Устройство для контроля мощности электропечи

Устройство для контроля мощности электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Н 05 8 1/02

6 О1 R 21/10

Гооударстмнный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (53) Уд К 621 - 365.

;41(088.8) Опубликовано 1 .04 ° 82 ° Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17.04.82 и Государственныи научно.-ис институт кварцевого стекла. аявители (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электротер! мии и может быть применено для контро ля моцности нагревательной электропечи с чисто активнын нагревателем при симметричном токе.

Известно устройство для контроля мощности электропечи, содержащее датчик мощности на двух квадратичных преобразователях, два линейных преобразователя тока и напря><ения и ва" риаторы коэффициента передачи, позто воляюцие учесть потери в короткой сети (11 .

Это устройство из-за наличия двух квадратичных преобразователей сло>нно ,при применении к-электропечам с чисто активным нагревателем при симметричном токе.

Известно устройство, содержащее одноканальный датчик (преобразователь)

20 мощности на одном квадратичном преобразователе, два линейных преобразователя тока и напрян<ения, электронный фазоинверсный каскад и электронный переключатель, управляемый от генератора низкой частоты (2) .

Это устройство из-за наличия электронного переключателя и генератора сложно.

Наиболее близким техническим решением является устройство для контроля мощности электропечи, содерх<ацее одноканальный датчик мощности на квадратичном преобразователе, аунт, сопротивление нагрузки и два линейный преобразователя напрях<ения и тока печи, например, в виде трансформатора напряжения и тока, к выходу одного из которых подключен выпрямитель Г31..

Недостатками устройства являются его низкая чувствительность из-за потери не менее 833 мощности полезного сигнала в балластных сопротивлениях, сложность настройки из-за необходимости точного согласования цепей двух вторичных полуобмоток трансформатора напряжения по коэффициенту

3 92112 трансформации и сопротивлению, неучет потерь мощности в короткой сети элек. тропечи.

Целью изобретения является повышение чувствительности, точность кон- троля мощности печи и упрощение нас.тройки устройства.

Для достижения этой цели выпрямитель выполнен в виде вентильного моста с шунтом на выходе, последова- 10 тельно с которым включены выход второго линейного преобразователя, со-! .противление нагрузки и вход дополнительного вентильного моста, к выходу которого подсоединен.квадратич- 45 ный преобразователь.

Кроме того, шунт может быть снабжен отводом, к которому подключен один из вентилей выпрямителя.

Данное включение элементов устройства позволяет избавиться от. балластных сопротивлений, .что увеличивает чувствительность по мощности выходного сигнала более чем в 5 раз; применение в первом выпрямителе мостовой д схемы вместо нулевой устраняет необходимость согласования двух дифференциально включенных цепей, что упрощает настройку устройства; выполнение шунта с отводом позволяет учесть потери мощности в короткой .сети печи, что повышает точность контроля мощности в самой печи.

На фиг. 1 и 2 представлены два варианта устройства; на фиг. 3 - вре3S менные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из одноканального датчика мощности на одном квад4Q ратичном преобразователе 1, двух линейных преобразователей напряжения и тока в виде трансформаторов напряжения 2 и тока 3, шунтов 4 и 5, сопротивления нагрузки Рн 6, выпрямителя 7, выполненного в виде вентиль4$ ного моста = шунтом на выходе, последовательно с которым включены в одну цепь выход другого линейного преобразователя, дополнительный вентильный мост 8, с квадратичным преобразователем на выходе и сопротивление. нагрузки. На фиг. 1 шунт 4 выполнен с отводом 9, к которому подключен один из вентилей выпрямителя

7. Устройство включено.. в цепь симметричного тока чисто активного нагревателя 10, причем в цепи могут быть большие (относительно) сопротивления

0 4

11, характеризующие потери в короткой сети.

Устройство работает следующим образом.

На фиг. 1 выпрямитель 7 с шунтом

4 подключен к выходу трансформатора тока 3, и при отсутствии отвода 9 на шунте получается напряжение, пропорциональное модулю тока печи. На фиг.1 этот же выпрямитель подключен к выходу трансформатора нап ряжения 2, и на шунте получается напряжение, пропорциональное модулю напряжения печи.

