Автоматический регулятор мощности электронагрева
Патент 752299
Авторы
Автоматический регулятор мощности электронагрева
Иллюстрации
Реферат
О Il И- C- А - Н--И Е
ИЗОБРЕТЕ Н И Я
Союз Советских
Социалистических
Республик
< >752299
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.09.76 (21) 2400927/24-07 (51}. 1.1;л.з 6 05 F 1/66
I I 02 Р 13/16 с присоединением заявки—
Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (4,".) Дата опубликования описания 07.09.80 па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722. .1(088.8) (72) Авторы изобр етен ия
Г. Г. 1.цкатуло и М. А. Козловский (71) Заявитель Центральное конструкторское б;оро с опытным производством
AH Белорусской ССР (54) АВТОМАТИ Ч ЕСКИ Й РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ
ЗЛЕКТРОНАГРЕВА
Изобретение относится к области автоматических систем регулирования электрической мощности и предназначено для автоматического регулирования мощности электронагрева, например, в камере высоK0I î давления при синтезе сверхтвердых ма териалов.
В области автоматических систем регулирования известен ряд устройств, предназначенных для автоматического регулирования электрической мощности (1). Наиболее близким к предложенному изобретению яв ляется стабилизированный регулятор электронагрева катода термоэмиссионного преобразователя (2).
Известный регулятор позволяет производить автоматическое регулирование мощ ности электронагрева в пределах 0,1—
10 кВА с точностью + 0,5о/о пРи изменении сопротивления нагрузки до 20 /о.
Регулятор состоит пз усилителей магнитного и постоянного тока, задатчика, блока питания трансформаторов силового тока, нагрузки н датчика активной мощности, содержащего два трансформатора, подключенных первичными обмотками один к нагрузке, а другой к резистору, включенному во вторичную обмотку трансформатора тока. Вторичные обмотки разных трансформаторов датчика активной мошност:t соединены попарно, причем в одной паре тн фазно, а в другой — протпвофазно С:-об, дные концы пар обмоток подключены к диодным мостовым выпрямителям, на выходе которых установлены диодные квадраторы.
Одноименные выходы квадраторов соединены между собой, параллельно двум другим установлен интегрирующий конденсатор, с которого и снимается выходной сигнал „"àòчика активной мощности. Выходным сигналом датчика активной мощности является разность квадратов суммы; разность двух сигналов, пропорциональных напряжению и
15 току в нагрузке, т. е. выходной сигнал длт. чика актпьной мошности пропорционллсн мощности электронагрева нагрузочного со противления. В целом известный регулятор работает по принципу замкнутой сцстемы
20 автоматического регулирования.
Однако выполнение схемы датчш л лктпвной мощности с использованием диодных квадраторов имеет ряд существенных
25,сдостлткî . К iëì относятся невь:сокля степень точности, низкая термостабильность, малый уровень выходного сигнала, узкий диапазон регулируемых мощностей. что ведет к усложнению регулятора, снп жен ию его эксплуатационных показателей.
752299
Целью настоящего изобретения является упрощение регулятора и расширение лиапазона регулируемых мощностей.
Поставленная цсль достигается за счет того, что выходные выводы мостов подключены ко входу интегратора, причем коэффициенты трансформации трансформаторов напряжения определяются из следующих соотношений: где Кь Кз — коэффициенты трансформации соответственно одного и,чру гого трансформаторов напряжения для вторичных обмоток, ооеднненных между собой и подключенных в диагональ переменного тока одного выпрямителя;
К, К4 — коэффициенты трансформации соответственно одного и другого трансформаторов напряжения лля вторичных ооiMoToK, соединенных между собой и полключенных в диа гональ переменного тока .чругого выпрямителя; т — кратность изменения сопротивления нагрузки, равная отношению его максимального значения;
К вЂ” коэффициент трансформации трансформатора тока;
rt — минимальное значение сопро тивления нагрузки;
Р— номинальное значение резистора, шунтирующего вторичную обмотку трансформатора тока.
