Магнитодинамическая установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 Ц 5 Н 05 ТЕН ЬС)ВУ 5инамики АН УССРЗубак и М.В, Бонда. льство ССС6/08, 1986 М С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54) МАГНИТОДИНАУИЧЕСКАЯ УСТАН Изобретение относится к электротехнике, может быть применено в системах электроснабжения и питания электротехнологических установок типа канальных индукционных печей, миксеров, магнитодинамических установок и дримеющих по меньшей мере две электромагнитные системы, и является усовершенствованием технического решения по авт. св. ЬЬ 1372630,Цель изобретения - повышение надежности работы установки путем устранения перегрузки токами высших гармоник питающей сети и расширение области использования,На фиг. 1 изображена блок-схема установки; на фиг, 2- схема коммутатора напряжений;.на фиг. 3 - схема подключения порогового элемента к блоку вычисления коэффициента перегрузки; на фиг. 4 - схема блока управления компенсирующей конденсаторной батареей регулируемой мощности.Установкаманиной сис состоит из первои электро темы (ЭМО) 1, второй злектО 169727(57) Изобретение относится к электоотехнике, Цель изобретения - повышение надеж- . ности работы установки путем устранения перегрузки токами высших гармоник питающей сети и расширение области использования. Наличие коммутатора, блока вычисления коэффициента перегрузки и порогового элемента позволяет отстроиться от перегрузки токами высши;: гармоник при сохранении заданного сдвига фаз между напряжениями на двух электромагнитных системах, пои котором обеспечивается макымальная эффективность использования электроэнергии в технологическом процессе, 4 ил. ромагнитной системы (ЗМС 2) 2, соответствующих им батарей компенсирующих регулируемых конденсаторов 3 и 4 с их блоками 5 и 6 управления, датчиков напряжения 7 и 8 (трансформаторов напряжения), фазовращающего блока 9, блока 10 выделениязнака и разности фаз, блоков 11 и 12 управления реактивными элементами 13 и 14 (например, емкостными) регулируемой мощности, коммутатора 15 напряжений, блока 16 вычисления коэффициента перегрузки токами высших гармоник, порогового элемента 17.Коммутатор 15 напряжения (фиг, 2) содержит генератор 18 прямоугольных импульсов с регулировкой частоты (таймер), на вход которого подведено напряжение питания, в то время как выход таймера подключен к первому входу элемента И-НЕ 19, инверсный выход которого подключен к первому входу двоичного счетчика 20. три выхода которого подключены к первым трем входам дешифратора 21, преобразующего три разряда двоичного кода в восемь разрядов позиционного кода. Первый инверсныйв 1.,гход дешифратора 21 подклктчен к входутранзисторного ключа 22, выход которого подключен к входу реле 23, Второй, третий, четвертый инверсные выходы дешифратора 21 подключены к входам транзисторных ключей 24 - 26 соответственно 25, выходы которых подключены к входам реле 27-29, Выходы реле 23. 27 - 29 соединены с шиной питания этих реле, Пятый, шесгой, седьмой инверсные выходы дешифратора 21 подключены к входам элемента ЗИ-НЕ 30, инверсный выход которого соединен с четвертым входом дешифратора 21 и входом элемента 31, инверсный выход которого соединен с входом элемента 32, инверсный выход которого соединен с вторым входсм двоичного счетчика 20, Входы элемента ЗЗ соединены с пороговым элементом 17, а инверсный вьход элемента 33 подключен к второму входу элемента 19.В качестве блока 16 вычисления коэффициента перегрузки (фиг. 1) могут использоваться серийные приборы, вычисляющие коэффициент несинусоидальности напряжения и тока, например прибор для контроля несинусоидальности формы кривой и напряжения типа АН или любой другой, аналогичный, имеющий аналоговый выход.