Источник питания электрофильтра

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 1/22 151) 4 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ(71) Научно-исследовательский и проектный институт по газоочистным сооружениям, технике безопасности и. охране труда в промышленности строительных материалов(53) 621 .31 6. 22. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 588932, кл. О 05 Г 1/20, 1978.Авторское свидетельство СССР Р 752274, кл. 6 05 Г 1/22, 1978, (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА(57) Изобретение позволяет уменьшить потери в электроснабжении элект рофильтра при пробоях за счет того, что в источнике питания электрофильтра интегратор снабжен дополнительным конденсатором, подключенным параллельно разделительному диоду и конденсатору, а блЬк переходного режима выполнен в виде транзисторного ключа, подключенного .к выходу инвертора, вход которого подключен через ограничитель входного сигнала к датчику тока что позволяет надежно гасить дуговые разряды в электрофильтре, питаемом трехфазным агрегатом, и ускорить процесс восстановления напряжения на электрофильтре после пробоя. Это происходит вследствие того, что первое включение тристоров регулятора происходит после окончания импульса дугового тока и с углом регулирования, величина которого определяется зарядом конденсатора. Величина этого угла несколько ниже пред- . пробойной, но вьппе его начального значения, Таким образом, время подъема напряжения до предпробойной величины сокращается, усредненное значение напряжения на электрофильтре возрастает и эффективность газоочистки повьппается. 1 з.п. ф-лы,35 1 12018Изобретение относится к электротехнике, в частности к системамрегулирования электрических величин,н может быть использовано в области электрической очистки газов дляавтоматического регулирования однофазных и преимущественно трехфазных агрегатов питания электрофильтров, оснащенных тиристорным регулятором. ОЦель изобретения - уменьшение потерь в электроснабжении электрофильтра при пробоях.На фиг.1-3 представлены функциональные схемы предлагаемого источ-ника питания электрофильтра.Источник питания электрофильтра содержит включенные последовательно между входными выводами 1 и выводами для подключения электрофильтра ш-фазный тиристорный регулятор 2, повышающий трансформатор 3, высоковольтный выпрямитель 4 и датчик5 тока, электрофильтр 6, датчик 7 напряжения, подключенный к выводам 8 для подключения электрофильтра 6, селектор 9 искровых разрядов и интегратор 10, входами 11 и 12 соединенные с выходом датчика 7 напряжения, ш амплитудно-фазовых преобразователей 3-15, выходами соединенных через формирователи 16 импульсов с управляющими входами ш-фазного тиристорного регулятора 2 Входы 17 амплитудно-фазовых преобразователей 13-15 через блок 18 переходных режимов подключены к выходу 19 селектора 9 искровых разрядов, аЭ к выходу 20 интегратора - непосредственно. Интегратор 1 О выполнен на резистивном делителе 21, включенном . 4 О между входом 12 и выходом 20 интегратора 10 через эмиттерный повторитель 22, и последовательно соединенных разделительном диоде 23 и конденсаторе 24, включенных между выходом 45 25 делителя и общей шиной.Селектор 19 искровых разрядов содержит резистивные делители 26-28 сигнала напряжения на электрофильтре 6 и интогрирующущ цщь (раапщрр 50 39, попданойтРР 30), подхлючапняю и Фходам дпффаропцпаньпого 70 Внпталя 31. Диод 32резистор 33 соедппяют селектор 9 искровых разрядов с интегратором 10 напряжения на электро фильтре 6. В интеграторе 10 конденсатор 24 зашунтирован нормально закрытым контактом 34 пускового реле. Па 07 2раллельно диоду 23 и конденсатору 24 включен дополнительный конденсатор 35 для ускорения подьема напряжения после пробоя на электрофильтре 6. Выход 20 интегратора 10 подключен к входам 17 амплитудно-фазовых преобразователей 13-5, которые преобразовывают уровень входного сигнала в длительность импульсов.Блок 18 переходного режима содержит ограничитель 36 входного сигнала по току (резисторы 37 и 38, стабилитрон 39), цепь смещения на резисторах 40 и 41, определяющую порог запирания транзисторного ,инвертора 42, делитель 43 и 44 на резисторах, конденсатор 45 и транзисторный ключ 46. Диод 47 с резистором 48 связывают блок 18 переходного режима с входами амплитудно:фазовых преобразователей.