Устройство для регулирования действующего значения тока

Устройство для регулирования действующего значения тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

5 йатеи,сс;-тв. лв %скай

Фб, метек@ МЬА ии

ИЗОВ Итв gg

Союз Советскик

Социалистических

Республик.

< 1792226

Ф

1 ,/ -"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 18.04.78 (2l) 2606355/2 07 с прнсоединениеи заявки М (51)М. Кл.

6 05 Р 3./44

Q03. 4 19/02

Гооударотеенлый комитет

СССР (23) Приоритет ио делам изобретений н открытий

Опубликовано 30. 1.2.80. Бюллетень Рй 48 (53) УДК, 621.365.. 22(088.8) Дата опубликования описания 03.03..83.

А. Н. Денисьев, Д. Я. Ровенский, Б. И. Синчук

H Аэ Не Тарантуль (72) Авторы изобретения

Государственный ордена Октябрьской Революция научнисследоватепьский и проектный институт редкометаллнческой промышленности "Гттредмет" (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДЕЙСТВУЮШЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА

Изобретение относится к области управления тепловымн режимами электротермических установок и может быть использовано, в частности, для управления нагревом кремниевых стержней-оснований в установках водородного восстановления хлорсиланов, Известно устройство для регулирования действующего значения тока, содержащее соединенные последовательно датчик мгновенного значения сигнала, выпрямитель, квадратор, фильтр и блок извлечения квадратного корня

Недостатком такого устройства является .сложность схемы, включающей квадратор для быстроизменяюшейся в широком диапазоне величины и блок извлечения квадратного корня.

Известно также устройство для регу- лирования действующего значения тока, содержащее соединенные последовательно датчик мгновенного значения тока, выпрямитель, датчик среднего значения тока, выход которого соединен с первым входом сумматора, подключенного выхо-дом к первому входу блока формировайия закона регулирования, второй вход которого подключен к задатчику, а выход— к блоку управления тиристорами j2).

Недостатком известного устройства является малая точность (не лучшей2% при диапазоне изменения измеряемых величин около 5) и сложная схема реализации, включающая блок умножения

10 и нелинейный преобразователь.

С целью повышения точности регулирования устройство снабжено по крайней

IS мере одним делителем напряжения, выполненным в виде последовательно сое.диненных резистора и управляемого ключевого элемента, причем вывод резистора подключен к выходу датчика среднего значения тока, выход ключевого элемента подключен ко второму входу сумматора, а управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом выпрямителя.

3 792

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2; 3 - варианты реализации.

Устройство содержит (см. фиг. l) датчик мгновенного значения тока соединенный последовательно с выпрямите лем 2 и датчиком среднего значения тока 3, выход последнего связан с делителем напряжения 4, состоящим из последовательно соединенных резистора и ключевого элемента, и сумматором 5„ к которому подсоединен также выход (с ключевого элемента). делителя напри,жения 4, при этом управляемый вход ключевого элемента соединен с выходом выпрямителя 2, выходы сумматоры 5 и задатчика 6 подсоединены к блоку формирования закона регулирования 7, который последовательно соединен с блоком ,управления тристоров 8, блоком тиристоров 9 и нагревательными элементами 10.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 4. и фиг. 2) °

1Чгновенное значение сигнала форми«-. руется датчиком 1, в который входят токовый (ТТ) и . разделительный (ТР) трансформаторы. 3атем сигнал выпрямляется с помошью выпрямителя 2 с помощью Rt: -элементов датчика 3 образуется сигнал, пропорциональный среднему значению тока в силовой цепи. Этот сигнал поступает на делители напряжения 4 (один или несколько) и параллельно на сумматор 5 со сглаживанием, Делитель напряжения 4 состоит иэ резистора 11 и ключевого элемента 12.

Ключевой элемент делителя напряжения 4 переключается синхронно с переключениями тиристоров в силовой цепи.

Очевидно, что сглаженное значение напряжения Я < нв ключевом элементе (выходе делителя напряжения 4) при подаче нв вход делителя напряжение 4 (на резистор) напряжения Ц,, пропорционального среднему значению тока в силовой цепи, равно

Cg

Ц "-Ц ,где g — угол задержки.

