Источник питания электрофильтра

 

Изобретение позволяет уменьшить потери в электроснабжении электрофильтра при пробоях за счет того 5 что в источнике питания электрофильтра интегратор снабжен дополнительным конденсатором, подключенным параллельно разделительному диоду и конденсатору, а 6iiOK переходного режима вьтолнен 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 определяi ется зарядом конденсатора. Величина этого угла несколько ниже предпробойной , но выше его начального значения. Таким образом, время подъема напряжения до предпробойной величины сокращается, усредненное значение напряжения на электрофильтре возрастает и эффективность газоN9 очистки повьш1ается. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (б)) 4 G 05 F 1/22

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС РВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3657370/24-07 .(22) 28. 10. 83 (46) 30.12,85. Бюл. ¹ 48 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по газоочистным сооружениям, технике безопасности и. охране труда в промышленности строительных материалов (72) С.Е.Баранов, В.И. Сикорский и Ю.Д.Сухопаров (53) 621 .31 6. ?22. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 588932, кл. G 05 F 1/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 752274, кл. G 05 F I/22, 1978. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА (57) Изобретение позволяет уменьшить потери в электроснабжении электрофильтра 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, 3 ил.

1 120!8

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулирования электрических величин, н может быть использовано в области электрической очистки газов для автоматического регулирования однофазных и преимущественно трехфазных агрегатов питания электрофильтров, оснащенных тиристорным регулятором. !О

Цель 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 выI водами для подключения электрофильтра m-фазный тиристорный регулятор 2, повышающий трансформатор 3, высоковольтный выпрямитель 4 и датчик

5 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, m амплитудно-фазовых преобразователей !3-15, выходами соединенных через формирователи 16 импульсов с управляющими входами

m-фазного тиристорного регулятора 2..

Входы 17 амплитудно-фазовых.преобразователей 13-15 через блок 18 переходных режимов подключены к выходу

l9 селектора 9 искровых разрядов, а

Э к выходу 20 интегратора — непосредственно. Интегратор 10 выполнен на резистивном делителе 21 включенном . 4О 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 интогриру ощую попь (рЕадотрр 50

29, копденеатор 30), подключепнув к

Фходам дифференциального уойлйтеля

3!. Диод 32 и резистор 33 соединяют селектор 9 искровых разрядов с интегратором 10 напряжения на электро- 55 фильтре 6. В интеграторе 10 конденсатор 24 зашунтирован нормально закрытым контактом 34 пускового реле. Па07 2 раллельно 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 13-15, 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 перерегулирования, 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), запускаемьпГэтими 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 напрякение с выхода селектора 9 искровых разрядов. Через амплитудный детектор 69 и 70, диод 7! и реапаюр 72 анкод коинаратора 65 иодклвчен к вкодаи f7 амвмтудпофаеовых щ еобраеователей, Ипаерторы

73-75 зыпопнеиы на транзисторах, входы 76-78 которых подключены к выходам амплитудно-фазовых преобразователей, инвертирующие выходы

79-81 инверторов 73-75 подключены к входам дифференцирующих цепей, 3 1201 а неинвертирующие выходы 82-84— к входам 85 формирователей !6 импульсов. Питание блоков управления и защиты источника осуществляется блоком 86 питания.

Устройство работает следующим образом.

При пуске устройства размыкается контакт 34 пускового реле. Импульсы управления с выхода амплитуд- !0 но-фазовых преобразователей поступают на формирователи 16 импульсов и далее на управляющие переходы силовых тиристоров. Первая пара тиристоров тиристорного регулятора f5

2 включится с углом управления, ве" личина которого равна начальному значению, так как напряжение на входах амплитудно-фазовых преобразователей 13-15 равно нулю. Первое >0 включение тиристоров вызовет возрастание напряжения на электрофильтре

6. Напряжение на конденсаторе 24 интегратора 10 также начнет возрастать и следующая пара тиристоров включится под углом, превышающим его начальное значение. Скорость нарастания напряжения на электрофильтре 6 в основном определяется постоянной времени интегратора 20.

Когда напряжение на электрофильтре 6 достигает уровня электрической прочности, то в нем возникнут пробои.

При дуговом пробое напряжение на электрофильтре 6 практически мгновенно снижается до нуля. Ток возрастает,и на выходе селектора 9 искровых разрядов появляется положительное напряжение, так как по- 40 тенциал инвертирующего входа дифференциального усилителя 31 равен нулю (поскольку напряжение электрофильтра равно нулю, а к инвертирующему. входу приложен отрицатель- 45 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 амплитудно-фазовых преобразователей 13-15.

Конденсатор 24 интегратора 1О разряжается положительным напряжением с

807 4 выхода селектора 9 искровых разрядов через резистор 33 и диод 32.

По окончании дугового тока исчеза" ет положительное напряжение на базе транзисторного инвертора 42 и он закрывается. 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 потенциал 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 Hà 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 электрофильтре 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>.> <>р >в

73-75.