В качестве порогового элемента 17 (фиг 3) использован компаратор, первый вход ко торого постоянно подключен к аналоговому выходу блока 16 вычисления коэффициента перегрузки; на второй вход подается нат 1 ряжение уставки, а выход подклк)цен к блокам 5 и 6 управления батарей компенсирующих регулируемых конденсаторов 3 и 4 и входам элемента И-НЕ 33 коммутатора 15 напряжений,Блок 5 управления батареей компенсирующих регулируемых конденсаторов (фиг, 4) содержит переключатель 34 ступеней напряжения, к которому подведена одна фаза питающей сети (А), первые три вывода которого, соответствующие первой, второй и третьей ступеням, соединены с входом реле 35 времени, входом реле 36, замыкающим контактом 37 реле 35 времени и первым замыкающим контактом 38 реле 39, причем оба контакта соединены с катушкой реле 39, эти же три вывода соединены с замыкающим контактом 40 реле 41 времени, замыкающим контактом 42 реле 43 времени, замыкающим контактом 44 реле 45 времени. Контакт 40 соединен с первым выводом катушки реле 43 и первым выводом катушки контактора 46. контакт 42 соединен с пероытл выводом катушки реле 45 и первым выводом катушки контактора 48. Вторые три вывода переключателя 34 ступеней напряжения, соответствующие первой, вто 5 10 батареей компенсирующих регулируемых 15 20 входе порогового элемента 17 меньше напряже 25 30 35 40 50 55 рой и третьей ступеням, через размыкающие контакты 49-51 реле 41 времени соединены с первыми выводами катушек контакторов 46 - 48 соответственно, вторые выводы которых соединены с вторым замыкающим контактом 52 реле 39, Вторые выводы катушек реле 35, Зб, 39, 43 и 45 и контакта 52 реле 39 соединены с другой фазой питающей сети (В), Первый вывод реле 41 времени подключен к пороговому элеметтту 17, а второй вывод соединен с землей, Блок 6 управления конденсаторов 4 вьгполнен аналогично блоку 5.Установка иаботает следующим образом.В нормальном режиме работы устройства пи тания индукционной установки. когда перегрузка реактивных элементов устройства находится в допустимых пределах, напряжение на ния уставки, а напряжечие на выходе порогового элемента соответствует напряжению логического "0". Это напряжение подается на входы элемента 33, тогда на входы элемента 19 подается напряжение, соответствующее напряжению логической "1", а на выходе элемента 19 напряжение логического "0", и двоичный счетчик 20 осуществляет выработку двоичного кода в соответствии с номером пары приходящих импульсов, поступающих с таймера 18, С поступлением первой пары импульсов на двоичный счетчик 20 на его выходах образуется двоичный код, соответствующий первой паре импульсов, Этот код поступает на входы дешифратора 21, который преобразует три разряда двоичного кода в первый разряд позиционного кода, на первом выходе дешифратора появляется логическая "1". транзисторный ключ 22 переходит в открытое состояние и включает реле 23, которое через первую пару своих контактов(не показаны) подклточает блок 16 вычисления коэффициента перегрузки к реактивному элементу 13 регулируемой мощности, а пороговый элемент 17 через вторую пару контактов - к блоку 5 управления батареей компенсирующих конденсаторов. Напряжение Ок, пропорциональное напряжению гармоники, поступает на вход порогового элемента 17, где сравнивается с напряжением уставки Оуст, пропорциональным допустимой. перегрузке реактивного элемента устройства токами высших гармоник, Если напряжение Ок меньше напряжения уставки, напряжение на выходе порогового органа сооч ветствует напряжению логического 0", и блоки 5 и 6 управления батареей котлпенсируюьцих конденсаторов 3 и 4 работают в нормапьномрежиме (от переключателя ступеней напряжения), При этом работа устройства аналогичная работе прототипа: при ручном переключении ступени напряжения переключателем 34 (фиг. 4). например, на вторую ступень срабатывают реле 35 и 36. Последнее с помощью установленных в блоке 12 управления реактивным элеме;том " : регу- лируемОЙ мащнОст и своих размыкающих контактов размьпает цепи входом, чем бл:- кируется срабатывание блока Пасла срс;атывания репе 35 времени . выдержкой времени замыкае,ся ьга контакт 37, чем обеспечивается сраба.