Устройство также содержит блок 49 ограничения рабочего тока, блок 50 ограничения напряжения холостого хода и блок 51 ограничения пере- регулирования, которые обеспечивают нормальный режим работы источника питания электрофильтра.Для исключения аварийных режимов устройство снабжено блоком 52 защиты от обрыва цепей питания и управления. Блок содержит ш дифференциру- ющих цепей (конденсаторы 53-55, резисторы 56-58, диоды 59-61),:, формирующие короткие импульсы положительной полярности, соответствующие срезам тока импульсов управления, генератор 62 линейно нарастающего напряжения (транзистор 63,. конденсатор 64), запускаемый этими импульсами, и дифференциальный усилителькомпаратор 65, подключенный вторым неинвертирующим входом к генератору пилообразного напряжения, а первым инвертирующим входом - к источнику 66 опорного напряжения. Через резис-тор 67 и диод 68 подается блокирующее напряжение с выхода селектора 9 искровых разрядов. Через амплитудный детектор 69 и 70, диод 7 и раапаюр П пщюд кеидаратора 65 подклвчап и ювдаи 7 апвщтудпо" фазовых щаобрааоваталай, Иппарторы 73-75 аьаопкепы на тракзпаторах, входы 76-78 которых подключены к выходам амплитудно-фазовых преобразователей, инвертирующие выходы 79-81 инверторов 73-75 подключены к входам дпфференцирующих цепей,3 120а неинвертирующие выходы 82-84 -к входам 85 формирователей 16 импульсов.Питание блоков управленияи защиты источника осуществляетсяблоком 86 питания.5Устройство работает следующимобразом,При пуске устройства размыкается контакт 34 пускового реле, Импульсы управления с выхода амплитудно-фазовых преобразователей поступаютна формирователи 16 импульсов и далее на управляющие переходы силовых тиристоров. Первая паратиристоров тиристорного регулятора 52 включится с углом управления, ве"личина которого равна начальномузначению, так как напряжение на входах амплитудно-фазовых преобразователей 13-15 равно нулю. Первое 20включение тиристоров вызовет возрастание напряжения на электрофильтре6. Напряжение на конденсаторе 24интегратора 10 также начнет возрастать и следующая пара тиристороввключится под углом, превышающимего начальное значение. Скоростьнарастания напряжения на электрофильтре 6 в основном определяетсяпостоянной времени интегратора 20,Когда напряжение на электрофильтре 6 достигает уровня электрической прочности, то в нем возникнут пробои. При дуговом пробое напряжениена электрофильтре 6 практически мгновенно снижается до нуля, Ток возрастает,и на выходе селектора 9 искровых разрядов появляется положительное напряжение, так как по О тенциал инвертирующего входа дифференциального усилителя 31 равен нулю (поскольку напряжение электрофильтра равно нулю, а к инвертирующему, входу приложен отрицатель ный потенциал заряженной емкости конденсатора 30. Транзисторы 42 и 46 блока 18 переходного режима открыты, так как на датчике 5 тока имеется положительное напряжение, пропорциональное току электрофильтра.Напряжение с выхода селектора 9 искровых разрядов через открытый транзисторный ключ 46, резистор 48, диод 47 подается .на входы амплитуд но-фазовых преобразователей 13-15.Конденсатор 24 интегратора 1 О разряжается положительным напряжением с 807 4выхода селектора 9 искровых разрядов через резистор 33 и диод 32.По окончании дугового тока исчеза" ет положительное напряжение на базе транзисторного инвертора 42 и онзакрывается. Конденсатор 45 начнет заряжаться через резисторы 44 и 43. По окончании зарядки конденсатора 45 транзисторный ключ 46 закроется. Период времени между окончанием импульса тока электрофильтра 6 и залиранием транзистора 46 составляет десятые доли миллисекунды. Эта пауза необходима для исключения возможности включения силовых тиристоров до момента окончания дугового тока.Селектор 9 искровых разрядов окажется отключенным от входов 7 амплитудно-Фазовых преобразователей и потенциал на их входах будет определяться зарядом конденсатора 35, По этой причине первое после пробоя включение тиристоров произойдет с углом регулирования, величина которого несколько ниже предпробойного, так как в течение импульса дугового тока конденсатор 35 разряжался и по. тенциал на нем несколько уменьшился.