочастотного источника питания индуктора на-процесс формирования, снижения энергозатрат , повьшения точности размеров слитка и безопасности обслужив ания и упрощения управления процессом, разливку металлов начинают при фиксированном напряжении на индукторе, обеспечивающим равновесие гидростатического давления расплава и электродинамического давления поля, и изменяют это напряжение на величину, пропорциональную изменению эквивалентного активного сопротивления индуктора с металлом при выходе поддонаиз его зоны, поддерживая в течение всего процесса разливки резонансную частоту тока индуктора . 2. Устройство управления разливкой металла, содержащее тиристорный частотно-регулируемый преобразователь , состоящий из выпрямителя на тиристорах с фазоимпульсной системой управления и тиристорного инв ертора с системой управления и частотного регулирования, выход которого подсоединен к индуктору, зашунтированному компенсирующей батареей конденсаторов, при этом в цепи выходного тока преобразователя и компенсирующей батареи конденсаторов включены датчики тока, подсоединенные выходами к системе автоматической стабилизации коэффициента мощности тиристорного инвертора, а .вьпсрд последнего соединен с системы частотного регулирования системы управления инвертора, о т л ичающееся тем, что, с целью исключения влияния колебаний вхрдо $ ю 4 со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) 15@ 4 В 22 0 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3843070/22-02 (22) 11.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. Ф 26 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) ф.Ш. Абсалямов, А.К. Белкин, P.À. Закиров и,Е.Н. Клименков (53) 621.746 (088.8) е (56) Авторское свидетельство СССР

У 519275, кл. В 22 D 11/16, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 616051, кл. В 22 D 11/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР

9 537750, кл. В 22 D 11/14, 1975.

Кацнельсон С.М. и др. Опыт промышленной эксплуатации преобразователя ППЧ-2,5-120 при литье в электромагнитный кристаллизатор. — Тезисы докл. Всесоюзного научно-технического семинара. Разработка и промышленное применение полупроводниковых преобразователей для индукционного нагрева металлов ° Уфа,1974„ с. 33, рис. 2.

Авторское свидетельство .СССР

Ф 568129, кл. Н 02 M 7/515, 1976 ° (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗЛИВКОЙ

МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ управления базлнвкой металла, включающий формирование слитка электромагнитным полем тока высокой частоты индуктора, обеспечивающим равновесие гидростатического давления расплава и электродинамического давления поля, путем изменения напряжения на индукторе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения влияния колебаний . входного напряжения высокочастотного источника питания индуктора на процесс формирования, снижения энергозатрат, повышения точности размеров слитка и безопасности обслуживания и упрощения управления процессом, разливку металлов начинают при фиксированном напряжении на индукторе, обеспечивающим равновесие гидростатического давления расплава и электродинамического давления поля, и изменяют это напряжение на величину, пропорциональную изменению эквивалентного активного сопротивления индуктора с металлом при выходе поддона из его зоны, поддерживая в течение всего процесса разливки резонансную частоту тока индуктора.

2. Устройство управления разливкой металла, содержащее тиристорный частотно-регулируемый преобразователь, состоящий из выпрямителя на тиристорах с фазоимпульсной системой управления и тиристорного инвертора с системой управления и частотного регулирования, выход которого подсоединен к индуктору, зашунтированному компенсирующей ба тареей конденсаторов, при этом в цепи выходного тока преобразователя и компенсирующей батареи конденсаторов включены датчики тока, подсоединенные выходами к системе автоматической стабилизации коэффициента мощности тиристорного инвертора, а выход последнего соединен с системы частотного регулирования системы управления инвертора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения влияния колебаний входного напряжения высокочастотного источника питания индуктора на про. цесс формирования, снижения энергозатрат, повышения точности размеров, слитка и безопасности обслуживания и упрощения управления процессом, в устройство введены задатчик и датчик напряжения, подсоединенный входом к индуктору, а выходом — через задатчик к фазоимпульсной системе управления выпрямителя.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е.с я тем, что в качестве выпрямителя на тиристорах с фазоимпульсной системой управления использован трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах Лариоыова, а в качестве тиристорного инвертора с системой управления и частотного регулирования применен трехмостовой тиристорный автономный инвертор со встречно-параллельными диодами, одна диагональ моста которого образована коммутирующими дросселем и конденсатором, а другая — разделительным . конденсатором, защитным дросселем и нагрузкой, причем последняя подсоединена через входные дроссели мостов к выходным зажимам выпрями1243892 теля, при этом нагрузка состоит из повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого зашунтирована компенсирующей батареей конденсаторов и соединена через понижающий трансформатор с индуктором электромагнитного кристаллизатора.

