Устройство для регулирования действующего значения тока

(23) Приоритет ио лелем нэооретеннй н открытийДата опубликования описания 03,01,81 А. Н. Денисьев, Д. Я, Ровенский, Б. И. Синчуки А Н Тарантуль(72) Авторы изобретения Государственный ордена Октябрьской Ревопоцин научноисследовательский и проектный институт редкометаллнческойпромышленности "Гиредмет"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЕЙСТВУЮШЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА Изобретение относится к областиуправления тепловымн режимами электротермических установок и может быть использовано, в частности, для управлениянагревом кремниевых стержней-оснований в установках водородного восстановления хлорсиланов,Известно устройство для регулирования действующего значения тока, содержащее соединенные последовательно датчик мгновенного значения сигнала, вв 1 прямитель, квадратор, фильтр и блокизвлечения квадратного корня 1.Недостатком такого устройства является .сложность схемы, включающейквадратор для быстроизменяющейся в цптроком 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 значениятока, выход которого соединен с первым входом сумматора, подключенного выхо- дом к первому входу блока формировайиязакона регулирования, второй вход которого подключен к задатчику, а выход -к блоку управления тиристорами 21.5Недостатком известного устройстваявляется малая точность (не лучшеф 27 опри диапазоне изменения измеряемыхвеличин около 5) и сложная схемареализации, включающая блок умножения 10и нелинейный преобразователь. С целью повышения точности регулирования устройство снабжено по крайней 15мере 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 соединен с выходом выпрямителя.3 792Нв фиг. 1 показана структурная схе-ма устройства; на фиг. 2; 3 - варианты реализации.Устройство содержит (см. фиг. 1) 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. 1 и фиг. 2).мгновенное значение сигнала форми . руется датчиком 1, в который входят токовый (ТТ) и . разделительный (ТР) трансформаторы. Затем сигнал выпрямляется с помошью выпрямителя 2 с помощью РС -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 сглвживанием, 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 Яна ключевом элементе (выходе делителя напряжения 4) при подаче нв вход делителя напряжение 4 (на резистор) напряжения 0 , пропорционального среднему значению тока в силовой цепи, равно,где 9 - угол задержки.Напряжение Она выходе второго делителя напряжения 4, соединенного последовательно с первым, равноЧ Ч .и т,д.Напряжения Оо, Ц 1, О н т.д.поступают на сумматор 5, собранныйна усилителе постоянного тока (УПТ) с 226 фпараллельной обратной связью. Его выходное напряжение Ч т равноЧ0 =Ц 4+А+д ;)+е ср о 1 Й 1где О, бс,- весовые коэффиОциенты, определяемые соотношениямисопротивления в прямой и обратной цепи.10 Если д.о д., А 2,представляютсобой коэффициенты разложения в рядТейлора коэффициента формы .у (Щ )по степеням ( ), то напряже-";ние О пропорцйоквльно действуюшему15 значейию тока в силовой цепи. При этомточность тем выше, чем большее числочленов ряда суммируется или чем большее число делителей напряжения 4 введено в схему измерения.щ Ключевой элемент, хак уже было отмечено, может бьть выполнен на различного рода малоинерционных электромеханических реле, транзисторах, оптронах ит.д. В конкретном случае (на макете) ону 5 был выполнен на транзисторах,После сравкения с заданием, получаемым от задатчика 6, рассогласованиепоступает кв блок формирования законарегулирования 7, представляющий собойЗр усилитель постоянного тоха (УПТ), охваченный . С -связью, блок управлениятиристорвми (БУТ) 8, блок тиристоров 9и на нагревательные элементы 10,Одна нэ возможных реализаций обшей35структурной схемы устройства показанана фиг. 3. При такой реализации используется тольхо один делитель напряжения4, а суммирование и сглаживание осуществляются на пассивных Я.С -элементах.40Предлагаемое устройство в течениедлительного времени испытывалось впроизводственных условяих для регулирования действующего; значения тока вкремниевых стержнях-основаниях в процессе осаждения особо чистого кремния45иэ газовой фазыаВ опытах сила тока с ростом диаметра стержней увеличивалась от 40 де800 А, угол задержки на различкыхступенях питающего напряжения изменялся от 45 до 135. Изменения осуществлялись с помощью проверочного трансформатора тока типа УТТс переключениями и электромагнитного амперметратипа АСТ класса 0,5, прошедшего дополнительную проверку на синусоидалькомтоке с помощью прибора класса 0,2.Погрешность регулирования и измерения действующего значения тока в опь792226 6входу блока формирования закона регулирования, второй вход которого подключен,к задатчику, а выход - к блоку управления тиристорами, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностирегулирования, оно снабжено по крайнеймере одним делителем напряжения, выполненным в виде последовательно соединенных резистора и управляемого ключе 1 а вого элемента, причем вывод резистораподключен к выходу датчика среднего:значения тока, выход ключевого элементаподключен ко второму входу сумматора,а управляющий вход ключевого элемента т- д соединен с выходом выпрямителя. 5тах не превосходила для первой схемы (по фиг.2) + 0,57 о, а для второй (по фиг. 3).1%,Использование предлагаемого устрой ства для регулирования действующего значения токе обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:а) более высокую точность (класс точности в 2-4 раза лучше, чем у къ. вестных устройств);б) широкий диапазон измеряемых ве- личин тока (отношение максимальной измеряемой величины и минщкальной не менее 20 по сравнению.с 5 в извес ных устройствах. формула изобретения 20Устройство для регулирования действующего значения тока, содержащее соединенные последовательно датчик мгновенного значения тока, выпрямитель, датчик среднего значения тока, выход которого соединен с первым входом сумматора, подключенного выходом к первому ФИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Отчет Гиредмета, гос. регистр.71035235,инв. Авт. 98,63,78767, 1972,2. Технический проект "Система автоматизирования преобразовательная тиристорная для питания установок водородного восстановления кремния Поликри,сталл 18-01", (САПТ), 79060.00.00,Уралэнергоцветмет, 3,977.1г1 79 2226 Составитель В, Ковалевдактор 3. Ходакова; Техред Е,Гаврилешко, Корректор, Г. Решетник каа 9432 род ул. Прокектнаи атент Тираж 956 БНИИПИ Государст но делам изоб 13 О 35, Москва, ЖПодписноего комитета СССРи открытийаушская наб д. 4/5 венно -35,