355606

355606 О П И- С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваМ. Кл, 6 051 112 аявлено 27,111,1970 ( 1416096124 инением заявки присо ПриоритетОпубликовано 16.Х,1972, Бюллетень3Дата опубликования описания 4.Х 1.1972 Комитет по делам зооретений и открытиДК 621 316 722 078 62 ,359.484 (088.8) при Совете Министр СССРвторызобретени К. А. рский, В, В, Кравченко ии проектный сности и охр и Актюбинс аппаратуры Нагорный, В, В. КутляшоИ, А, Кисельников Веремьев, В. И, Сико Г. Я. Надыко, Т, А, о-исследовательский иям, технике безопа тельных материалов аявитель Науч сооруже строинститут по газоочистнымане труда в промышленносткий завод рентгеновской УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА 2 ы" Известен автоматический повысительно-выпрямительный агрегат для электрических фильтров газоочистки, содержащий высоковольтный выпрямитель, силовой повышающий трансформатор, блок силовых тиристоров, автоматический регулятор, включающий измерительный орган, формирователь управляющего сигнала длительното режима, амплитудно-фазовый преобразователь и формирователь импульсов управления тиристорами.В предлагаемом устройстве с целью повышения точности и надежности регулирования электропитания регулятор содержит блок переходного режима, выполненный в виде управляемого ключа и параллельной 1 тС-цепочки, причем цепь управления блока подключена к выходу селектора искровых разрядов, а выход блока соединен со входом амплитуднофазового преобразователя.Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная электрическая схема устройства для автоматического регулирования напряжения электрофильтра,Устройство содержит высоковольтный трансформатор 1, высоковольтный полупроводниковый выпрямителя 2, высоковольтный делитель напряжения 3, с которого на вход регулятора снимается сигнал, пропорциональн и напряжению на электродах фильтра, сопротивление 4 в цепи высоковольтного выпрямителя, с которого на вход регулятора снимает ся сигнал, пропорциональный току черезэлектрофильтр, селектор б искровых разрядов, представляющий собой параллельную схему И, состоящук из двух включенных на общую нагрузку. б усилительных каскадов 7 10 и 8, на входы которых подаются сигналы, пропорциональные напряжению и току электро- фильтра соответственно, Назначением селектора является выделение переходных составляющих напряжения на электрофильтре, со ответствующих искровым разрядам, и формирование импульсных сигналов, импульс напряжения которых пропорционален импульсу снижения напряжения на электродах фильтра. Кроме того устройство содержит форми рователь 9 управляющего сигнала длительного режима, состоящий из инверторного усилительного каскада 10 и интегрирующе-диффе.ренциоующей цепи, включающей конденсатор 11, зарядное сопротивление 12, разрядное со противление И, зарядное сопротивление 12,разрядное сопротивление 13, диоды 14 и 15.Назначением данного узла является определение величины, пропорциональной средне5 1 О 15 2 О 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 взвешенному за некоторый период времениснижению напряжения на электрофильтре,обусловленному искровыми разрядами, иформирование из этой величины управляющего сигнала, уровень которого определяет уголвключсния силовых тиристоров, Блок 1 б переходного режима состоит из параллельной КСцепи, включающей конденсатор 17 и разрядное сопротивление 18, управляемого тиристорного ключа 19 и развязывающего диода20. Назначением данного узла является формирование управляющего сигнала, уровенькоторого определяет угол включения тиристоров в ближайшие несколько полупериодов сетевого напряжения после искрового разряда.Лмплитудно-фазовый преобразователь 21состоит из формирователя пилообразного напряжения (транзистора 22, конденсатора 23,резисторов 24 - 2 б, двухкаскадного усилителяформирователя (составной транзистор 27,транзистор 28, резисторы 29, 30), Назначением данного узла является преобразованиеуровня входных сигналов, поступающих сформирователей 9 и 1 б в прямоугольный импульс, фазовый угол переднего фронта которого соответствует углу включения силовоготиристора, а длительность - углу проводимости последнего,Формирователь 31 импульсов управлениятиристорами состоит из последовательнойсхемы И (транзисторы 32, 33), дифференцирующей цепи (конденсатор 34, резистор 35) иждущего блокинг-генератора с трансформаторным выходом (транзистор Зб, резисторы37, 38, конденсатор 39, трансформатор 40),Назначением данного узла является формирование кратковременного импульса управления силовыми тиристорами, фаза которого соответствует переднему фронту прямоугольного импульса, поступающего с преобразователя 21, или переднему фронту импульса, поступающего с узла обратной связи по напряжению на тиристорном блоке,Блок 41 силовых тиристоров состоит, например, из двух встречно-параллельно включенных тиристоров 42, 43.