4. Устройство по п.2, о т л ич а ю m е е с я тем, что в качестве системы автоматической стабилизации коэффициента мощности тиристорного инвертора использована система, содержащая датчики тока, включенные в цепи выходного тока инвертора и компенсирующей батареи конденсаторов, шунтирующей индуктор, выходы датчиков тока подсоединены к катодам пары стабилизаторов,аноды которых объединены, а между началом одного датчика тока и концом .другого подключен делитель напряжения, выход которого образует одну диагональ диодного моста, который другой диагональю через резистор подсоединен к выходному конденсатору и резистору, соединенным через стабилитрон с входом системы управления и частотного регулирования инвертора.

Изобретение относится к металлургии и может найти примерение при литье алюминиевых сплавов в электромагнитный кристаллизатор, индуктор которого питается от тиристорного преобразователя частоты.

Целью изобретения является исключение влияния колебаний входного напряжения высокочастотного источника питания индуктора на процесс формирования, снижение энергозатрат, повышение точности заданных размеров слитка и безопасности обслуживания и упрощение управления процессом.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующая предлагаемый способ;, на фиг. 2 аи 6 — графики Функции 6 (й,,ас, P), рассчитакные на ЭВМ, на фиг,3 — схема формирования слитка в электромагнитный кристаллизатор; на фиг.4 — электрическая принципиальная схема тиристорного трех" мостового автономного инвертора с встречно-параллельными диодами и выпрямителя; на фиг.5 — электрическая схема упрощенного устройства автоматической стабилизации коэффициента мощности тиристорного инвертора.

Сущность литья в электромагнитный кристаллизатор состоит в том, что металл при получении слитков удерживается от растекания электромагнитными силами и одновременно охлаждается водой, благодаря чему поверхность слитка получается гладкой и не требует дополнительной механической обработки перед прокаткой, Переменное электромагнитное поле тока высокой частоты, создаваемое одновитковым индуктором электромагнитного кристаллнзатора, охватывающим

1243892 (2) Ъ где где

° 4,=1о2> „ слиток, наводит в металле вихревые токи, которые, благодаря явлению поверхностного эффекта, сосредотачи- ваются в поверхностном слое слитка.

Периметр слитка при этом образует замкнутый виток с током, взаимодействие которого с полем индуктора создает стягивающее давление на жидкий металл. Форма сечения получающегося слитка подобна форме индуктора, поэтому слитки могут иметь любую требуемую конфигурацию.

Для обеспечения точности заданных размеров слитка необходимо обеспечивать равенство между гидростатическим давлением расплава Р и электродинамическим давлением Рэ соз. даваемым электромагнитным полем

<"о=Ро э <Г „p=p, Г<1 р

= ф", 2< <Г Г р- 4 f /<о д «, 2 й««р го р <

P — - удельное электрическое со10 противление металла, 1„ — высота металла, S — - сечение металла.

