Способ дискретно-интегрального регулирования тока газоразрядной технологической установки

Способ дискретно-интегрального регулирования тока газоразрядной технологической установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: электроснабжение лазерных технологических установок. Сущность изобретения: обеспечивается возможность задавать и регулировать текущее значение тока установки источника питания лазерной технологической установки с учетом изменения вольт-амперной характеристики нагрузки таким образом, чтобы достичь большей стабильности работы установки , увеличить время безотказной работы , улучшить условия технологического процесса за счет уменьшения средней частоты защитных отключений установки при переходе нагрузки в режим конструкции. Для этого изменяют дифференциальное сопротивление нагрузки и корректируют ток установки для задания рабочего режима в устойчивой области характеристики разряда 3 ил (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

tia8$

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 @@ 4 Мж (21) 4858911/07 (22) 13.08.90 (46) 07.07.92.Бюл. hL 25 (71) Московский энергетический институт (72) С.Г.Обухов, О.Г.Булатов; Т,В.,Ремизевич, В.Д,Поляков и М.В.Мишева (53) 621.316,722.1 (088,8) (56) Булатов О.Г. и др, Тиристорно-конденСаторные источники питания для электротехнологии. — M.: Энергоатомиэдат, 1989, с, 114, рис 5.1а.

Заявка ФРГ

N- 1950943, кл. Н 01 S 3/133, 1975. (54) СПОСОБ ДИСКРЕТНО-ИНТЕГРАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. ТОКА

ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ТЕХНОЛОГИ4ЕСКОЙ

УСТАНОВКИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления источником питания лазерной гаэораэрядной технологической установки.

Источники питания этого рода управляются дискретно-интегральным способом.

Известен способ регулирования тока нагрузки газораэрядной технологической . установки, при котором регулирование осуществляется путем задания требуемого тока, его интегрирования, сравнения интегрированного значения тока задания с заданным пороговым значением и формирования управляющих импульсов на соответствующую пару тиристоров в момент сравнения этих тиристоров производится после окончания протекания тока через дозирующий конденсатор с целью поддержания коммутационной устойчивости.

„>50 1746499 A 1 (57) Использование: электроснабжение лазерных технологических. установок. Сущность изобретения: обеспечивается возможность задавать и регулировать текущее значение тока установки источника питания лазерной технологической установки с учетом изменения вольт-амперной характеристики нагрузки таким образом, чтобы достичь большей стабильности работы установки, увеличить время безотказной работы, улучшить условия технологического процесса за счет уменьшения средней частоты защитных отключений установки при переходе нагрузки в режим конструкции.

Для этого изменяют дифференциальное сопротивление нагрузки и корректируют ток установки для задания рабочего режима в устойчивой области характеристики разряда. 3 ил.

Недостатком способа является невысокая стабильность тока и низкое быстродействие процесса управления.

Наиболее близким является способ дискретно.-интегрального регулирования тока О» газораэрядной технологической установки, фь предусматривающий в каждом цикле регу- »О лирования задание тока уставки 1у, изме- »О рение текущего значения тока, выделение сигнала. токового рассогласования и компенсационное воздействие последним на источник питания. в

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает знак наклона вольт-амперной характеристики гаэорвзрядной установки, являющейся в данном случае нагрузкой, не адаптирует режим работы источника питания к изменению вольтамперной характеристики в ходе работы

1746499

20

30

40

50

55 установки и к переходу газового разряда в режим контракции, что снижает устойчивость.

Целью изобретения является повышение устойчивости технологического процесса в условиях изменения вольт-амперной характеристики, Поставленная цель достигается тем, что при способе дискретно-интегрального регу. лирования тока лазерной газораэрядной

:технологической установки, предусматривающем в каждом цикле регулирования задание тока уставки ly, измерение текущего значения тока, выделение сигнала токового рассогласования и компенсационные воздействия последним на источник питания, в каждом цикле регулирования определяют знак дифференциального сопротивления и при отрицательном дифференциального сопротивления и при отрицательном дифференциальном сопротивлении уменьшают ток уставки ly на величину (ly — IM>K<)/2, где

1мэкс максимальное значение тока на вольт-амперной характеристике газового разряда, до смены знака дифференциальноro сопротивления, à при положительном дифференциальном сопротивлении увеличивают ток уставки ly на величину (!у+!мэке)/2, не допуская превышения начального тока уставки 1уо.

На фиг. 1 представлена вольт-амперная характеристика гаэоразрядной установки; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг, 3 — функциональная схема устройства. реализующего предлагаемый способ.

