Устройство для автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра

(19 ВОЗС 36 ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СЮ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Истринский филиал Всесоюзного электротехнического института им. В.И. Ленина (72) Л.П, Александрова и В,Д. Де(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электро- фильтров, улавливающих высокоомные пыли, и позволяет повысить степень газоочистки. Устройство для автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра 1 содержит высоковольтный источник 6 с тиристорным регулятором 9, две встречно-параллельные цепи, состоящие из последовательно соединенных соответственно вентилей 2, 3 и коммутаторов 4, 5, датчики тока 8 и напряжения 20, селектор 19 искровых разрядов, блок 13 переходного режима, формирователь 12 управляющих сигналов длительного режима, амплитудно-фазовый преобразователь 11, формирователь 10 управления тиристорами, блок 14. ограничения перенапряжений, блок 15 управления, выходные формирова. тели 16, 17 и блок 18 управления переключением формирователя 12. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров (ЭФ), улавливающих высокоомные пыли.Цель изобретения - повышение степени газоочистки,На фиг. 1 приведена блок-схема устройства автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра; на фиг. 2 - блок-схема блока управления переключением формирователя и формирователя управляющих сигналов длительного режима, на фиг, 3 - сопоставимые во времени диаграммы работы блока переключения формирователя,Электрофильтр 1 (фиг, 1) чеоез цепочки из,циодов 2 и 3 и коммутаторов 4 и 5 подключен к вь 1 соковольтному источнику 6 переменного напряжения. Высоковольтный источник 6 содержит повышающий трансформатор 7, один вывод высоковольтной обмотки которого соединен с общей точкой диодов 2 и 3, а другойчерез датчик 8 тока с общей точкой схемы. Низковольтная обмотка трансформатора 7 через тиристорный регулятор 9 соединена с сетевыми входами источника 6. Управляющие входы тиристорного регулятора 9 соединены через формирователь импульсов управления тиристорами 10 с амплитудно-фазовым преобразователем 11, первый вход которого соединен с выходом формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима, второй вход - с выходом блока 13 переходного режима и с выходом блока 14 ограничения перенапряжений, Г 1 ервый и второй входы блока 14 соединены с сетевым входом высоковольтного источника 6, третий и четвертый входы - с первым и вторым выходами блока 15 управлени соответственно, Первый и второй выходы блока 15 управления соединены также врез выходные формирователи 16 и 17 импульсов управления с управляющими входами коммутаторов 4 и 5, а второй выход, кроме тогс, соецинен с.первым входом блока 18 управления переключением формирователя и вторым входом формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима. Второй вход блока 18 управления переклю гением формирователя соединен с вторым выходом формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима, третий вход которого соединен с выходом блока управления переключением формирователя, а первый вход - с вь 1 ходом селектора 19 искровь х разрядов, который соединен также с входом блока 13 переходного режима, Первь 1 й вход селектора 19 искровых разрядов соединен с выходом 20 25 30 35 40 45 50 да 1 чика 20 напряжения на элекгрофильтре второй - с выходом датчика 8 тока.Формирователь 12 управляющих сигналов длительного режима (фиг. 2) содержит задающие конденса 1 эры 21 и 22, одна из обкладок каждого из которых соединена с общей точкой схемы, а другие - через первый 23 переключающий контакт реле 24 с общей точкой последовательно включенных зарядной 25 и разрядной 26 цепей с обкладкой дополнительного конденсатора 27 и вторым входом блока 18 управления переключением формирователя, Через второй 28 переключающий контакт реле 24 конденсаторов 21, 22 соединен с выходом блока 18 управления, Обмотка реле 24 включена в коллекторную цепь транзисторного ключа 29, база которого через резисторный делитель 30 соединена с вторым выходом блока 15 управления фиг. 1) и первым входом блока управления 18 переключением формирователя. Вход зарядной 25 цепи конденсаторов 21, 22, 27 соединен с первым входом формирователя 12 и значит с выходом селектора 19 (фиг, 2) искровых разрядов, а выход их разрядной 26 цепи - с первым выходом