Функциональная схема автоматического регулятора мощности электронагрева прелставлена на чертеже.
Автоматический регулятор мощности электронагрева представляет собой стационарный прибор, устанавливаемый на пульте управления прессовой установкой и подключаемый к ее электросхеме, состояш«й лз трансформаторов силового 1 и тока 2, усилителей: магнитного,3 iI постоянного тока 4, блоков питания 5, защиты б и функционально-преобразовательного 7, интегрирующегого каскада 8, нагрузочного сопротивления 9, соединенных между собой в зам кнутую систему автоматического регулирования.
Функционально - преооразовател ь и ы и блок, являюшийся датчиком а ктивной мощ
:. oc II, состоит из трансформаторов напряг
l0
35 жения 10 и 11, первичные обмотки которых одключены, соответственно, один tK нагрузке 9, а другой — к вторичной обмотке трансформатора тока 2, зашунтированной рез«стором 12. Вторичные обмотки разных трансформаторов напряжения 10, 11 соеди иены попарно Пара обмоток, соединен«ых м жд у собой аинфазно, подключена ко гхолу выпрямительного диодного моста 18, а пара, соединенная между собой противсфазно, — ко входу моста 14. Олноименнь.е концы выпрямительных диодных MocToB . . ! 4 соединены между собой, а два других подключены к выходу функционально-преобразовательного блока 7. Выход функционально-преобразовательного блока 7 связан через интегрирующий каскад 8 со входом усилителя постоянного тока 4, включающего в себя задатчик.
Выход усилителя постоянного тока 4
=вязан с управляющей обмоткой магнитно го усилителя 8. Блок защиты б, вход которого связан со вторничной обмоткой трансформатора тока б, предназначен для защиты силовых цепей регулятора от короткого замыкания в нагрузке 9. Блок питания б грелназиачен для питания элементов элек трической схемы регулятора постоянным током.
В целом автоматический регулятор мощности электронагрева устроен и работает го принципу замкнутой системы автомати.:еского регулирования, отслеживаемым параметром в которой является электрическая мощность, подводимая к нагрузочному со противлению.
При подаче напряжения на нагрузку 9, представляющую собой графитовый нагр-.вательный элемент, размещенный в камере высокого давления, на нем выделяется некоторая мощность, что приводит к разогреву реакционной зоны камеры. К псрви .ныгм обмоткам трансформаторов напряжений 10, 11 г.рикладыва ются напряжения. соотгет ственно равное напряжению на нагрузке 9 и прямо пропорциональное току в ней, а кo входам выпрямителей 18, 14 — соответственно разность и сумма указанных напряжений, помноженных на коэффициенты трансформации трансформаторов 10, 1l
;,ля соответствгующих вторичных обмоток.
Выходным напряжением функциональнопреобразовательного блока 7 является раз, сть «бсолютных значений напряжений, приклалываемых ко входам выпрямителей
13, !4.
=I-,о напряжение пропорционально мощности элоктронагрсва пр.. условии, что измене. н.е сопропивлен; я нагрузки 9 не пре"ь:сит некоторую велич«ну, определяему.о допустимой погрешностью функционального преобразователя, а также прн соблюдении следующих соотношений:
752299 г, О
К, К,1
К, )7n! — - 1
К1 К, )т
К, К, =
1, m
1 iL., !i1,1 nl
s, =- г, 1 з0 rдс К1 Кз— з5
К2 К1
-10 т
55 где К1, К, — коэффициенты трансформаци и соответственно одного и другого трансформаторов напряжения для вторичных об моток, соединенных между собой и подключенных в диагонали переменного тока одного выпрямителя;
К2, ʄ— коэффициенты трансформации соответственно одного и другого трансформаторов напряжения для вторичных обмоток, соединенных между собой и подключенных в диагональ переменного тока другого выпрямителя; т — кратность изменения cortpo тивления нагрузки, равная отношению его максимального и минимального значения;
К вЂ” коэффициент трансформации трансформатора тока;
rI — минимальное значение conpo7IHвления нагрузки;
R — номинальное значение рези стора, шунтирующего вторичную обмотку трансформатора тока.