С другой стороны критерий относительной частоты равен

Г<)о = JUlо 6 r „«= 1î,— — 2 P f I" = 4 f /P, о @ <4Р д g иР 2 (3),-(9I & < Й„", y > (<) ток индуктора; число витков индуктора; высота индуктора; функция трех переменных, критерий относительно частоты. где

Ч/ е

Г,<3 о й.=р.ьиг„ р

Г где p — магнитная проницаемость вакуума;

Ь вЂ” электропроводность метал ла, & = 1/й;

R — активное сопротивление металла, д — круговая частота тока в индукторе, ld = 2 iaaf; — частота тока высокой частоты индуктора, — ко эффициен т, р = г„ / р „

Р„ — радиус индуктора, г,„р- расчетный радиус индуктора;

0C — коэффициент pt, Е(г„

При постоянных конструктивййх элементах электромагнитного кристал° лизатора М и $ постоянны, а критерий относительной частоты определяется, как

Г э

Гидростатическое давление расплава определяется высотой жидкой зоны, расплава.

Электродинамическое давление расплава определяется, как о

Таким образом, учитывая (2) и (3) можно сделать вывод, что критерий относительной частоты зависит от частоты тока индуктора, удельного электрического сопротивления и ак25 тинного сопротивления металла.

Индуктор электромагнитного кристаллизатора подключается в общем случае параллельно компенсирующей батареи конденсаторов, образуя на30 грузочный контур, эквивалентное активное сопротивление которого определяется

Ь (4)

351где Ь„ — индуктивность нагрузочного контура," — емкость компенсирующей батареи конденсаторов, — эквивалентное активное соа противление индуктора с металлом.

При заданных параметрах индуктора, слитка и частоты тока эквивалентное активное сопротивление ин4 дуктора с металлом и будет пропорционально изменению удельного электрического сопротивления металла.

В свою очередь, изменение эквивалентного активного сопротивления

5О индуктора с металлом вызывает и изменение эквивалентного активного сопротивления нагрузочного контура (4) Яз„ что приводит к изменению напряжения на нем и электродинамичес 55 кого давления Р» нарушая точность заданных размеров слитка, снижая безопасность процесса литья, усложняя процесс управления разливкой.

43892 (5) !

О

20

35

S 12

Представляя в (1) значение тока

1= Ч„ / R „ получим выражение для определения электродинамического давления

Таким образом, изменение удельного электрического сопротивления металла приводит к изменению эквивалентного активного сопротивления нагрузочного контура Ropy напряжения Ч на нем и функции трех йереН менных 6(й g,,P).

Сущность предлагаемого способа управления непрерывной и полунепрерывной разливкой металлов формированием слитка электромагнитным полем тока высокой частоты индуктора заключается в следующем.

При нахождении поддона с металлом в зоне индуктора высокочастотный источник питания настраивается на резонансную частоту тока индуктора, при котором он выдает максимальную мощность и обеспечивает на индукторе некоторое фиксированное напряже-; йие, обеспечивающее равновесие гидростатического давления расплава

Р и электродинамического давлеГ ния поля P и предотвращающее растекание и выплескивание металла.

По мере выхода поддона из зоны индуктора в этой зоне все больший объем .будет занимать расплав и при выходе поддона из этой зоны в индукторе будет находиться только расплав с корочкой, которая образуется при охлаждении слитка.

Таким образом, в начале формирования слитка индуктор с металлом имел эквивалентное активное сопротивление A, „„ а нагруэочный контур—

По мере выхода поддона из зоны индуктора эквивалентное активное сопротивление индуктора с металлом увеличивается К, снижая критерий относительной частоты (3), а значит и функции 6(Я,eE,g)(3), а также эквивалентное активное со" противление нагрузочного контура (4),,Снижение эквивалентного активного,сопротивления нагрузочного контура приводит к уменьшению напряжения на индукторе, что совместно со снижением функции трех переменных приводит к уменьшению электродинамического давления Р (5 1и нарушению равновесия между гидростатическим давлением расплава и электродинамическим давлением поля Р f 1

Для устранения этого эффекта при выходе поддона из зоны индуктора изменяют (увеличивают) напряжение на нем (например, путем изменения выходного напряжения высокочастотного источника питания индуктора) на величину, пропорциональную увеличению эквивалентного активного сопротивления индуктора с металлом (уменьшению эквивалентного активного сопротивления нагрузочного контура), устанавливая необходимое равновесие между Рг и 1 г — — 1, поддерживая

1IpH этом резонансную частоту тока индуктора.