Назначением блока является регулированиенапряжения на первичной обмотке высоковольтного трансформатора,Устройство 44 обратной связи по напряжению на тиристорном блоке состоит из трансформатора напряжения 45, диодного моста 4 б,стабилитрона 47, резистора 48, конденсатора49. Назначением узла является формированиепрямоугольных импульсов напряжения, фазовый угол переднего фронта которых определяется моментом закрытия тиристоров, а длительность - углом включения последних.Кроме того предлагаемое устройство содержит блок 50 защиты от коротких замыканийи ограничения рабочего тока; блок 51 питаниярегулятора; блок 52 управления и сигнализации.В предлагаемом состоянии агрегата на всеузлы и блоки подается питающее напряжение. При этом на эмиттерном переходе составного транзистора 27 появляется пилообразное напряжение частотой 100 гц, синхронизированное с напряжением питающей сети. Одновременно через нормально-закрытый блокировочный контакт 53 силового контактора 54 заряжается конденсатор 11 до напряжения, определяемого делителем 55, 5 б, превышающего амплитудное значение пилообразного напряжения. Так как потенциал базы составного транзистора 27, определяемый разностью постоянного напряжения на конденсаторе 11 и пилообразного напряжения на конденсаторе 23 положителен относительно эммитера, то транзистор 27 закрыт, управляющие импульсы на выходе формирователя 31 отсутствуютПри пуске агрегата включается контактор 54, замыкаются его контакты 57, 58 в силовой цепи, однако напряжение на первичной обмотке высоковольтного трансформатора равно нулю, так как тиристоры 42, 43 закрыты из-за отсутствия управляющих импульсов, и напряжение сети полностью падает на тиристорном блоке, При этом трансформатор напряжения 45 находится под полным напряжением сети, и узел обратной связи 44 формирует прямоугольные импульсы длительностью в полный полупериод сетевого напряжения. Эти импульсы поступают на базу транзистора 32 и держат его в открытом состоянии,Одновременно с замыканием силовых контактов 57, 58, размыкается блокировочный контакт 53, и конденсатор 11 начинает разряжаться через диод 15 и резистор 12, В тот моменткогда текущее значение пилообразного напряжения на конденсаторе 23 превисит величину снижающегося напряжения на конденсаторе 11, транзистор 27 открывается и подает запирающий потенциал на базу транзистора 28, ранее открытого прямым током через резистор 29, Закрытие транзистора 28 приводит к появлению открывающего тока базы транзистора 33 и к разряду конденсатора 34 через открытый импульсом обратной связи по напряжению на тиристорном блоке транзистор 32 и переход база-эмиттер и - р - и транзистора Зб. Разрядный ток конденсатора 34, открывающий транзистор Зб, является запускающим импульсом ждущего блокинг-генератора, который генерирует кратковременный включающий импульс, поступающий через выходные обмотки трансформатора 40 на управляющие электроды силовых тиристоров 42, 43. Это приводит к открытию того из тиристоров, для которого полярность сетевого напряжения совпадает с направлением прова. димости. Включенный тиристор шунтирует первичную обмотку трансформатора напряжения 45, Это приводит к исчезновению напряжения обратной связи на базе транзистора 32, который закрывается и прерывает цепь разряда конденсатора 34.Таким образом, на первичной обмотке высоковольтного трансформатора появляется напряжение, фаза возникновения которого определяется моментом уравнивания экспоненциально снижающегося напряжения на конденсаторе 11 и пилообразного напряжения на конденсаторе 23. Постоянная времени разряда конденсатора 11 значительно превышает длительность полупериода сетевого напряжения, а следовательно, и длительность периода пилообразного напряжения на конденсаторе 23, поэтому в следующем периоде пилообразного напряжения момент уравнивания его текущего значения с напряжением на конденсаторе 11, определяющий фазу включения тиристоров, наступит раньше на некоторую долю полупериода питающего напряжения. Следовательно, фазовый угол включения силовых тиристоров будет постоянно уменьшаться по экспоненциальному закону. Это обеспечивает быстрое нарастание напряжения на первичной обмотке высоковольтного траноформатора в начале процесса включения электро- фильтра и замедленный подход к его максимуму,По мере возрастания напряжения на электрофильтре, транзистор 7 открывается током высоковольтного делителя напряжения 3 и при потенциале на коронирующей системе, близком к напряжению зажигания короны, переходит в режим насышения. При этом транзисторы 8 и 10 открыты, сигнал на выходе селектора 5 отсутствует.При повышении напряжения до уровня возникновения коронного разряда в силовой цепи агрегата появляется ток, изменение которого носит импульсный характер. Это вызывает периодические закрытия транзистора 8, что не приводит к возникновению сигнала на выходе селектора 5, так как транзистор 8 зашунтирован открытым транзистором 7.