Напряжение шунта 4 суммируется с напряжением выхода второго линейного преобразователя, т.е. на фиг. 1 - с напряжением, пропорциональным напряжению печи, на фиг. 2 - пропорциональным току печи. На фиг. 3 а,б показаны примеры симметричных диаграмм напряжения и тока печи при чисто активном нагревателе 10, а на фиг. 3 в сплошной линией — диаграмма напряжения на шунте 4. На фиг. 3г показана сумма напряжений шунта 4 и выхода другого линейного преобразователя. Для работы схемы принципиально важно, чтобы эта сумма имела противоположные знаки в различные полупериоды, как это показано на фиг. Зг. Для этого необходимо, чтобы напряжение на шунте 4 было в любой момент времени меньше модуля выходного напряжения другого линейного преобразователя.

На фиг. Зд, показана диаграмма выходного тока сопротивления нагрузки

6, который пропорционален квадрату суммарногб напряжения на фиг.3г и повторяет его знак. Если U(4J t) напряжение, пропорциональное напряжению нагревателя, !(М t) — напряжение, пропорциональное току нагревателя, то среднее значение выходного тока 1 за период 2». будет пропорционально средней мощности P при условии симметрии тока и напряжения относительно оси абсцисс (т.е. при отсутствии четных гармоник):

Х 2" (е — / P+j) d $ - J {Q- ) < < =

IL

-,—,(f (U +Р)ам - "(u +i )d t+ < )

JL

+= !" Ui4 t+/ . Vidual)==. j u)iсЫ=— p

При реактивной нагрузке при нали-, чии в токе четных гармоник (при несимметрии тока), а также, когда на)пряжение шунта 4 превышает величину

5 92:1 120 6

v модуля напряжения другого линейного 1потерям в сопротивлениях короткои преобразователя и суммарное напря- сети 11 печи. жение на фиг. Зг не становится разно- Применение предлагаемого устройстполярным в разные полупериоды, уст- ва позволяет более чем в 5 раз повы" ройство работает с методической пог" 5 сить точность контроля мощности, упрощает настройку устройства.

Весь средний ток протекает через сопротивление нагрузки 6 йя, отда- вая ей мощность величиной I Кя, Формула изобретения что более, чем в 5 раз превышает отдаваемую мощность известного устрой- Устройство для контроля мощства, где значительная часть мощнос- ности электропечи с симметричным чисти теряется в балластных сопротивле- то активным током, содержащее однониях. Схемы фиг.l и 2 симметричных канальный датчик мощности на квадрадля положительной и отрицательной тичном преобразователе, шунт, сополуволн тока .и .напряжения, в том противление нагрузки и два линейных числе выходное сопротивление линей- преобразователя напряжения и, тока ного преобразователя,. подключенного печи, например, в виде трансформа" к выпрямитепю 7, одинаково влияют на торов напряжения и тока, к .выходу од" разнополярные полуволны. Поэтому на- 20 ного из которых подключен выпрямитель стройка "нуля" в устройстве вообще о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, не требуется, существенно упрощает- с целью повышения чувствительности, ся остальная настройка. точности контроля мощности и упрощеПри подключении одного из венти- . ния настройки, выпрямитель выполнен лей выпрямителя 7 к отводу 9 шунта >5 в виде вентильного моста с указан4 на фиг. 1 коэффициент передачи ли- ным шунтом на выходе, последова нейного преобразователя тока на эле- тельно с которым включены выход вто,ментах 3, 4, 7 и 9 становится раз-, рого линейного преобразователя, со,ным для полуволн тока противополож- противление нагрузки и вход допол.. ного знака. На фиг. 3в штриховой 30 нительного вентильного моста, к . ;линией показано уменьшение выходного выходу которого подсоединен квадрасигнала для положительной полуволны. тичный преобразователь.

При этом, как следует из выражения(1) 2. Устройство по п.1, о т л ивыходной ток датчика ч а ю щ е е с я тем, что шунт снабжен отводом, к которому подключен

aran .С1„ 4к (. с г один из вентилей выпрямителя.

„J U d4i 2Х!, д 1=р 1,дк (2)

Источники информации, определяет мощность сети за вычетом принятые во внимание при экспертизе члена, пропорционального квадрату дей- 1. Авторское свидетельство СССР ,действующего тока нагревателя 1н. 4в по заявке Р 2722120/07, Здесь ЬК - разность коэффициентов кл. Н 05 В 1/02, 1978.. передачи по току для разнозначных 2. Авторское свидетельство CCC ггр полуволн. Подбором величины ЛK доби- Ю 130983, кл. 21 E 36/02; 1960. ваются вычитания из выходного сигна 3. Патент США М 3218554, ла (2) напряжения, пропорционального 4> кл. 324-142, 1965..

Составитель О. Турпак . . Редактор Т. Кинь Техред д. Дц КорректорЛ. Бокиан

Заказ 2385/76 Тираж 856 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4