При колебаниях напряжения на индукторе, вызванных изменением входного напряжения высокочастотного источника питания индуктора, стабилизируют напряжение на нем (на уровне фиксированного напряжения) путем изменения напряжения на промежуточном узле постоянного напряжения высокочастотного источника питания,используя, например, фазоимпульсный способ управления.

Таким образом, управляя напряжением на индукторе путем его изменения на величину, пропорциональную изменению эквивалентного активного сопротивления индуктора с металлом, удается: повысить точность заданных размеров слитка и безопасность обслуживания, так как в ходе всего технологического процесса будет обеспечено равновесие между гидростатическим давлением расплава и электродинамическим давлением поля, снизить энергозатраты на формирование слитка, так как в ходе изменения напряжения высокочастотный источник будет выдавать максимальную мощность за счет поддержания резонансной частоты тока индуктора (номинальный режим работы источника), исключить влияние колебаний выходного напряжения высокочастотного источника питания на процесс формирования за счет регулирования "его выходного напряжения посредством изменения напряжения промежуточного звена постоянного напряжеУстройство для реализации способа (фиг.1) образовано тиристорным

7 частотнорегулируемым преобраэовате— лем, состоящим из выпрямителя 1 на . тиристорах с фазоимпульсной системой

2 управления и тиристорного инвер тара 3 с системой 4 управления и час тотного регулирования, выход которого подключен к индуктору 5, зашунтированному компенсирующей батареей 6 конденсаторов, При этом в цепи выход ного тока преобразователя и компенсирующей батареи 6 конденсаторов включены датчики 7 и 8 тока, подключенные выходами к системе 9 автоматической стабилизации коэффициента мощности тиристорного инвертора 3, а выход последнего соединен с системой 4 частотного управления инвертора 3 задатчиком 10 и датчиком 11 напряжения, подключенным входом к ин дуктору 5, а выходом через задатчик 10 — к фазоимпульсной системе 2 управления выпрямителя 1.

Схема формирования слитка в элек.тромагнитный кристаллизатор (фиг.3)

Ь образована индуктором 5, форма которого соответствует конфигурации отливаемого слитка, водяным коллектором 12, расположенным под индуктором 5,экраном 13, находящимся над ин дуктором, системой подачи и распределения жидкого металла 14 и поддоном 15, установленным на литейной машине 16.

Устройство для реализации способа (фиг.4), в котором в качестве выпрямителя 1 на тиристорах с фазоимпульсной системой 2 управления использован трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах Ларионова, а в качестве тиристорного инвертора. 3 с системой 4 управления и частотного регулирования использован трехмостовой 17, 18, 19 тиристорный автономный инвертор (тиристоры) 20, 21,22, 23 со встречно-параллельными диодами

24, 25, 26, 27, одна диагональ моста которого образована коммутирующими

- дросселем 28 и конденсатором 29, а другая — разделительным конденсатором 30, защитным дросселем 31 и нагрузкой 32 и подключена через входные дроссели 33 мостов 17, 18 и 19 к выходным зажимам выпрямителя 1. При этом нагрузка 32 состоит из повьппающего трансформатора 34, вторичная обмотка которого зашунтирована компенсирующей батареей 35 конденсаторов и связана через понижающий трансфор1243892 8 матор 36 с индуктором 5 электромагнитного кристаллизатора.

Устройство для реализации способа по п.2, в котором в качестве устройства автоматической стабилизации, коэффициента мощности тиристорного инвертора 1 использовано устройство, содержащее датчики 7 и 8 тока, включенные в цепи выходного тока инверl0 тора 1 (датчик 7 тока) и компенсирующей батареей 6 конденсаторов (датчик

8 тока), шунтирующей индуктор 5,выходы которых подключены к катодам стабилитронов 37, 38 и 39, аноды ко15 торых объединены, а между началом одного датчика и концом другого датчика 8 подключен делитель напряжения на сопротивления 40 и 41, выход которого образует одну диагональ диодно20 го моста 42 (диоды 43, 44, 45, 46), который другой диагональю через резистор 47 подключен к выходному конденсатору 48 и резистору 49, связанному через стабилитрон 50 с входом системы 2 управления и частотного регулирования инвертора 1.