В электрофильтре 6 пойдет ток, транзисторные инвертор 42 и ключ 46 откроются и выход селектора 9 искровых Разрядов подключится к входам амплитудно-фазовых преобразователей.Если в течение первой полуволны тока напряжение на электрофильтре 6 восстановится вьппе уровня, при котором напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 31 превысит уменьшающееся напряжение на конденсаторе 30, то напряжение на его выходе станет отрицательным, диод 32 закроется и отключит селектор искровых разрядов от входов амплитудно-фазовых преобразователей. Напряжение на их входах будет определяться потенциалом конденсатора 35. По мере возрастания напряжения на электро- фильтре 6 напряжение на входе интегратора 10 превысит напряжение на конденсаторе 35 и система автоматического регулирования перейдет в режим работы по принципу самовозбуждения напряжения на электрофильтре 6, т.е. увеличение напряжения на ,электрофильтре 6 вызовет увеличеколлекторах гранзисторов пня 1 рв73-75,На коллекторах этих транзисторов(выходы 79-81) имеются инвертированные импульсы тока управления, Дифференцирующие цепи на элементах 5361, подключенные к коллекторам транзисторов 73-75, выделяют положитель -ные перепады напряжения, соответствующие срезам импульсов управления,Эти короткие положительные импульсы открывают в генераторе 62 линейнонарастающего напряжения транзистор63, закорачивающий конденсатор 64.В результате напряжение на.конденсаторе имеет вид линейно нарастающихимпульсов, Амплитуда этих импульсовне превышает величину уставки, заданной источником опорного напряжения на переменном резисторе 66,поэтому на выходе компаратора 65напряжение отрицательно.При обрыве .цепи управления одного из проводов, идущих с эмиттеровтранзисторов 73-75 к формирователям16 импульсов, прекращается протекание тока коллектора одного из этихтранзисторов (резисторы, стоящие вэмиттерных цепях этих транзисторовимеют большое сопротивление) ипропадает один из трех импульсовна базе транзистора 63. Это приводит к тому, что интервал времени, втечение которого пронзводится зарядемкости конденсатора 64, возрастает и амплитуда линейно нарастающихимпульсов увеличивается настолько,что превышается уровень, заданныйпеременным резистором 66. На выходекомпаратора 65 появляются положительные импульсы. Эти импульсысглаживаются и подаются на входыамплитудно;фазовых преобразователей 13-15, что приводит к снятиюимпульсов управления.ъ1При обрыве цепи питания исчезает синхронизирующее напряжениеодного из амплитудно-фазовых преобразователей и соответственно исчезают импульсы управления на еговыходе. В результате на базе одного из транзисторов 73-75 будут отсутствовать импульсы управленияи соответственно будут отсут-ствовать импульсы тока коллектора.Как отмечалось вьппе, это приведетк полному снятию импульсов управления, запиранию силовых тиристоров 5 1201807ние нан на входах амплитудно-фазовых преобразователей, чтов свою очередь вызывает увеличениеугла управления силовыми тиристорами тиристорного регулятора 2.5При достижении напряжения наэлектрофильтре 6 уровня, при которомвходное напряжение интегратора 10превысит напряжение на конденсаторе 24, разделительный диод 23 откро Оется и подключит конденсатор 24. Этоподключение существенно замедлитскорость дальнейшего подъема напряжения на электрофильтре 6, т.е. емкость конденсатора 24 значительнобольше емкости конденсатора 35.Уровень, на котором происходит подключение конденсатора 24 ниже предпробойного напряжения на электрофильтре 6 на величину, определяемую 20разрядом конденсатора 24 по цепи32 и 33 выходным напряжением селектора 9.Если же в течение первой полуволны тока напряжение на электрофильтре 6 не восстановится до уровня,при котором напряжение на неинвертирующем входе усилителя 31 превысит напряжение на конденсаторе 30,включение очередной пары тиристо- ЗОров произойдет только после окончания импульса тока. В течение второго импульса тока электрофильтра 6 напряжение на конденсаторе 30 снизитсянастолько, что переключение усилителя 31 произойдет и при заниженном35значении напряжения на электрофильтре. В этом случае подъем напряженияна электрофильтре 6 происходит в течение двух полуволн тока.