При дальнейшем повышении напряжения и при какой-то его величине, зависящей от технологических параметров фильтруемых газов, в осадительном пространстве возникают искровые разряды, сопровождающиеся скачкообразными снижениями напряжения на электродах фильтра и импульсными возрастаниями тока. Это приводит к одновременному закрытию транзисторов 7, 8 и появлению при каждом искровом разряде сигнала на выходе селектора. Указанный сигнал носит характер импульса напряжения, форма которого повторяет форму скачкообразных изменений напряжения на электрофильтре, Последнее достигае я тем, что транзистор 7 в процессе закрыгия переходит из режима насыщения в режим отсечки через активную область. Сигнал, сформированный селектором, своим передним фронтом закрывает транзистор 10, При этом конденсатор 11 подзаряжается через резистор 12 и диод 14. Величина приращения напряжения на конденсаторе 11 зависит от формы и длительности импульса, поступившего с селектора 5. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 В результате суммарного воздействия подзаряда конденсатора 11 последовательностью сигналов селектора и разряда его через диод 15 и резистор 13 на конденсаторе 11 устанавливается динамический уровень напряжения, определяющий угол включения силовых тиристоров и, следовательно, средний уровень напряжения на электродах фильтра.При каждом искровом разряде транзисторы 7, 8 селектора закрываются на время, равное длительности разряда, При закрытии транзисторов 7, 8 конденсатор 59 в цепи управляющего электрода тиристора 19 через конденсатор 17, управляющий переход тиристора 19 и резистор б оказывается подключенным к источнику питания. Происходит заряд конденсатора 59, однако при этом включение тиристора 19 не происходит, так как импульс зарядного тока через управляющий переход имеет полярность, противополон ную включающей.После окончания искрового разряда транзисторы 7, 8 открываются, конденсатор 59 разряжается через управляющий переход тиристора 19, конденсатор 17 и транзисторы 7, 8 и включает тиристор 19, Это приводит к практически мгновенному заряду конденсатора 17 до напряжения источника питания и выключению тиристора 19. Так как величина напряжения на конденсаторе 17 значительно превышает амплитудное значение пилообразного напряжения на конденсаторе 23, то составной транзистор 27 закрывается, что приводит к прекращению подачи управляющих импульсов на силовые тиристоры 42, 43 и следовательно, к снятию напряжения с электро- фильтра. Тем самым предупреждается возникновение вторичных разрядов и производится гашение дуговых.Предупреждение развития однополупериодных режимов питания высоковольтного трансформатора осуществляется сдвигом фазы прохождения управляющего импульса с помощью устройства обратной связи.В течение затянувшегося полупериода первичного тока трансформатор напряжения 45 устройства обратной связи 44 зашунтировап проводящим тпристором. Открывающее напряжение на базе транзистора 32 отсутствует и открытие транзистора 33 в момент уравн- вания пилообразного напряжения на конденсаторе 23 и напряжения на конденсаторе 1 не приводит к возбуждению блокинг-генератора. При этом транзистор 22 остается открытым до окончания периода пилообразного напряжения. Восстановление напряжения на тиристорном блоке приводит к формированию устройством обратной связи 44 прямоугольного импульса, открывающего транзистор 32, и тем самым к формированию блокинг-генератором импульса, включающего тиристор. Затем трансформатор 45 снова шунтируется, и импульс обратной связи прерывается.Для защиты агрегата от возможных перегрузок в регуляторе предусмотрено ограничение рабочего тока.355606 Предмет изобретен ия оставитель М. Кузнецова Техред А. Камышникова дактор В. Фельдм Корректор Е. Усо Заказ 367 ЦНИИПИ Изд. Ме 1524 Тираж 406 Подписноомитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ипографи, Сапунова, 2 Напряжение на делителе 60 пропорционально рабочему току электрофильтра. При увеличении рабочего тока, выше номинального, стабилитрон б 1 открывается, и на базу транзистора 10 подается напряжение отрицательной полярности, что приводит к запиранию транзистора 10 и подзаряду конденсатора 11 через резистор 12 и диод 14, Уровень напряжения на конденсаторе 11 возрастает, угол включения тиристоров увеличивается, ток через электрофильтр уменьшается до заданной делителем б 0 предельной величины.В схеме регулятора предусмотрена защита от коротких замыканий, действующая на отключение контактора 54.Предусмотрено ручное управление агрегатом. Переход на ручное управление осуществляется переключателем б 2. Регулирование напряжения на конденсаторе 11 при этом производится переменным сопротивлением бб. Устройство для автоматического регулирования напряжения электрофильтра, содержа щее силовой повышающий трансформатор,высоковольтный выпрямитель, селектор искровых разрядов, блок силовых тиристоров, измерительный орган, формирователь управляющего сигнала длительного режима, амплитуд но фазовый преобразователь и формирователь импульсов управления тиристорами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования й надежности, оно снабжено блоком переходного режима, вы полненным в виде управляемого ключа и параллельной 1 сС-цепочки, причем цепь управления блока подключена к выходу селектора искровых разрядов, а выход блока соединен со входом амплитудно-фазового преобразова теля.