Устройство работает следующим образом.

В начале процесса управления не30 прерывной и полунепрерывной разливкой металлов поддон 15 находится в зоне индуктора 5.

Включают тиристорный частотно-регулируемый преобразователь и на под35 дон подают расплав металла . Датчики 7 и 8 выходного тока преобразователя и компенсирующей батареи 6 конденсаторов (датчик 8) выдают сигналы на устройство 9 автома40: тической стабилизации коэффициента мощности, которое, воздействуя на систему 4 управления и частотного о регулирования инвертора З,настраивает последний на резонансную частоту

45 тока индуктора 5.

Ф

С помощью фазоимпульсной системы

2 управления, сигнал на которую поступает с датчика 11 напряжения через задатчик 10, устанавливают на выходе выпрямителя 1, а значит и на индукторе 5 фиксированное напряжение, обеспечивающее равновесие гидростатического давления расплава Р и электродинамического давления поля

Р» предотвращая растекание и выплес,кивание металла.

Таким образом, в начале процесса управления, когда поддон с распла1243892

20 вом находится в зоне индуктора 5 и индуктор 5 с расплавом имеют эквивалентное активное сопротивление R „, а нагрузочный контур (индуктор 5 с расплавом и компенсирующая батарея 6 конденсаторов) — R „„, тиристорный частотно-регулируемый преобразователь выдает максимальную для данного состояния индуктора 5 с металлом мощность и фиксированное напряжение на индукторе 5, обеспечивающее равновесие гидростатического и электродинамического давлений.

По мере выхода поддона из зоны индуктора 5 эквивалентное активное сопротивление индуктора 5 с металлом увеличивается Й, так как увеличивается удельное электрическое сопротивление металла снижая, вопервых, критерий относительной частоты, а значит и функции 8(й,, К,P). (см.фиг.2), во-.вторых, эквивалентное активное сопротивление нагрузочного контура. Снижение эквивалентного активного сопротивления нагрузочного контура приводит к уменьшению напряжения на индукторе 5, что совместно со снижением функции трех переменных 6 приведет к уменьшению электродинамического давления Р и нарушеэ нию равновесия между гидростатический давлением расплава и электродинамическим давлением поля индуктора

5, Р„ Р, Для устранения этого эффекта при выходе поддона из зоны индуктора 5 изменяют (увеличивают) напряжение на . нем путем изменения выходного напряжения выпрямителя 1 с помощью фазоимпульсной системы 2 управления.Сигнал с датчика 11 напряжения становится меньше заданного значения задатчика 10, который и воздействует на фазоимпульсную систему 2 управления выпрямителя 1, повышая выходное напряжение последнего, а значит и напряжение на индукторе 5 на величину, пропорциональную увеличению эквивалентного активного сопротивления индуктора 5 с металлом., В результате устанавливается необходимое равновесие Pr= Pэ, при этом тиристорный частотно-регулируемый преобразователь с помощью устройства 9 автоматической стабилизации коэффициента мощности поддерживает в индукторе 5 .резонансную частоту тока.

ЗО

3S

При колебаниях напряжения на индукторе 5, вызванных изменением входного (питающего) напряжения тирнсторного частотно-регулируемого преобразоватепя, изменяют и поддерживают его на заданном уровне с помощью фазоимпульсной системы 2 управления выпрямителем 1. При колебаниях напряжения на индукторе 5 сигнал с датчика 11 напряжения поступает на задатчик 10 и сравнивается там с фиксированным напряжением. Ксли сигнал с датчика 11 напряжения становится меньше заданного фиксированного значения, то с задатчика 10 поступает сигнал на фазоимпульсную систему 2 управления, которая, отрабатывая, повышает выходное напряжение выпрямителя 1, а значит и индуктора 5 до фиксированного значения . Аналогично отрабатывает система при превышении напряжения.