ь,ванио реле 3" тушка которо;о питается через первый замыкающий контакт 38, а через тарой замыкающий кантат 52 обеспечивается срабатывание катушки конактара 47, Ес "и напряжение на вь ходе гюроговсга элемента соответствует напряжению лагическога 0", то через время т, задаваемое в таймере 18, на двоичный счетчик 20 поступает вторая пара импульсов, на выходе счетчика бразуется двоичный код, соответствующии второй паре импульсов, этот ксд поступает на входы дешифратора 21, который преобразует этот код во второй разряд позиционного кода. На втором выходе дешифрато,. появляется логическая "1", транзистсрн:й ключ 24 переходит в открытое состояние и включает реле 27, которое через перв:, ю ,вру своих контактов подключает блок 16 вычисления коэффициента перегрузки к батарее компенсирующих конденсаторов 3, а пороговый элемент 17 через вторую пару контактов к блоку 5 управления батареей компенсирующих конденсаторов 3, На первом выходе дешифратора появляется логический "0", транзисторный ключ 22 переходит в закрытое состояние и отключает реле 23, Если напряжение на выходе порогового элемента соответствует напряжению логического "0", то через некоторое время с таймера 18 на двоичный счетчик 20 поступает третья пара импульсов, на выходе счетчика образуется двоичный код, соответствующий третьей паре импульсов, этот код поступает на вход дешифратора 21, который преобразует этот код в третий разряд позиционного кода, На третьем выходе дешифратора появляется логическая "1", транзисторныи клю переходит в открытое состояние и включает реле 28, которое через первую пару своих контактов подключает блок 16 вычисления коэффициента перегрузки к реактивному элементу 14 регулируемой мощности, а пороговь й элемент 17 через вторую пару качтактов к блоку б управления батареей компенсирующих конденсаторов 4. На втором выходе дешифр "тора появляется логи 5 2;30 3.40 ДС;50 ческий "0", транзисторный ключ 24 переходит в закрытое состояние и отключает реле 27, Если напряжение на выходе порогового элемента соответствует напряжению логического "0", тс через некоторое время с таймера 18 на двоичный счетчик 20 поступает "етвертая пара импульсов, на выходе счетч.ка абразуетсч двоичный код, соатветствугощий ч.,.вертай паре импульсов. этот код пос упает на входы дешифратора 21. которыи:.:еабразует эта; код в четвертый разряд пазицсннаго кода, На четвертом выходе деифэа; Ора соя вл яется логическая "1", траНИСтсрНЫй .Л ОЧ 26 ПЕрЕХОдИт В ОтКрЫ- : - ;.:е састаяниг и включает;еле 29, которое чсаЕЗ;:.ЕОВуЮ Пару СВОИХ КОНтаКтОВ ПадКЛЮ- чаег бпОк 11, вычисления казФфицпента пе:е,зки к оатаее компенсирующих канденсатарсв 4, а параговьй элемент 17 -,эрез вторую пару контактов - бпоку б управления батареей компенсирующих конденсаторов 4, На третьем выходе дешифратора Появляется лагическии 0", транзистооный к . Оч 5 пе: е ад т в закрытое состояние и откл:Очает селеЯ. Если напряжение на вы, аде п 5 рагова-. элемента 1 соответствует напряжению ло;лчесагг 0", то через некого,;се время с тай.:е 1.э 18 н; двоичный счетчи. 20 псс 5 угает пя 1 ая РОДЭ импульсов, нд выход= с -; .Икз образуется двоичный код, соатветств .Ощ й п гой паре импульсов, этГкадаст,пэгт нс: вхОды дешифратара 2", кспгорый пресбоазует этот код в пятый :мзр, д позиционного кода. На четвертом выхс де дешифр;тора появляется логический 0", транзи торный ключ 26 переходит в закрытое состсяние и "тключает реле 29, На ггятам выходе дешифратора появляется логи еская "1, на выхсде элемента 30 - логический "О"., на выходе элемента 31 - логическая "1". на выходе эемента 32 - логический "0", :;старый поступает нэ второй вход двоичного с ет5 ка 20, осуществляя его сбро" и устан;э, в исходное состояние, Логический "0", пастулэащий " выхода элемента 30, пост, "ает на четвер-; ый вход дешифратора 21 и осуществляет ега установк в исходное састОАние, и сл ч:.;го цикл подключения повторяется. Каг, э перегрузка реактивных ."