Датчик приращения тока дуги

О П И С А Н И Е лллл 558425ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОР СИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сееетских Социалистических Республик(61) ДОодтел.Ос к аВт. сВид-В 22) Заяв.лспо 30.06.75 (21) 21501 0/07 1) 1. Кл Н 05 В 7/14 Е 2 В 21/0 6 05 Г 1/02 сп и едилЛелЛиеч заяв л л Ъ Госулларственныи комите Л 23) Приоритет ета 1 йиннстрев СССРдолам изобретений ОПУОЛИКО о 15.05,77. Ьлоллетень 53) УДК 621.3.072.8.,365,22 (088,8) и открытий 6.77 ата опуб лковаппя описания Л,72) Авторы изобретсш В, А. Бей Научно-исследоват при Томском иллститут1) Заявитель автоматизированньлх систем управлениярадиоэлектроникиЯ ТОКА ДУГИ АВТОМАТИЧЕСКОДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ Изобретение относится к ооласти электротехники и может быть использовано в системах автоматического регулирования электрического режихла дуговых электропечей,Известно устроиство приращения тока дуги, в котором приращение тока дуги определяется дифференцированием посредством резистивноемкостной цепочки выпрямленного и сллаженного фильтром тока дуги (1) .Недостатком известного устройства является низкая точность измерения и невысокое быстродействие, так как сглаживание фильтром искажает действительную форму огибающей мгновенных значений тока дуги, поскольку усреднение тока происходит на достаточно большом промежутке времени.Известен датчик приращения тока дуги, содержащий трансформатор с парой последовательно соединенных рабочих оомоток и парой последовательно соединенных синхронизир,- ющих обмоток, подключенной в параллель к двуч входам формирования импульсов, соединенным каждыхл из двух выходов с базой одного из двух шунтирующих ключей, к каждоподключе один нец цепочки двух последовательно соединенных запоминаЛощих конлепсаторов, база одного из двух эмиттерных повторителей и через диод - один из вколов указанной пары рабочих обмоток (2),Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие, так как задержка измеряемого значения амплитуды тока дуги может составить полпериода. Известное устрой- стВО таОсе не ОоеспечиВает Высокую точностл измерения, так как дифференцирование огибающей амплитуды тока дуги осуществляется резллстлВлО-емлеостнОлл цеЛл 01 лл,олл, котОрая Осулцествляет лишь приближенное дифференцп рование.Для повышения точности измерения и быстродепстьпя предлагаемого датчика в нем к эмиттерам эмиттерных повторителей подключена одна пз диагоналей моста, выполненного 15 на транзисторных ключах, ко второй диагонали которого подключен конденсатор нагрузки, а вход ка кдого транзисторного ключа связан с одним из выходов одного из двух блоков управления, два Входа которых соединены после довательно и подключены в параллель к выходам пары синхронизпрующпх обмоток,На фпг. 1 показана функциональная схемаописываемого датчика; на фиг. 2 - временные диаграммы нагружений при его работе.5 Датчик приращения тока дуги состоит изтрансформатора 1, имеющего две вторичных раоочпх оомоткп 2, 3, соединенные через выпрямительные диоды 4, 5 с запоминающими конленсаторамп 6, 7 и две вторичные синхро низирующие обмотки 8, 9, подключенные к45 50 55 60 65 3входам формирователя импульсов 10, выход которого соединен с шунтирующими ключами1, 12, эмиттерных повторителей 13, 14, к эмиттерам которых присоединена одна диагональ мостовой схемы, собранной из транзисторных ключей 15, 16, 17, 18, во вторую диагональ которой включен конденсатор нагрузки 19, причем управляющие входы 20 - 27 транзисторных ключей 15, 16, 17, 18 соединены с выходами блоков управления 28, 29,Работа датчика приращения тока дуги происходит следующим образом. 1-1 а первичную обмотку трансформатора 1 поступает напряжение пропорциональное току дуги. Закон изменения напряжения Ова (фиг. 2,а) для примера ьзят произвольный,Рабочие вторичные обмотки 2, 3 через выпрямительные диоды 4, 5 в каждый полупериод заря 5 кают соответственно запоминающие конденсаторы 6, 7 до амплитудного значения напряжения, пропорционального току дуги.Эти значения запоминаются и удерживаются до конца соответствующего периода тока дуги. В указанные моменты конденсаторы 6,7 разряжаются шунтирующими ключами 11,12, которые управляются формирователем импульсов 10, подключенным ко вторичным синхронизирующим обмоткам 8, 9,Форма напряжения Ь, и У 7 на запоминающих конденсаторах 6, 7, соответствующая принятому закону изменения тока дуги, показана на фиг. 2,б.