Таким образом, управляя напряжением на индукторе путем его изменения на величину, пропорциональную изменению эквивалентного активного сопротивления индуктора с металлом, удается: повысить точность заданных размеров слитка и безопасность обслуживания, так как в ходе всего технологического процесса будет обеспечено равновесие между гидростатическим давлением расплава и электродинамическим давлением поля; снизить энергозатраты на формирование слитка, так как в ходе изменения напряжения тирнсторный частотно-perysmpveMbu3 преобразователь будет выдавать максимальную для,цанного состояния нагрузочного контура мощность за счет поддержания резоначсной частоты тока индуктора; исключить влияние колебаний выходного напряжения тиристорного частотно-регулируемого преобразователя на процесс формирования за счет регулирования его выходного напряжения посредством изменения выходного напряжения выпрямителя.

На фиг.3 показан процесс формирования слитка.

ЖИцкий металл (расплав) поступает из системы 14 подачи и распределе лия йа поддон 15. Индуктор 5, пнтаемый or тиристорного частотно-регулируемого преобразователя, создает электромагнитное поле. При взаимодействии поля индуктора 5 с наведенными в жидком металле вихревыми то1243892

45

Электрическая принципиальная схе ма тиристорного трехмостового автономного инвертора с встречно-парал50 лельными диодами и выпрямителя, (фиг.4) работает следующим образом.

Разделительные конденсаторы 30 мостов 17, 18 и 19 нормально заряже. ны через входные дроссели 33, защит ные дроссели 31 и нагрузку 32 до напряжения выпрямителя 1 с фазо ыпульсной системой 2 управления. ками возникают силы отталкивания, удерживающие металл на некотором расстоянии от индуктора, в результате чего размер слитка г становится меньше размера индуктора v и жиди 5 кий металл не соприкасается с формообраэователем (индуктором). Охлаждение слитка производится подачей воды иэ коллектора 12 вначале на поддон

15, затем непосредственно на боковую 10 поверхность слитка.

При опускании слитка с помощью литейной машины 16, поддон 15 выходит из зоны индуктора и в индукторе до конца технологического цикла будет 15 находиться затвердевшая часть слитка с расплавом.

Фронт кристаллизации (граница между жидкой и твердой зонами слитка íà его боковой поверхности) пере- 20 мещается вверх, в результате чего пояс охлаждения (ось - ) находится всегда ниже этого фронта на расстоянии b, Высота затвердевшей части слитка (корочки) 4 зависит в значи- 25 тельной степени от скорости литья, в меньшей степени от расхода воды и практически не зависит от ее температуры. Фронт кристаллизации должен находиться на уровне оси индуктора, где напряженность поля максимальна.

Устойчивость процесса разливки достигается при высоте жидкой зоны

= 30-40 мм и при наличии экрана

13. Экран 13 представляет собой замкнутое кольцо из немагнитного мате.— риала, толщина которого постепенно увеличивается к верху. Экран 13 обеспечивает требуемый закон ослабления электродинамического давления по высоте, соответствующей закону ослабления гидростатического давления, а также уменьшает пульсацию и циркуляцию расплава, оказывающие вредное влияние на формообразование и структуру металла.

Пусть коммутирующие конденсаторы 29 мостов 17, 18 и 19 имект полярность напряжения, указанную на фиг.4.

При,включении тиристоров 20 и 22 мостов 17, 18 и 19 (путем подачи импульсов управления от системы 4 управлений и частотного регулирования) происходит заряд коммутирующих конденсаторов 29 через коммутирующие дроссели 28, защитные дроссели

31 и нагрузку 32, формируя прямую полуволну тока нагрузки 32.

