Магнитодинамическая установка

)13,",БНБ); ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг.Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 4092155/24-07 (22) 17.07.86 (46) 07.02.88, Бюл. У 5 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) Б.П.Борисов, В.П.Полищук, Ю.П.Зубюк, В.К.Шнурков, Л.И.Евтушенко и Н.И.Хомутин (53) 621,36551(088.8) (56) Патент ФРГ У 1184413, кл, Н 05 В 6/06, 1963.Элехтротермия. Вып. 112-113, - М 971, с. 4-5.Шидловский А.К. и дрСимметрирование однофаэных и двуплечевых электротехнологических установок. - Киев: Наукова думка, 1977, с. 93. (54) МАГНИТОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повыше ние производительности установки путем повышения точности поддержания Ф 8 заданного сдвига фаэ токов индуктора и электромагнита. Устройство содержит индуктор (И) 1, электромагнит(ЭМ) 2, батарею компенсирующих конденсаторов 3 и 4 И 1 и ЭМ 2 соответственно с блоками управления 5 и 6.ЭМ 2 включен в сеть на отстающую фазу по отношению к фазе И 1. Датчикинапряжения 7 и 8 И 1 и ЭМ 2 соединены с фазовращающим блоком 9, которыйчерез блок выделения разности фазнапряжений 1 О соединен с блоками управления 11 и 12 реактивными элементами И 1 и ЭМ 2, При переключенииступеней напряжения ЭМ 2 срабатывание реактивного элемента 13 регулируемой мощности И 1 блокируется вблоке б до выполнения условия снятиярассогласования. Аналогично производится снятие рассогласования при отклонении.сдвига фаз токовеа И 1,6 ил.Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в установках для плавки и раздачи металла,Цель изобретения - повышение производительности установки путем повышения точности поддержания заданного сдвига фаз токов индуктора и электромагнита. На фиг.1 изображена векторная диаграмма напряжений на электромагнитных системах магнитодинамической установки; на фиг.2 - принципиальнаясхема магнитодинамической установки;на фиг.3 - схема фазовращающего блока; на фиг.4 - схема блока вьщеления знака и разности фаз напряжений; нафиг.5 - схема блока управления реактивным элементом регулируемой мощности; на фиг.6 - схема блока управления компенсирующей регулируемой конденсаторной батареей.Установка состоит из индуктора 1, электромагнита 2, батарей компенсирующих конденсаторов 3 и 4 индуктора и электромагнита, блоков 5 и 6 управления батареями конденсаторов,датчиков 7 и 8 напряжения (трансформаторов напряжения) индуктора 1 и электромагнита 2, фазовращающего блока 9, блока 10 вьщеления знака и разности фаз напряжений, блоков 11 и 12 управления реактивными элементами 13 и 14 регулируемой мощности индуктора1 и электромагнита 2. Индуктор 1, компенсированный включенной параллельно ему компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов 3, последовательно с реактивным элементом 13 регулируемой мощности индуктора включен на опережающеенапряжение питающей сети, например0 , по сравнению с тем, на котороевключен электромагнит 2, компенсированный включенной параллельно ему компенсирующей регулируемой батареейконденсаторов 4, последовательно с реактивным элементом 4 регулирующей мощности электромагнита, например Параллельно индуктору 1 включен трансформатор 7 напряжения, а параллельно электромагниту 2 - трансформатор 8 напряжения, выходы которыхсоединены с фазовращающим блоком 9,выход которого соединен с блоком 1 О выделения знака и разности фаз напряжений, один выход которого соединенс блоком 1 управления реактивным 5 10 15 20 25 ЗС 35 40 45 50 55 элементом регулируемой мощности индуктора, а другой выход соединен сблоком 12 управления реактивным элементом электромагнита. Выход блока11 управления реактивным элементомрегулируемой мощности индуктора соединен с реактивным элементом 13 регулируемой мощности индуктора. Выходблока 12 управления реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита соединен с реактивным элементом 14 регулируемой мощности электромагнита. Выход блока 5 управления компенсирующей регулируемой батареейконденсаторов индуктора соединен скомпенсирующей батареей конденсаторов 3 индуктора, а выход блока 6 управления компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов электромагнита - с компенсирующей батареей конденсаторов 4 электромагнита.