Поскольку информация об амплитудном значении тока дуги поступает дискретно, в середине каждого полупериода несущего напряжения (например, точки 11 и 1 з, фиг. 2,а), то изменение приращения тока дуги возможно не ранее, чем в эти моменты, и определяется как разность амплитуд двух соседних полупериодов несущего напряжения. Таким образом, в предлагаемом устройстве операция дифференцирования огибающей амплитуд тока заменяется операцией вычитания,Для получения этой разности запоминающие конденсаторы 6, 7 соединены между собой последовательно и встречно, что позволяет снимать с эмиттеров эмиттерных повторителей 13, 14 разность напряжений У, и У 7, форма которой показана на фиг, 2,в.Этот сигнал несет информацию о приращении тока дуги лишь во второй половине полу- периодов несущего напряжения, в момент, когда одновременно существуют амплитуды отрицательного и положительного полупер иодов (время Л 1, фиг. 2,а).Для выделения полезной информации из этого сигнала служат конденсатор нагрузки 19, включенный в диагональ собранных по мостовой схеме транзисторных ключей 15, 16, 17, 18, и блоки управления 28, 29, входы которых соединены с синхронизирующими обмотками 8, 9, Блок управления 28 формирует импульсы, задержанные относительно положительных полупериодов на четверть периода (фиг, 2,г). Блок управления 29 формирует та 5 10 15 20 25 30 35 40 кие же им 11 ульсь 1, за ергка 1111 ые на четверь 11 ер 11 ода 01 носи 1 ельно на 1 ила о г 15.1 ца 1.;.1 Оньл 11 олу 11 сриодов 11 оиг. 2,0) и 5 рыы .м.5,оео 11 е должна превышать време.1 И 1 ь 1 11 р 11 и 5.11 риращЕНИЕ тОКа ду 1 И ОПрЕдЕЛ 51 Ется к 1 К реЗуЛЬГат ВЫЧИГаНИ 51 ПрвдЫдущЕГО ЗНаЧЕНИ 51 амплитуды тока из последующего, и если, 1 апример, в момент времени г диг. 2,и) 1 р 11 р 11- щение должно и факт 11 чески о 1 ределяетс 51 как разность амплитуд ч, - .чг, то в момент врем - ни гг оно должно определяться как ралос 1 ь амплитуд чг - ла при принятои на 111 иг.полярнос 1 и напряжении - как Л 1 - ,чг, 1. е. 51 меет противопо,1 ожныи знак диг. ,в 1.для изменения знака каждого второго значения приращения тока дуги импульсы с выходов о, 1 и л, И,5 олока управления б открывают два транзисторных ключа 1 о, 1 о, расположенных в противополо 5 кных плечах мостовой схемы, а импульсы с выходов л, го и 20, ( олока управления лЭ - другую пару ключеи 1(, 1 б.11 ри каждом срабатывании транзисторных ключей конденсатор нагрузки 1 з перезаряжается до напряжения, амплитуда и полярносгь которого несут информацию о приращении тока дуги. Лапряжение, снимаемое с конденсагора нагрузки, представлено на фиг. .в.1 редлагаемое устроиство имеет более высокую точность измерения и быстродеиствие, так как исключаются искажения и инерционность, возникающие при дифференцировании огиоающеи амплитуд тока дуги.В частотном диапазоне изменения огибающеи амплитуд тока 0,25 - 15 Гц характеристчки устройства близки к характеристикам идеального дифференцирующего звена. Запаздывание в появлении сигнала составляет четверть периода несущего напряжения,Формула изобретения Датчик приращения тока дуги автоматического регулятора дуговой электропечи, содержащии трансформатор с парой последовательно соединенных рабочих обмоток и парой последовательно соединенных синхронизирующих обмоток, подключенной в параллель к двум входам формирователя импульсов, соединенным каждым из двух выходов с базой одного из двух шунтирую 1 цих ключей, к каждому коллектору которого подключен один конец цепочки двух последовательно соединенных запоминающих конденсаторов, база одного из двух эмиттерных повторителеи и через диод - один из входов указанной пары рабочих обмоток, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия датчика, к эмиттерам эмиттерных повторителей подключена одна из диагоналей моста, выполненного на транзисторных ключах, ко второй диагонали которого подключен конденсатор нагрузки, а вход каждого транзисторного ключа связан с одним из выходов одного из двух блоков управления, два558425 О входа которых соединены последовательно и подключены в параллель к выходам пары си- хронизирующих обмоток.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,61. К. Д. Гуммерман, В. М. Эдемский, Труды Московского энергетического института, 1967, выпуск 37, стр. 147 - 153.2. Авторское свидетельство СССР458108, 5 М. кл. Н 05 В 7/16, 1972 (прототип)./ корректор Л. Брахннн ейкн Рса кто Тираж 10 1 Совета Мание и открытий ска 5 наб., д. 4/