При возникновении аварийных ситуаций таких как обрыв цепи питания, управления, синхронизации)высоковольтный трансформатор 4 начинает работать как однофазный тран 45сформатор с магнитным шунтом илиможет образоваться однополупериодный режим. Это приведет к снижениюнапряжения на электрофильтре, завышенному потреблению электроэнер 50гии, выделению тепла в трансформаторе и как следствие, выходу агрегата из строя. Блок 52 защиты обеспечивает надежную работу устройства приаварийных ситуациях.В нормальном режиме работы на вы-ходах амплитудно-фазовых преобразователей 13-1 имеются импульсы управления, вызывццпе протекание тока в30 45 Формула изобретения 1. Источник питания электрофильтра, содержащий, включенные последовательно между входными выводами и выводами для подключения электро- фильтра В-фазный тиристорный регулятор, повышающий трансформатор, высоковольтный выпрямитель и датчик тока, датчик напряжения, подключенный к выводам для подключения электро 50 55 1;.С З и обесточиванию силовых цепей агрет ата питания.Использование устройства позволяет повысить среднее значение напряжения на электрофильтре.Введение дополнительного конденсатора 35, подключенного параллельно разделительному диоду и конденсатору, интегратору и выполнение блока переходного режима в виде О транзисторного ключа, подключенного к выходу инвертора, вход которого подключен через ограничитель входного сигнала к датчику тока позволяет надежно гасить дуговые разряды в электрофильтре, питаемом трехфазным агрегатом и ускорить процесс восстановления напряжения на электрофильтре после пробоя. Это происходит вследствие того, что пер вое включение тиристоров регулятора 2 происходит после окончания дугового тока и с углом регулирования, величина которого определяется зарядом конденсатора. Величина этого 25 . угла несколько ниже предпробойной, но вьппе его начального значения. Таким образом, время подъема напряжения до предпробойной величины сокращается, усредненное значение напряжения на электрофильтре возрастает и эффективность газоочистки повьппается.Введение в устройство блока защиты от обрыва цепей питания и управ 35 ления, выполненного в виде компаратора, вход которого подключен к 1 генератору линейно нарастающего напряжения, а.выход - к входам амплитудно-фазовых преобразователей40 обеспечивает надежную работу устройства при обрыве одной из цепей питания или управления путем снятия импульсов управления силовыми тириссторами. 0 чф 1 ч 1 тра селектор и(. кровых рлзрн - дов и интегратор, входами соединенные с выходом датчика напряжения, а:-амплитудно-фазовых преобразователей, выходами соединенных через формирователи импульсов с, управляющими входами и -фазного тиристорного регулятора, входы амплитудно-фазовых преобразователей подключены к выходу селектора искровых разрядов через блок переходных режимов, а к выходу интегратора - непосредственно, интегратор выполнен на резисторном делителе, включенном между входом и выходом интегратора через эмиттерный повторитель, и последовательно соединенных разделительном диоде и конденсаторе, включенных между выходом делителя и общей шиной, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь в электроснабжении электрофильтра при пробоях,интегратор снабжен дополнительным конденсатором, подключенным параллельно разделительному диоду и конденсатору интегратора, блок переходных режимов выполнен на транзисторном ключе, вход которого через транзисторный инвертор и ограничитель входного сигнала соединен с выходом датчика тока.2. Источник по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен блоком защиты от обрыва цепей питания и управления, вЫполненным в виде компаратора,источника опорного напряжения, генератора линейно нарастающего напряжения, и - дифференцирующих цепочек, диодов и инверторов, причем выход компаратора подключен к входам амплитудно-фазовых преобразователей, первый вход компаратора соедийен с источником опорного напряжения , второй вход - с выходом генератора линейно нарастающего напряжения, управляющий вход которого подключен через диоды к выходам дифференцирующих цепочек, входами соединенньгх с инвертирующими выходами инверторов, неинвертирующие выходы которых подключены к входам формирователей импульсов, а входы - к выходам соответствующих амплитудно-фазовых преобразователей.1201807 РадИВа аю осудеиаи иИоск мтоф Юе еююеиаи ее 8 ООЕ( ВНИИПИ по130