Параметры инвертора рассчитаны так, что процесс имеет колебательный характер. После того, как напряжение на коммутирующих конденсаторах

29 станет вьппе напряжения разделительных конденсаторов 30 (выходного напряжения выпрямителя 1) и колебательный ток, текущий через тиристоры 20 и 22, пройдет через нуль,они выключаются. Тогда через диоды 24, 26 и нагрузку 32 начнет протекать ток в обратном направлении, формируя обратную полуволну тока нагрузки 32, до тех пор, пока коммутирующие конденсаторы 29 не разрядятся до напряжения меньшего, чем выходное напряжение выпрямителя 1, и диоды 24,26 выключаются. В течение промежутка времени, пока ток проводят диоды

24 и 26, на тиристорах 20 и 22 имеется небольшое обратное напряжение и. они успевают восстановить свою управляемость. Далее включаются тиристоры 21,23 мостов 17, 18 и 19, а после их выключения — диоды 25 и 27.

Таким образом, в течение одного. цикла работы всех тиристоров и диодов в нагрузке 32 формируются два полных периода синусоидального напряжения.

Благодаря тому, что три моста работают параллельно на одну нагрузку

32, мощность такого источника возрастает, что может позволить использовать его для разливки металлов в крупногабаритные слитки.

С целью повышения эффективности использования конденсаторов компенсирующей батареей 5 конденсаторов по реактивной мощности используют повьппающий трансформатор 34, так как выходное напряжение мостовых автономных инверторов с встречно-параллельными диодами невелико и составляет половину выходного напряжения выпрямителя.

1 2438

13

В связи с тем, что индуктор 5 электромагнитного кристаллиэатора рассчитан и работает на пониженных напряжениях от 40 до 110 В, необходимо испольэовать дополнительно по- > нижающий трансформатор 36.

Регулировка выходного напряжения данного преобразователя осуществляется путем регулирования выходного напряжения выпрямителя 1 с 10 помощью фаэоимпульсной системы 2 управления, а регулировка мощности — с помощью системы и управления и частотного регулирования мостов

17, 18 и 19 автономного инвертора. fs

Электрическая схема устройства (фиг.5) автоматической стабилизации коэффициента мощности тиристорного инвертора работает следующим образом.

Напряжения с токовых датчиков

7 и 8, будучи сдвинуты по фазе на угол, равный 90 эл.град. (сигналы с датчиков гока нагрузки и тока компенсирующей батареи конденсаторов), 25 поступают на цепочку стабилитронов

37, 38 и 39, где происходит ограничение их по амплитуде и сложение.

Полученная ступенчатая кривая выпрямляется диодным мостом 42. Скваж- зр ность полученных импульсов пропорциональна коэффициенту мощности нагрузки инвертора 1 (индуктор 5, компенсирующая батарея 6 конденсаторов).

После интегрирования цепочкой ре92 14 эистор 47 — конденсатор 48 сигнал поступает на стабилитрон 50 и в задаюший генератор системы 2 управления и частотного регулирования инвертора 1, изменяя его частоту.Сигнал, поступающий на систему 2, зависит только от угла сдвига фазы между выходным током инвертора и напряжением на нагрузке.

Таким обраЗом, при изменении угла сдвига фаэ между выходным током и током компенсирующей батареи конденсаторов изменяется и выходной сигнал — напряжение управления, что приводит к понижению или повышению частоты задающего генератора системы управления и частотного регулирования, осуществляя автоматическую стабилизацию коэффициента мощности тиристорного инвертора.

В качестве тиристорного частотнорегулируемого преобразователя будет использован преобразователь с выпрямителем по мостовой схеме Ларионова на тиристорах ТЛ2-200-10 по два тиристора в плече с фазоимпульсной системой управления, а в качестве тиристорного инвертора — трехмостовой автономный инвертор с встречнопараллельными диодами (тиристоры

ТЧ-125-10 по три в плече и диоды

ВЧ-200-10 по одному диоду в плече) и системой управления и частотного регулирования.

3808

sure(1243892

1243892

1243892

Составитель А. Абросимов

Техред .О.Сопко Корректор Л Пилипенко

Редактор М. Бандура

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3748/13

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