формирователя 12 и значит с первым входом амплитудно-фазового преобразователя 11 (фиг, 2). Г 1 ервый вход блока 18 управления переключением формирователя (фиг, 2) соединен через формирователь 31 сигнала переключения с тактовыми входами О-триггеров 32 и 33, Выход григгера 33 соединен через резисторчый делитель 34 с базой транзисторного ключа 35, в коллекторной цепи которого включена обмотка реле 36, переключающий контакт 37 которого соединяет выход блока 18 управления с общей точкой либо резисторов 38 и 39, либо резисторов 39 и 40 делителя, включе 1 ного между общей очкой схемы и источником ггитания устройства. Общая точка резисторов 39 и 40 соединена также через диод 41 с коллектором трэнзисторнсго ключа 42 и резистором 4,"., База транзисторного ключа 42 через резисторный делитель 44 соединена с выходсм триггера 32.Второй вход блока 18 управления переключением формирователя соединен через повторитель 45 напряжения с инвер:ными входами компараторов 46 и 47 напряжений, на прямые входы которых подаются постоянные нэпряжечия Оол 1; ,42. Выходы компараторсв 46 и 47 соединены с входами схем инверторов 48 и 49. Выход схемынвертора 48 соединен с информационным входом триггера 32, а выход схемы 49 - с информационным входом триггера 33.Устройсгво работает слецуюшим образом, 1618448510 20 25 30 35 40 50 Блок 15 управления вырабатывает импульсы управления коммутаторами 4 и 5, работающими в противофазе. Блок 15 формирует импульсы напряжения со следующими параметрами: частота следования 1 0,01-10 Гц, скважность 0 2 - 5. Таким образом, блок 15 управления задает режим переключения знакопеременного нап ряжения на электрофильтре. Частота и скважность импульсов устанавливаются вручную, исходя из физико-химических свойств пыли и технологических параметров фильтра, Выходные импульсы с блока 15 управления поступают на формирователи 16 и 17 импульсов управления коммутаторами 4 и 5, обеспечивая подачу на управляющие входы коммутаторов прямоугольных импульсов напряжения заданной величины. При включении по команде с блока 15 управления коммутатора 4 в результате заряда конденсатора электрофильтра по цепи источник 6 питания - диод 2 - коммутатор 4 на электрофильтре формируется напряжение положительной полярности. При включении коммутатора 5 по цепи источник 6 питания - диод 3 - коммутатор 5 на электрофильтре формируется напряжение отрицательной полярности. Высоковольтный источник 6 переменного напряжения поддерживает на электрофильтре предпробивное напряжение в течение положительной или отрицательной полуволны знакопеременного напряжения, Например, при работе автоматического регулятора напряжения аналогичного регулятору типа ПРТ, это осуществляется следующим образом,При подаче напряжения на электро- фильтр 1 в его активной зоне систематически возникают искровые разряды, сопровождающиеся скачкообразными снижениями напряжения на электродах фильтра и импульсными возрастаниями тока, что приводит к срабатыванию селектора 19 искровых разрядов, На выходе селектора 19 искровых разрядов появляется импульс напряжения, форма которого повторяет форму скачкообразных изменений напряжения на электрофильтре, Выходные сигналы селектора 19 искровых разрядов воздействуют на блок 13 переходного режима и формирователь 12 управляющих сигналов длительного режима. Формирователь 12 устанавливает на выходе сигнал, который представляет собой динамический уровень напряжения, определяющий угол включения тиристоров регулятора 9 и, следовательно, средний уровень напряжения на электродах фильтра, Кроме того, в формирователе 12 по сигналу с выхода блока 15 управления осуществляется с частотой знакопеременного сигнала переключение задающих конденсаторов 21 и 22 (фиг. 2), каждый из которых в один полупериод знакопеременного сигнала подключен к зарядной 25 и разрядной 26 цепям и определяет угол отпирания тиристора регулятора 9, а в другой запоминает найденный в свой рабочий полупериод уровень, определяющий предпробивное напряжение на электро- фильтре. Блок 13 переходного режима воздействует на амплитудно-фазовый преобразователь 11 таким образом, что приводит к закрытию тиристора регулятора 9, т.е. к снятию напряжения с первичной обмотки трансформатора 7 при каждом искровом или дуговом пробое в электрофильтре, На входы блока 14 ограничения перенапряжений поступают напряжение сети и сигналы с выходов блока 15 управления, а на выходе формируется сигнал, который воздействует на амплитудно-фазовый преобразователь 11 таким образом, что приводит к закрытию одного из тиристоров регулятора 9, т.