Фазовращающий блок 9 (фиг.3) содержит фазовращающую цепочку, образованную резисторами 15 и 16 и конденсатором 17, включенную в цепьтрансформатора 7 напряжения индуктора, а также фазовращающую цепочку,образованную резистором 18 и конденсатором 19. Один вывод конденсатора19 соединен с резистором 18 и вторымвходом блока 10 выделения знака иразности фаз напряжений, а другойвывод - с землей , с которой такжесоединен один вывод резистора 16,второй вывод которого соединен свключенными параллельно резистором15 и конденсатором 17 и первым входом блока 1 О выделения знака и разности фаз напряжений,Блок 10 выделения знака и разности фаз напряжений (фиг.4) выполненна базе логических элементов, выполняющих функцию ИЛИ-НЕ, серии Т, содержит первый вход, последовательнос которым включен диод, резистор 20,релейный элемент 21, элемент 22, выход которого соединен с первыми входами элементов 23-25, а также второй вход, последовательно с которым включен другой диод, резистор 26, релейный элемент 27, элемент 28, выход которого соединен с вторыми входами элементов 23 и 24 и первым входом элементов 29, выход последнего соединен с вторым входом элемента 25, выход которого соединен с вторым входом элемента 29 и третьим входом элемента 24. Выход элемента 24 соединенс третьим входом элемента 23, а также с вторым входом блока 11 управления реактивным элементом регулируемой мощности индуктора и первым входом блока 12 управления реактивным элементом регулируемой мощности элек.тромагнита. Выход элемента 23 соединен с первым входом блока 11 управления реактивным элементом регулируемой мощности индуктора и вторым входом блока 12 управления реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита.Блок 11 управления реактивной мощности индуктора (фиг,5) содержит два входа, в цепи которых включены размыкающие контакты 30 и 31 реле 32, находящегося в блоке 6 управления комутирующей регулируемой батареей конденсаторов электромагнита (фиг.6). В цепи первого входа контакт 30 соединен с вторым входом элемента 33, выход которого соединен с вторым входом элемента 34, выход элемента 34 соединен с первым входом элемента 33, входом элемента 35 и первым входом элемента 36В цепи второго входа блока 11 управления реактивным элементом регулируемой мощности контакт реле 31 соединен с первым входом элемента 37, выход которого соединен с вторым входом элемента 38, выход которого соединен с входом элемента 39 и вторыми входами элементов 36 и 37. Выход элемента 36 соединен с входом элемента 40, который соединен с входом элемента 41 и входом элемента 42, выход последнего соединен с первым выводом конденсатора 43, второй вывод которого соединен с входом элемента 44, выход которого соединен с выводом конденсатора 45, второй вывод которого соединен с входом элемента 46, выход которого соединен с третьим входом элемента 34 и первым входом элемента 38, Выход элемента 41 соединен с входом элемента 47 (триггера), первый выход которого соединен с вторым входом элемента 48 и вторым входом элемента 49, а второй выход - с первым входом элемента 50, входом элемента 51 и третьим входом элемента 52. Выходы элементов 48 и 50 соединены с входом элемента 53 (триггера), первый выход которого соединен с вторым входом элемента 54 и третьим входом элемента 49, а второй выход - с первым входом элемента 55, входом элемента 56 и вторым входом элемента52. Выходы элементов 54 и 55 соединены с входом элемента 57 (триггера),первый выход которого соединен спервым входом элемента 49, а второйвыход которого соединен с входомэлемента 58 и первым входом элемента 52. Выход элемента 52 соединен стретьим входом элемента 38, а выходэлемента 49 - с первым входом элемента 34. Выходы элементов 