-лементов устройсгва выше допустимой. НапряжЕНИЕ 1 к баЛЬШЕ НЭПряжЕНИя дСтаВКИ Оус- и нэпря;.:ение на выходе порогового элемага ". Становится равным напряжению льче";, 1", Это напряжение посту- гает на вход;. з .; ; - 1 ента 33, тогда на второй вход элеме 1 - : а 19 постуг ает напряжение ла гическога "О, в то время как на первом входе элемента :3 напряжение логической "1", на выходе э,".Ск.ента 19 напряжение ла. гическай "1, - блокирует работу счетчика20, и контрол напряжения на перегруженном реактивном элементе продолжается до момента исчезновения недопустимой перегрузки, Появление на выходе порогового элемента напряжения логической 1" приводит к срабатыванию реле 41 времени, При срабатывании реле 41 времени с выдержкой времени размыкаются его контакты 49-51 и предотвращают подачу напряжения на катушки контакторов 46-48 при ручном переключении сгупени напряжения переключателем 34, замыкается его контакт 40, который подает напряжение на катушку контактора 46 и включает реле 43 времени, Последнее с выдержкой времени замыкает контакт 42, который подает напряжение на катушку контактора 47 и включает реле 45 времени, замыкающее с выдержкой времени контакт 44, который подает напряжение на катушку кон та кто ра 48.При исчезновении нецопустимой перегрузки напряжение 13 становится меньше напряжения уставки Оу, и на выходе порогового элемента устанавливается напряжение логического "О", снимаешься питание реле 41 времени, замыкаются его контакты 49 - 51, снимается питание реле 43 и 45 времени, размыкаются контакты 40, 42 и 44, Елок управления батареей компенсирующих конденсаторов возвращается к работе в нормальном режиме от перекл 1 очателя 34 ступеней напряжения.Изобретение позволяет расширить область использования и отстроиться от резонансных перегрузок высшими гармониками при соблюдении требований технологического процесса, так как эффективность использования электроэнергии в технологическом процессе различных индукционных канальных установок, таких как канальные печ;,миксеры, магнитодинамические устройства, имеющих по меньшей мере две электромагнитные системы, зависит не только от величин напряжений на электромагнитных 5 системах, но и от соотношения на них начальных фаз напряжений, В индукционных канальных печах от этого соотношения зависит ин 1 енсивность тепломассообменного процесса, а в магнитодинамических установках - 10 электромагнитная сила, под давлением которой происходит движение металла в литейные формы. Поэтому регулирование величины напряжения в таких установках должно вестись при постоянном оптималь ном для данного типа установки угле сдвиганачальных фаз напряжений на первой и второй электромагнитных системах,Формула изобретенияМагнитодинамическая установка поавт. св, %1372830,отл ича ю ща я с я тем, что, с целью повышения надежности работы установки путем устранения перегрузки то ками высших гармоник питающей сети ирасширения области использования, в установку введены блок вычисления коэффициента перегрузки токами высших гармоник, пороговый элемент и коммутатор напряже ния, к входам которого подключены выходыбатарей компенсирующих конденсаторов и реактивных элементов регулируемой мощности, выход коммутатора соединен через блок вычисления коэффициента перегрузки 35 токами высших гармоник с входом порогового элемента, первые два выхода которого подключены к входам блоков управления батарей компенсирующих конденсаторов, а третий - к блокирующему входу коммутато-.40 рв напряжения, 1697278