Напряжение с выхода функционально преобразовательного блока 7 подается на интегрирую1ций каскад 8. Сигнал с интегрирующего каскада 8, представляющий собой действующее (тепловое) зна гение выхОднОгО GHf HH IЯ фмнкц110на 7bH0-НРс06РЯзОватсльного блока 7, подается на вход усилп теля постоянного тока 4, управляющий nnoI3o;ItIitocTI to магнитного усилителя 8. Прп изменении прово7имости магнитного усилителя 8 изменяется напряжение f13 псрвпч ной обмотке силового трансформатора 1 и, следовательно, мощность элсктроняг. Ова.
При отклонении могцностп э.7е«трона грсва от заданной, например ес увеличени11..10пряжение на выходе функционально-преобразовательного блока 7 и в.;.о1с усилите ля постоянного тока 4 возрастает. Это пр1:.— водит к пзменснп:о выходного сигнала у=1лителя постоянного тока 4, уменьшению Нр0водимости магнитного усилителя 8 и, следовательно, к снижению мощности электронягрсва до заданной. Таким образом про.!сходит автоматическое регулирование мощl*,ости электронагрева.
Формула изобретения
At3ToiiIHT!i1сс пй Pel",7PT01 31,;IIIHocTII элсктрîíягревя, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка «оторо:о соединена со входными выводами через магш1тный усилитель, подключенный к выходу интегратора через усилитель постоянного тока, вторичная обмотка — через трансфор матор тока с выходны vlltt выводамн, к которым подключена первичная обмотка одного из трансформаторов напряжения, вторичная обмотка трансформатора тока зашунтирована резистором и подключена к первичной
10 обмотке другого трансформатора напряжения, а вторичные обмотки обоих трансфор маторов напряжения включены в диагонали переменного тока двух мостовых выпрямителей, одни выходные выводы которы.; соединены между собой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и расшп рсния диапазона регулируе»bti: мощностей, другие выходные выводы мостов подключены ко входу интегратора, причем коэффи20 циенты трансформации трансформаторов напряжения определяются из следующих со отношений: коэффициенты трансформации соответственно одного и другого трансформаторов напряжения для вторичных обмоток, соединенных между собой и под«люченных в дп агональ переменного тока одНОГО е!3 BbtiIPЯмIITC.7cй; коэффициенты трансформации соответственно одного н другого трet3côoðilàòoðoâ напряжения для вторичных обмоток, соединенных между со .о."1 11 под«лючснных в дпаго1,я.7ь переменного тока дру1,:: О выпрямителя;
«рaTItocT! изменения сопрот11В.7ения нагрузки. равная отношению cão мя«спмально
ГО !1 МИН11МЯЛЬНОГО ЗНЯ 1СНПЯ; коэффициент трансформации тря псформатор".т,о«я; минимальное з.tÿ÷ñíèc collpoтивленпя нагрузки; ном1п-;альнос значение резистора, шуHTtèpóþùåão вторичную обмотку трансформатора то«а.
Источники 1:11фОРм 111111!, П111п1Ятыс 130
60 !;:It!ital-!!!e при .-.I cïeðòttçc:
1. «Электротехника», 19, o. ¹ 1, с. 39 — 41.
2. «Приборы и тсхнп«я эксперимента», 1974, ¹ 4, с. 130 (прототип1, 752299
if п»еигпрссхеке пресеееей успаж йа
Составитель Ю. Андреев
Техред А. Камышникова
1 с! ак". ор В. Левитов
Корректор С. Файн
Заказ 847/1013 Изд. № 368 Тираж 955 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»