Газоразрядная установка, которая является нагрузкой, обладает высокой динамикой. Ее вольт-ампертная характеристика (фиг. 2) может изменяться в.зависимости от давления, состава и скорости газовых смесей, температуры окружающей среды, Поэтому в ходе работы она может деформироваться, при этом характерные точки, показанные на фиг. 1, могут смещаться.

Рабочая точка системы может попадать на различные участки характеристики, в том числе на участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением. В таком случае работа установки становится неустойчивой, технологический процесс приходится прерывать путем отключения источника, поскольку работа на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением может привести к контракциям и переходу тлеющего газового разряда в дуговой, Сущность предлагаемого способа состоит в коррекции и задании такого текущего тока уставки, которое учитывает состояние вольт-амперной характеристики газового разряда и положение на ней рабочей точки, Если текущему значению тока уставки ly соответствует положительное дифференциальное сопротивление уставки, которое определяется одинаковыми знаками приращений 0 и l в момент t<, ток установки можно увеличить так, чтобы он не и ревышал начального тока уставки ly .

Когда знаки приращений противоположны (момент tp), уменьшают Iy.

Регулирование тока источника питания лазерной газоразрядной технологической. установки по предлагаемому способу осуществляют устройством, представленным на фиг. 3. Устройство выполнено на базе источника питания с дозированной передней энергии в цепь газового разряда. Тиристоры 1, 3 и 2, 4 соединены по мостовой схеме. В диагонали моста включены дозирующий конденсатор 5 и датчик 6 тока доэирующего конденсатора. Индуктивность 7, обратный диод 8 и нагрузка 9. подключаются последовательно с конденсатором 5. Система управления источником питания состоит из схемы 10 сравнения, интегратора 11, порогового устройства 12, схемы и 13, формирователя 14 импульсов, распределителя 15 импульсов, усилителей 16 и 17 импульсов, датчика 18 тока газового разряда, датчика

19 напряжения газового разряда, блока 20 задания и регулировки тока уставки установки.

На соответствующие пары тиристоров

1, 3 и 2, 4 (фиг. 3) подаются сигналы управления от системы управления. Каждый раз в диагонали моста оказывается включен дозирующий конденсатор 5 и датчик 6 тока дозирующего конденсатора. Слежение за током дозирующего конденсатора необходимо с целью повышения коммутационной устойчивости источника питания, Управляющие сигналы на соответствующие пары тиристоров выпрямителя получаются . следующим образом: сигнал с датчика 18 тока газового разряда одновременно подается на вход схемы 10 сравнения в качестве обратной связи по току и поступает на один из входов блока 20 задания и регулировки тока уставки (фиг. 3). на второй вход которого подается сигнал с датчика 19 напряжения на газовом разряде, В блоке 20 производится корректировка тока уставки с применением предлагаемого способа путем определения текущего значения дифференциального сопротивления газового разряда.

Новое полученное значение тока уставки подается на второй вход схемы 10 срав-. нения и является единственным выходом

1746499 блока 20. Полученная разность текущего тока уставки и мгновенного значения тока газового разряда с выхода схемы сравнения поступает на вход интегратора 11. После интегрирования сигнала поступает на вход 5 порогового устройства 12. Момент сравнения сигнала интегратора с порогом Опор фиксируется в схеме И 13 и вместе с.сигналом датчика 6 тока дозирующего конденсатора применяется для формирования 10 управляющих импульсов на тиристоры.

Формирователь 14 импульсов подает сигнал на вход распределителя 15 импульсов, дальше сигнал поступает на входы усилителей 16 и 17 импульсов для последующего 15 отпирание соответствующей пары тиристоров, Формула изобретения

Способ дискретно-интегрального регу- 20 лирования тока газоразрядной технологической установки, предусматривающий в каждом цикле регулирования задание тока уставки!у измерение текущего значения тока, выделение сигнала токового рассогласования и компенсационное воздействие . последним на источник питания, о т. л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости технологического процесса в условиях изменения вольт-амперной характеристики газового разряда, в каждом цикле регулирования определяют знак дифференциального сопротивления и при отрицательном дифференциальном сопротивлении уменьшают ток уставки !у,, на величину

+ !макс, где макс — максимальное значе2 ние тока на вольт-амперной характеристике газового разряда до смены знака дифференциального сопротивления, а при положительном дифференциальном сопротивлении увеличивают ток уставки Iz на

+ 1макс величину — " — —, не допуская превыше2 ния начального тока уставки 1ус.

1746499

Составитель С.Обухов

Техред M.Ìîðãåíòàë

° Редактор Н,Тупица

Корректор Е.Соломинская

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

Заказ 2402 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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