е. к снятию напряжения с первичной обмотки трансформатора 7 на время отрицательной полуволны сетевого напряжения при формировании на электрофильтре напряжения положительной полярности и на время положительной полуволны при формировании напряжения отрицательной полярности. Амплитудно-фазовый и рс. бразователь 11 определяет в зависимос-и от амплитуды сигналов, поступающих с блоков 12 - 14, момент подачи импульсов управления на тиристоры регулятора 9 по отноше нию к фазе питающего напряжения.Определение уровня постоянного напряжения, к которому необходимо подключить не работающий в данный полупериод знакопеременного напряжения задающий конденсатор, и подключение последнего к этому уровню, осуществляются следующим образом,Допустим, что в момент 1=0 на электрофильтре формируется отрицательная полярность рабочего напряжения О(фиг, 3), при этом с выхода блока 15 управления (фиг, 1) поступает импульс О 2 (фиг. 3) на второй вход формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима и на первый вход блока 18 управления переключением формирователя. Этот сигнал открывает транзисторный ключ 29, через обмотку реле 24 протекает ток, Пусть при этом контакт 23 реле 24 подключает задающий конденсатор 21 к зарядной 25 и разрядной 26 цепям, а контакт 28 реле 24 подключает задающий конденсатор 22 к вы;"оду блока 18 управления переключанием формирователя. Напряжение на задающем конденсаторе, подключе-ном кзаряд:-Ой 25 и разрядной цепям, определяе 1. угол Отпирания тиристоров ОВГутятОра 9, следовательно, напряжение на эле:трофильтре. Таким образом, в рассматриваемый полупериод знакопеременного напряжения на электрофильтре, напряжение нэ задаощем конденсаторе 21 определяет величину напряжения отрицательной полярности на электрофильтре и в данный полупериод изменяется, регулируя напряжения на электрофильтре, а напряжение на задающем конденсаторе 21 (фиг, 3) в данньй полупериод остается гостоянным и поддерживается сигналом с выхода блока 18 управления переключением формирователя, Уровень напряжения, поддерживаемый на конденсаторе 22, соответствует йапр 5 женио осГ 5 Тому нэ электрофильтре при формировании напряжения положительной полярности в предыдущий период знакопеременногс на;ряжения,Р устройстве возможно запоминание трех уровней 01,1; 012: 01,з напряжения О 1 нэ элек Грофильтре(фиг, 3), которые соответствус 5 Т уровн 5 м 03,1; Оз,; 03,3 нэпряхениЙ 13, 04 (фиг,З) на задающих конденсаторах 21 и 22, Значения 01,2; 01,3 - наиболее характерные значения уровней предпробивнцх этряже 5 ий на элзктрофильтре при О 5 иске данного газа и зависят ог физикохимичесого состава очищаемого газа и г.хнологических параметров фильтра, 1.1,1 соответств, ет уровню напряжения начального ко 13 окообразовэния. Напря:кение Оз,з подается: общей точки резисторов 38 и 39, Оз 2 "с общей точки резисторэв 39 и 40 ппи пткрьтом транзисторе 42, О 3,1" Общеи -оки 5 езисторов 39 и 10 Ги за;рытым Грэнзист"ре 42. Пусть в течение первого рассматриваемого полупериода знакопе- РЕМЕННОГО НаПРяжЕНИЯ Нс ЭЛЕКТРОфИЛЬТ- ре напряжение О (фиг. 3), на задающем коДесаторе 22 имеет уровень напря 5 кени:., 0;1, Это означае, что в предыдущий по 3 Период -апояжение 01 ня э 55 ектрофить" ре нс Достигло значен Я 0 2 (фиГ, 3). При этом контакт 37 реле 36 псдключсет выход блока 1 Р управления перекл,очением фор- :.рзва 1 еля к Обгцей точке резисторов 39 40 при закрытом транзистор, 42, в агом случае резистор 4:1 подключаеся через диод 41 параллельно резистору 40, 11 усть такое положение контакта.7 реле 36 соответствует случаю, когда через обмотку реле 36 протеает ток, т,е. открытому состоянио транзистора 35 или:огда нэ его базу падал Импульс напряже 555 Я О,(фиг. 3),Нэ втооой вход бгОка 18 управлениЯ1 ереключен 5 ем форк 5 гОвГегя 12 поступа 1 О 20 ва 5 отся в состояния, соответствующие сигналам на О-входах, Сигналы 08, 09 несут 25 ЗС 35 40 4 ет напряжение О 1;(фиг, 3) с дополнительного конденсатора 27 формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима, соответствующее текущему значению рабочего напряжения на электрофильтре, Сигнал 05 через повторитель 45 напряжения поступает на входы компараторов 46 и 47, где сравнивается; в одном с уровнем 0 П 