51,56 и 58соединены с первыми выводами катушек15 контакторов соответственно 59-61,вторые выводы которых соединены с"землей". Выход элемента 35 соединен с первыми входами элементов 48и 54, а выход элемента 39 - с вторы 20 ми входами элементов 50 и 55. Блокуправления реактивным элементом регулируемой мощности электромагнитавыполняется аналогично,Блок управления компенсирующей ре 25 гулируемой батареей конденсаторовэлектромагнита (фиг.6) содержит переключатель 62 ступеней, к которомуподведена одна фаза питающей сети(А), первые три вывода которого, соответствующие первой, второй и третьей ступеням, соединены с входомреле 63 времени, входом реле 32, замыкающим контактом 64 реле 63 и первым замыкающим контактом 65 реле 66,35причем оба контакта соединены с ка-тушкой реле 66, вторые три выводапереключателя 62 ступеней, соответствующие первой, второй и третьейступеням, соединены с первыми конца 40ми катушек контакторов 67-69 соответ-ственно вторые концы которых соединены с вторым замыкающим контактом70 реле 66. Вторые концы катушек реле63,66 и 32 и контакта 70 соединены с45другой фазой питающей сети (В). Блокуправления компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов индукторавыполняется аналогично.Установка работает следующим образом.При включении устройства управления магнитодинамической установкипри оптимальной разности фазмежРду напряжениями на ее электромагнитных системах сигналы с соответствующих трансформаторов 7 и 8 напряжения,пропорциональные напряжениям на индукторе и электромагните, поступаютна вход фазовращаюшего блока 9(фиг,3). ПРи этом фазовРащающие цепочки, одна из которых (15-17) позволяет обеспечить опережающий угол напряжения по сравнению с входным, а другая (18 и 19) - отстающий, а также фазировка вторичных обмоток трансформаторов напряжения позволяют сдвинуть напряжения на электромагнитных системах 1 и 2 таким образом, что на 10 выходе фазовращающих цепочек разность фаз между ними ( приблизительно равна нулю (отличающееся от нуля на величину зоны нечувствительности + 3 по фазовому углу, определяемой сопротив лением резисторов 20, 26). После диодов, включенных последовательно каждому входу фазовращающего блока 9, на вход логических релейных элементов 21 и 27 поступают полусинусоиды 20 напряжений Б, и 11 . На входе элементов формируются последовательности импульсов, длительность которых отличается от Т на величину зоны нечувствительности о, которай зависит 25 от напряжения, срабатывания релейных элементов 21 и 27 и амплитуды полусинусоид. Элементы 22, 28, 23 и 24 образуют схему И. Поэтому при 3 сигналы на выходе элементов 23 и 24 отсутствуют. При ручном переключении ступени напряжения переключателем 62 (фиг.6), например на вторую ступень, срабатывает реле 63 и 32. Последнее с помощью установленного в блоке уп 35 равления реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита размыкают контакты в цепи входов, чем блокируется срабатывание блока. После срабатывания реле 63 времени с 40 выдержкой времени замыкается его контакт 64, чем обеспечивается срабатывание реле 66, катушка которого питается через первый замыкающий контакт 65, а чере" второй замыкающий контакт 70 обеспечивает срабатывание катушкиконтактора 68. При включении контактором дополнительной компенсирующей батареи конденсаторов напряжение 0, (фиг,1) займет положение 0, отличающееся на угол - М. При этом фаза напряжения индуктора 4 ц отстает на угол к от фазы напряжения электромагнита у . При условии 3 появляетсязсигнал рассогласования, Элементы.29 и 25 образуют схему ПАМЯТЬ, служат для определения знака отклонения фазового угла, Так импульс на выходе элемента 28 появится раньше импульса на выходе элемента 22. При этом ПАМЯТЬ включается и блокирует элемент 23. Сигнал, появляющийся на выходе элемента 27, запоминается схемой ПАМЯТЬ, выполненной на элементах 33- 34, что приводит к появлению сигнала на входе элемента 36 и появлению нулевого потенциала на элементе 35, т.