Многозонная резистивная нагревательная установка

 

Использование: системы регулирования температуры в резистивных электропечах. Сущность изобретения: к источнику питания подключены в каждой зоне через тиристорный регулятор мощности с блоками фазоимпульсногоуправления и регулирования нагреватели данной зоны. Блок регулирования соединен с выходом компаратора, к входу которого подсоединендатчик температуры. В установку введены блок задания температуры каждой зоны, последовательносоединенныеблок синхронизации,делитель частоты и распределитель импульсов. Для каждой зоны установлен ключ. Он соединен с входом соответствующего компаратора, сигнальный вход которого подключен к выходу блока задания температуры, управляющий входк выходу распределителя импульсов, а блок синхронизации соединен с источником питания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Н 05 В 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t ч 4

О

00 (21) 4883464/07 (22) 20.11.90 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Московский энергетический институт (72) В.П. Рубцов, Е.Л. Разгонов и Т,Ю. Деревенко (56) Свенчанский А.Д., Гуттерман К.Д. Автоматическое регулирование электрических печей.— M. Энергия, 1965, с, 172, Электрооборудование и автоматика электротермических установок, Справочник,/ Под ред. А,П. Альтгаузена и др.— M.:

Энергия, 1978, с. 44. (54) МНОГОЗОННАЯ РЕЗИСТИВНАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: системы регулирования температуры в резистивных электропечах, Сущность изобретения: к источнику питаИзобретение относится к электротехнике, в частности к электротермии, и предназначено для использования в системах регулирования температуры группы однозонных печей или многозонной печи сопротивления.

Известно устройство для регулирования температуры нескольких печей, в котором каждая печь или зона многозонной печи подключается к сети переменного напряжения через контактор, управляемый регулятором температуры.

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования температуры, пульсирующий характер ния подключены в каждой зоне через тиристорный регулятор мощности с блоками фазоимпульсного управления и регулирования нагреватели данной зоны. Блок регулирования соединен с выходом компаратора, к входу которого подсоединен. датчик температуры. В установку введены блок задания температуры каждой эоны, последовательно соединенные блок синхронизации, делитель частоты и распределитель импульсов, Для каждой зоны установлен ключ. Он соединен с входом соответствующего компаратора, сигнальный вход которого подключен к выходу блока задания температуры, управляющий вход — к выходу распределителя импульсов, а блок синхронизации соединен с источником питания. 2 ил. нагрузки, создаваемый печью на питающую сеть, что снижает эффективность использования оборудования, КПД и коэффициент мощности.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является многозонная резистивная нагревательная установка, содержащая тиристорные регуляторы мощности по числу эон с блоками фазоимпульсного управления и регулирования на входе, источник переменного напряжения, и в каждой зоне компаратор, связанный выходами с входами блока регулирования и одним входом — c датчиком

1771088 температуры этой зоны, и блок задания температуры той же зоны.

Цель изобретения — повышение КПД и коэффициента мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в известную многозонную резистивную нагревательную установку, содержащую источник питания, к которому-. нагреватели каждой зоны подключены через тиристорн ый регулятар мощности с блоками фазоимпульсного управления q„регулирования, последний из которых входами соединен с выходом компаратора, подключенного одним входом к выходу датчика температуры этой же зоны, и блок задания температуры той же зоны, согласно изобретению введены последовательно соединенные блок синхронизации, делитель частоты и распределитель импульсов, а для каждой зоны — ключ, подключенный выходом к второму входу компаратора соответствующей зоны, сигнальным входом — к выходу блока задания температуры этой же зоны, управляющим входом — к соответствующему выходу распределителя импульсов, а блок синхронизации подключен входом к источнику питания.

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и токов в нагревателях устройства.

Устройство содержит тиристорные регуляторы мощности 1, включающие в себя блоки тиристоров 2 и импульсно-фазового управления 3. Число регуляторов мощности

1 равно числу зон многозонной резистивной установки, каждая печь или зона печи 4 снабжена датчиком 5 температуры. Для автоматического регулирования температуры в печи 4 установлены регулирующий блок 6, компаратор (элемент сравнения) 7, блок задания температуры 8 и ключ 9. Число каждого из указанных функциональных элементов в устройстве равно числу печей или зон одной печи. Общими для устройства в целом являются блок синхронизации 10, делитель частоты 11 и распределитель импульсов 12, Блок синхронизации 10 подключен входом к сети переменного напряжения. Если система питания многофазная, как показано на фиг. 1, то блок синхронизации подключается к одной фазе (в общем случае любой).