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 линейно нарастающего напряжения транзистор

63, закорачивающий конденсатор 64.

В результате напряжение на.конденсаторе имеет вид линейно нарастающих импульсов. Амплитуда этих импульсов не превышает величину уставки, заданной источником опорного напряжения на переменном резисторе 66, поэтому на выходе компаратора 65 напряжение отрицательно.

При обрыве .цепи управления (opноro из проводов, идущих с эмиттеров транзисторов 73-75 к формирователям

16 импульсов, прекращается протекание.тока коллектора одного из транзисторов (резисторы, стоящие в эмиттерных цепях этих транзисторов имеют большое сопротивление) и пропадает один из трех импульсов на базе транзистора 63. Это приводит к тому, что интервал времени, в течение которого пронзводится заряд емкости конденсатора 64, возрастает и амплитуда линейно нарастающих импульсов увеличивается настолько, что превышается уровень, заданный переменным резистором 66. На выходе компаратора 65 появляются положительные импульсы. Эти импульсы сглаживаются и подаются на входы амплитудно;фазовых преобразователей 13-15, что приводит к снятию импульсов управления. ъ

При обрыве цепи питания исчезает синхронизирующее напряжение одного из амплитудно-фазовых преобразователей и соответственно исчезают импульсы управления на его выходе. В результате на базе одного из транзисторов 73-75 будут отсутствовать импульсы управления и соответственно будут отсут- ствовать импульсы тока коллектора.

Как отмечалось вьппе, это приведет к полному снятию импульсов управления, запиранию силовых тиристоров

5 1201807 иие напряжения на входах амплитудно-фазовых преобразователей, что в свою очередь вызывает увеличение угла управления силовыми тиристорами тиристорного регулятора 2.

При достижении напряжения на электрофильтре 6 уровня, при котором входное напряжение интегратора 10 превысит напряжение на конденсаторе 24, разделительный диод 23 откро- 10 ется и подключит конденсатор 24. Это подключение существенно замедлит скорость дальнейшего подъема напряжения на электрофильтре 6, т.е. емкость конденсатора 24 значительно больше емкости конденсатора 35.

Уровень, на котором происходит подключение конденсатора 24 ниже предпробойного напряжения на электрофильтре 6 на величину, определяемую 2о разрядом конденсатора 24 по цепи

32 и 33 выходным напряжением селектора 9.

Если же в течение первой полуволны тока напряжение на электрофильт- 25 ре 6 не восстановится до уровня, при котором напряжение на неинвертирующем входе усилителя 31 превысит напряжение на конденсаторе 30, включение очередной пары тиристо- gp ров произойдет только после окончания импульса тока. В течение второго импульса тока электрофильтра 6 напряжение на конденсаторе 30 снизится настолько, что переключение усилителя 31 произойдет и при заниженном

35 значении напряжения на электрофильтре. В этом случае подъем напряжения на 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 тран45 сформатор с магнитным шунтом или может образоваться однополупериодный режим. Это приведет к снижению напряжения на электрофильтре, завышенному потреблению электроэнер50 гии, выделению тепла в трансформаторе и как следствие, выходу агрегата из строя. Блок 52 защиты обеспечивает надежную работу устройства при аварийных ситуациях.

В нормальном режиме работы на вы- ходах амплитудно-фазовых преобразователей 13-1> имеются импульсы управления, вызывак>щпе протекание тока в

45

Формула изобретения

1. Источник питания электрофильтра, содержащий;включенные последовательно между входными выводами и выводами для подключения электрофильтра OL фазный тиристорный регулятор, повышающий трансформатор, высоковольтный выпрямитель и датчик тока, датчик напряжения, подключенный к выводам для подключения электро50

1; С> :З и обесто шваппю силовых цепей агper 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- 20 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 управ35 ления, выполненного в виде компаратора, вход которого подключен к (генератору линейно нарастающего напряжения, а.выход — к входам амплитудно-фазовых преобразователей

40 обеспечивает надежную работу устройства при обрыве одной из цепей питания или управления путем снятия импульсов управления силовыми тирис сторами.

Оi Я ф1! l1. тра селе ктор искровых ра.3рн дов и интегратор, входами соединенные с выходом датчика напряжения, nL-амплитудно-фазовых преобразователей, выходами соединенных через формирователи импульсов с, управляющими входами rn -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 юшийся 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 юшийся 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, - 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 соединепньгх с инвертирующими выходами инверторов, неинвертирующие выходы которых подключены к входам формирователей импульсов, а входы — к выходам соответствующих амплитудно-фазовых преобразователей.

1201807

1201807

Составитель А.Колонолкин

Редактор Ю,Середа Тепред Адорно Ko99oKvo9 И, Самборская вюеююеевююювююю ювнеююввюввююююеееююююювюююююеююювевеиеюююееввввввеювюв

8акаа 8006/48 Тиран 862 Иодиисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по декам изобретений и открытий

ll3035 ° Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Фипиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Цроектная, 4