1, пропорциональном величине Оз,2 и, следовательно, величине 01,2, а в другом - с; ровнем 00 п 2, пропорциональным Оз,з и соответственно 01,з, Сигналы 06, 07 (фиг. 3) с выходов компараторов 46 и 47 (фиг. 3) преобразовываются в схемах в сигналы 08 и 09 соответственно и далее поступают на информационные О-входы триггеров 32 и 33, При поступлении тактовых импульсов 010 (фиг, 3) с еьхода формирователя 31 сигнала переключения триггеры 32 и 33 устэнавлиинформацию о том, в каком диапазоне 0101,3 01,21.1101,3; 0101,2), нахоДитсЯ текущее значение напряжения на электро- фильтре, Тактовые импульсы 010 (фиг, 3) п редставля ют собой короткие (пх 10 мкс) импульсы, соответствующие моментам переклОчения полярности знакопеременного напряжения, Поскольку время перекл 5 очев ния контакта 23 реле 24 имеет конечное знаение бол.пе пх 10 мкс, то при поступлении импульсов 02 (фиг. 3) с блока 15 управлния на переключение полярности в те Гение длительности импульсов 010 сигналы 08, 09 несут информацию о напряжении нэ электрофильтре в момент перед переключением знакопеременного напряжения. При этом триггеры 32 и 33 устанавливаются в состояния 011, 012 (фиг. 3), определяюше на выходе блока 18 управления гереклОчением формирователя уровни напряжения, которые необходимо зафиксировать, В предлагаемом устройстве запоминается уровень напряжения либо равный, либо меньттИй текущего значения напряжения на электрофильре. При работе данного типа электрофигьтра при очи:тке определенного газа уровень рабочих напряжений 535 ЧЕНЯСТСЯ В ПрЕдЕЛаХ 10 - 200, ПОЭТОМУ ДО- статочно иметь двэ уровня Зэп . минэния.Таким образом, устройстве позволяет ОСУЦ".,СТВИ Ь РЕЖИМ ЗНЗКОГЕРЕМЕНОГО ПИТаНИЯ ЭЛЕКТРОфИЛЬтРсВ ЛЮбОМ ДйаПаЗОНЕ рсгулировэния частоты и напряжения. Сно позволяет повьсить степень газоочистки за счет гОвышения среднего значения напряжения нэ элек рофильтре при переключении ГОлярности знэкопеременного напряжения, 5 спогьзуя простую А чадежную схему построенкя 5 строЙства, 1 б 18448 10Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра, содержащее высоковольт ный источник с тиристорным регулятором в первичной цепи, соединенный с электро- фильтром через две встречно параллельно включенные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных, со ответственно, первого вентиля и первого коммутатора, второго вентиля и второго коммутатора, датчик тока и датчик напряжения, подключенный к электрофильтру, соединенные через селектор искровых раз рядов с блоком переходного режима и первым входом формирователя управляющего сигнала длительного режима, содержащего первый и второй задающие конденсаторы, одна обкладка которых соединена с общей 20 точкой схемы, а другая обкладка через первый переключающий контакт-реле с обкладкой дополнительного конденсатора и общей точкой последовательно включенных зарядной и разрядной цепей, при этом выходы 25 блока переходного режима и формирователя управляющих сигналов длительного режима соединены через амплитудно-фазовый преобразователь и формирователь импульсов управления тиристорами с выхо дами тиристорного регулятора, блок ограничения перенапряжений, первый и второй входы которого соединены с сетевыми входами высоковольтного источника, а выход - с вторым входом амплитудно-фазового преобразователя, блок управления, выходы которого соединены через выходные формирователи импульсов управления с управляющими входами соответственно, первого и второго коммутаторов и непосредственно первый выход - с третьим, а второй выход - с четвертым входами блока ограничения перенапряжений и вторым входом формирователя управляющих сигналов длительного режима, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения степени газоочистки путем увеличения среднего значения рабочего напряжения на электро- фильтре при переключении полярности, в устройство введен блок управления переключением формирователя, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока управления и вторым выходом формирователя управляющих сигналов длительного режима, а выход через дополнительно введенный второй переключающий контакт реле формирователя управляющих сигналов длительного режима - с первым и вторым задающими конденсаторами,оставителв Б.Долотиехред М,Моргентал Обручар Зайцева орре еда производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101 8 Тираж Подписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5