Выход блока синхронизации 10 подключен к входу делителя частоты 11, аь ход которого соединен с входом распределителя импульсов 12, Каждая печь или зона многозонной печи подключена к сети переменного напряжения через блок тиристоров 2, входы которого соединены с выходами блока 3 фа5

55 зоимпульсного управления, в свою очередь соединенного входом с выходом регулирующего блока 6. Датчик 5 температуры печи соединен с первым входом компаратора 7, второй вход которого через ключ 9 связан с выходом блока задания температуры 8. Выход компаратора 7 соединен с входом регулирующего блока 6. Управляющий вход ключа 9 подключен к соответствующему выходу распределителя импульсов 12.

Устройство работает следующим образом.

За счет введения блока синхронизации

10, делителя частоты 11, распределителя импульсов 12 и ключей S в каждом регуляторе 1 осуществляется разделение во времени включения регуляторов. На фиг. 2 приведены временные диаграммы напряжения сети и напряжений на двух печах: Un1 и Un2 Распределитель импульсов 12, воздействуя выходными сигналами на. ключи 9, запрещает или разрешает работу отдельных регуляторов1. Поскольку переключение распределителя импульсов 12 синхронизировано с напряжением сети Uc, то можно обеспечить беспаузное включение нагрузок, когда в питающей сети практически не будет перерывов тока. Для питающей сети такое поочередное включение нагрузок означает снижение максимальной потребляемой мощности, Распределитель импульсов по существу осуществляет дополнительное широтно-импульсное регулирование, разрешая регулятору 1 работать в течение относительного времени включения т < 1.

При этом для поддержания заданной температуры регулятор 1 автоматически за счет обратной связи по температуре в течение

r будет работать при а =О, поскольку только при этом условии будет обеспечиваться введение в печь требуемой мощности и поддержание заданной температуры. Таким образом, введение дополнительной широтно-импульсной модуляции уменьшает угол регулирования до значений, близких нулю, при которых искажения кривой напряжения минимальны. Для сохранения работоспособности системы автоматического регулирования температуры печи должно выполняться условие г акр/ж, где аср— средний угол регулирования, соответствующий введению в печь в непрерывном режиме средней мощности, равной мощности потерь.

В паузах, соответствующих отключенному состоянию регулятора 1 первой печи (0 на фиг. 2), распределитель импульсов включает регулятор 1 второй печи (Un2 на фиг. 2) и т.д. Таким образом, обеспечивается

1771088 равномерная нагрузка питающей сети без перерывов тока при минимальном угле регулирования тиристоров.

С помощью распределителя импульсов

12 может быть установлена любая относительная продолжительность включения регуляторов 1 в пределах 1/N <7 <(N-1)/N, где N c o e e 3oH MHolo3QHHQA печи. Действие дополнительной широтноимпульсной модуляции в предлагаемом устройстве эквивалентно ступенчатому регулированию напряжения сети с помощью дополнительного регулируемого трансформатора. При этом значительно снижаются искажения на нагрузке и тока в сети.

Формула изобретения

Многозонная резистивная нагревательная установка, содержащая источник питания, к которому нагреватели каждой зоны подключены через тиристорный регулятор мощности с блоками фазоимпульсного управления и регулирования, последний из которых входами соединен с выходом

5 компаратора, подключенного одним входом к выходу датчика температуры этой же зоны, и блок задания температуры той же зоны, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента мощности, 10 в установку введены последовательно соединенные блок синхронизации, делитель частоты и распределитель импульсов, а для каждой зоны — ключ, подключенный выходом к второму входу компаратора соответ15 ствующей зоны, сигнальным входом — к выходу блока задания температуры этой же эоны, управляющим входом — к соответствующему выходу распределителя импульсов, а блок синхронизации подключен входом к источ20 нику питания.

1771088

45

Составитель В.Рубцов

Техред М.Моргентал Корректор М.Андрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3749 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5