Напряжение О на выходе второго делителя напряжения 4, соединенного последовательно с первым, равно

Ч Ч . и т.д.

Напряжения u, ц „, И и т д. поступают на сумматор 5, собранный на усилителе постоянного тока (УПТ) с

226 ф параллельной обратной связью. Е1 о выходное напряжение Ч т равно

q u =u (4+4 +д (. )+ ° g ш о где <К, Д, . ... - весовые коэффио циенты, определяемые соотношениями сопротивления в прямой и обратной цепи. и Если д-0 Д., Chg, ... представляют собой коэффициенты разложения в ряд

Тейлора коэффициента формы K g (Щ ) по степеням (,, ), то напряже% ние 0 пропорцйокально действующему

15 значейию тока в силовой цепи. При этом точность тем выше, чем большее число членов ряда суммируется или чем большее число делителей напряжения 4 введено в схему измерения. щ Ключевой элемент, хак уже было отмечено, может бЬ|ть выполнен на различ» ного рода малоинерционных электромеханических реле, транзисторах, оптронах и т.д. В конкретном случае (на макете) он у был выполнен на транзисторах.

После сравкения с заданием, получаемым от задвтчика 6, рассогласование поступает кв блок формирования закона регулирования 7, представляющий собой

Зр усилитель постоянного тоха (УПТ), охваченный . С -связью, блок управления тиристорвми (БУТ) 8, блок тиристоров9 и на нагревательные элементы l0.

Одна иэ возможных реализаций обшей

35 структурной схемы устройства показана на фиг. 3. При такой реализации используется тольхо один делитель напряжения

4, а суммирование и сглаживание осуществляются на пассивных Р.C -элементах.

Предлагаемое устройство в течение длительного времени испытывалось в производственных условяих для регулирования действующего, значения тока в кремниевых стержнях-основаниях в процессе осаждения особо чистого кремния

45 из газовой фазы °

В опытах сила тока с ростом диаметра стержней увеличивалась от 40 до

800 А, угол задержки на различкых ступенях питающего напряжения изменялся от 45 до 135 . Изменения осуществлялись с помощью проверочного трансформатора тока типа УТТ-6 с переключениями и электромагнитного амперметра типа ACT класса 0,5, прошедшего дополнительную проверку на синусоидальком токе с помощью прибора класса 0,2.

Погрешность регулирования и измерения действующего значения тока в опь792226 6 входу блока формирования закона регулирования, второй вход которого подключен ,к эадатчику, а выход — к блоку управления тиристорами, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено по крайней мере одним делителем напряжения, выполненным в виде последовательно соединенных резистора и управляемого ключевого элемента, причем вывод резистора подключен к выходу датчика среднего

:значения тока, выход ключевого элемента подключен ко второму входу сумматора, а управляющий вход ключевого элемента т- 1 соединен с выходом выпрямителя.

5 тах не превосходила для первой схемы (no фиг.2} 0,5%, а для второй (по фиг. 3). — 4%.

Использование предлагаемого устрой ства для регулирования действующего значения тока обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: а) более высокую точность (класс точности в 2-4 раза лучше, чем у и:ьвестных устройств); б) широкий диапазон измеряемых величин тока (отношение максимальной измеряемой величины и минщкальной не менее 20 по сравнению.с 5 в извес ных устройствах.

Формула изобретения

Устройство для регулирования действующего значения тока, содержащее соединенные последовательно датчик мгновенного значения тока, выпрямитель, даз чик среднего значения тока, выход которого соединен с первым входом сумматора, подключенного выходом к первому

Ф

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Отчет Гиредмета, roc. регистр.

14 71035235, N инв. Авт. 98, Мч 63.78767, 1972, 2. Технический проект "Система автоматиэирования преобразовательная тиристорная для питания установок водородного восстановления кремния Поликри,сталл l8-Ol", (САПТ), 79060.00.00, Уралэнергоцветмет, l 977.

Фиг. 1

79 2226

Составитель B. Ковалев

Редактор 3. Ходакова, Техред Е,Гаврилешко, Корректор, Г. Решетник

Заказ 9432/47 Тираж 956 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1 13О35, Москве, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Прокектнаи, 4