е. на шинке знака. Далее сигнал че реэ элемент 40 и 41 поступает на реверсивный двоичный счетчик, первая ячейка которого состоит иэ триггера 47 и импульсных элементов 48 и 50, вторая из триггера 53 и импульсных элементов 54 и 55 и т.д, (количество ячеек соответствует необходимому количеству ступеней напряжения реактивного элемента регулируемой мощности). Счетчик осуществляет переключениеступени контактором при подаче сигнала на входной элемент 41 и наличии нулевого потенциала на одной из.шинок знака, В результате произойдет переключение ступеней напряжения реактивного элемента в сторону уменьшения на одну ступень. Если после этого сигнал рассогласования существует,переключение ступеней в сторонууменьшения осуществляется до тех пор,пока не исчезает сигнал рассогласования и не выполняется услбвие К (3,т.е. разность фаз напряжений на электромагнитных системах не станет равнойи вектор напряжения займет полложение 0. Конечное ограничение переключения ступеней напряжения реактивного элемента регулируемой мощности (в нашем случае регулируемой батареи конденсаторов 13) осуществляется элементами 49 и 52, один из которыхблокирует ПАМЯТЬ цепи увеличения ступени напряжения, когда все конденсаторы регулируемой батареи конденсаторов 13 включены, а второй блокируетПАМЯТЬ цепи уменьшения ступени напряжения, когда все конденсаторы отключены. Выключение памяти после осуществления переключения осуществляется цепью задержки, выполненной на 1элементах 42-46. Запуск цепи задерж- ки осуществляется сигналом с выхода элемента 40, Сигнал на выходе элемента 46 появляется через промежуток времени, определяемый временем пере- заряда конденсатора 43 и выключает ПАМЯТЬ. Сигнал существует в течение времени перезаряда конденсатора 45,1372630 фиг.г после чего входные цепи возвращаютсяв исходное состояние.При переключении переключателя 62на первую ступень срабатывает контактор 67 (фиг.6). Вектор Б займет5.положение О При этом угол рассогла сования станет Ыо и аналогично отрабатывается схемой в сторону увеличения ступени напряжения реактивногоэлемента регулируемой мощности (регулируемой батареи конденсаторов) довыполнения условия М с 1, когда вектор напряжения займет положение П,.Аналогично работает схема и при 15переключении ступеней напряженийэлектромагнита. При этом срабатывание реактивного элемента регулируемой мощности индуктора 13 блокируется контактами реле расположенного в 20блоке 6 управления компенсирующей регулируемой батареи конденсаторовэлектромагнита,Установка позволяет повысить производительность магнитодинамической 25установки за счет повышения электромагнитного давления в активной зонемагнитодинамической установки, позволяет снизить потери электрическойэнергии, потребляемой магнитодинамической установкой с устройством управления,формула изобретения Магнитодинамическая установка, содержащая по меньшей мере один индуктор и электромагнит, снабженные регуляторами напряжения и подключенные к трехфазной сети, причем электромагнит подключен к фазе, отстающей от фазы индуктора, и включенные параллельно индуктору и электромагниту батареи компенсирующих конденсаторов, снабженные блоками управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности установки путем повышения точности поддержания заданного сдвига фаз токов индуктора и электромагнита, регуляторы напряжения выполнены в виде реактивных элементов с блоками управления, включенных соответственно последовательно индуктЬру и электромагниту, а установка снабжена блоком выделения разности и знака фаз напряжений индуктора и электромагнита, выходы которого подключены к входам блоков управления регуляторов напряжения, а вход - к выходу введенного фазовращающего блока, входы которого соединены с выходами введенных датчиков напряжения индуктора и электромагнита.1372630 Составитель О.Турпак Техред И.Попович Корректор С,Черни Редактор Н.Рогулич Заказ 500/56 Тираж 833 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4