Датчик приращения тока дуги

 

ОПИСАНИЕ 558а25

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.06.75 (21) 2150150/07 (51) 1. Кл. Н 05В 7/148

F 27D 21/00

G 05F 1/02 с присоединением заявки М

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.77. Ьюллетень М 18 (53) УДК 621.3.072.8 .355.22 (088,8) Дата опубликоваш1я описан !я 24.06.77 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. А. Бей

Научно-исследоват при 1омском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) ДАТЧИК ПРИРАЩЕНИЯ ТОКА ДУГИ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛЯТОРА ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Государственный комитет Г1риоритст

Изобретение относится к ооласти электротехники и может быть использовано в системах автоматического регулирования электрического режима дуговых электропечей.

Известно устроис!во приращения тока дуги, в котором приращение тока дуги определяется дифференцированием посредством резистивноемкостной цепочки выпрямленного и с!лаже 1ного фильтром тока дуги (1) .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения и невысокое быстродействие, так как сглаживание фильтром искажает действительную форму огибающей мгновенных значений тока дуги, поскольку усреднение тока происходит на достаточно большом промежутке времени.

Известен датчик приращения тока дуги, содержа!ций трансформатор с парой последовательно соединенных рабочих оомоток и парой последовательно соединенных синхронизирующих обмоток, подключенной в параллель и дву» входам формирования импульсов, соединенным каждым из двух выходов с базой одного из двух шунтирующих ключей, к каждоМУ KO:1 IBKTOP KOTOPOI O ПОДКЛЮЧЕН ОДИН КОнец цепочки двух последовательно соединенHbIx запоми"IHIoIIIих конденсаторов, база одного из двух эмиттерных повторителей и через диод — один из входов указанной пары р300чих обмоток (2).

Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие, так как задержка из»еряемого значения амплитуды тока дуги мо>кет составить полпериода. Известное устройство также не обеспечивает высокую точность из»еренпя, так как дифференцирование огибающей амплитуды тока дуги осуществляется резпстпвно-ех1костн011 цепочкой, которая Осу ществляет лишь приближенное дифференцн10 рование.

Для повышения точности измерения и быстроденстьия предлагаемого датчика в нем к эмиттерам эмиттерных повторителей подключена одна из диагоналей моста, выполненного

15 на транзисторных ключах, ко второй диагонали которого подключен конденсатор нагрузки, а вход каждого транзисторного ключа связан с одним из выходов одного из двух блоков управления, два входа которы.; соединены после20 дователь10 и подключены в параллель к выходам пары синхронизирующих обмоток.

На фиг. 1 показана функциональная cxe»а описываемого датчика; на фиг. 2 — временные диаграммы нагружений при его работе.

"5 Датчик приращения тока дуги состоит из трансформатора 1, имеющего две вторичны.: раоо illx оомотки 2, 3, соединенные через выпрямительные диоды 4, 5 с запоминающи»и конденсаторами 6, 7 и две вторичные синхро30 низирующие обмотки 8, 9, подключенные к

558425

3 входам формирователя импульсов 10, выход которого соединен с шунтирующими ключами

l1, 12, эмиттерных повторителей 13, 14, к эмиттерам которых присоединена одна диагональ мостовой схемы, собранной из транзисторных ключей 15, 16, 1/, 18, во вторую диагональ которой включен конденсатор нагрузки

19, причем управляющие входы 20 — 27 транзисторных ключей 15, lb, 17, 18 соединены с выходами блоков управления 28, 29.

Работа датчика приращения тока дуги происходит следующим образом. 1-1а первичную обмотку трансформатора 1 поступает напряжение 0„„пропорциональное току дуги. Закон изменения напряжения U,x (фиг. 2,а) для примера ьзят произвольный.

Рабочие вторичные обмотки 2, 3 через выпрямительные диоды 4, 5 в каждый полупериод заря кают соответственно запоминаю1цие конденсаторы 6, 7 до амплитудного значения напряжения, пропорционального току дуги.

Эти значения запоминаются и удерживаются до конца соответствующего периода тока дуги. В указанные моменты конденсаторы 6,7 разряжаются шунтирующими ключами 11, 12, которые управляются формирователем импульсов 10, подключенным ко вторичным сипхронизирующим обмоткам 8, 9.

Форма напряжения Ь, и Uq на запоминающих конденсаторах 6, 7, соответствующая принятому закону изменения тока дуги, показана на фиг. 2,б.

Поскольку информация об амплитудном значении тока дуги поступает дискретно, в середине каждого полупериода несущего напряжения (например, точки tl и t3, фиг. 2,а), то изменение приращения тока дуги возможно пе ранее, чем в эти моменты, и определяется как разность амплитуд двух соседних полупериодов несущего напряжения. Таким образом, в предлагаемом устройстве операция дифференцирования огибающей амплитуд тока заменяется операцией вычитания.

Для получения этой разности запоминающие конденсаторы 6, 7 соединены между собой последовательно и встречно, что позволяет снимать с эмиттеров эмиттерных повторителей 13, 14 разность напряжений У3 и U7, форма которой показана на фиг. 2,в.

Этот сигнал несет информацию о приращении тока дуги лишь во второй половине полупериодов несущего напряжения, в момент, когда одновременно существуют амплитуды отрицательного и положительного полупер иодов (время dt, фиг. 2,а).

Для выделения полезной информации из этого сигнала служат конденсатор нагрузки

19, включенный в диагональ собранных по мостовой схеме транзисторных ключей 15, 16, 17, 18, и блоки управления 28, 29, входы которых соединены с синхронизирующими обмотками

8, 9. Блок управления 28 формирует импульсы, задержанные относительно положительных полупериодов на четверть периода (фиг. 2,г). Блок управления 29 формирует та5

1сие же имн > льсь1> зыдержагн1ыс ны >1е> вор >ь

>lериодd О! ИОсиг(шнО ны 1ылы 0 i g 1>,ы l .»>H»>л

11031унсриодов (1риг. 4>0) . >.111>рины ым.>i.>î> U не должны превышать времени ь1 11рн.. и .

lipHpdLHLнне lо;ы дуги опреде31яется adK рЗУЛЬГЫ1 ВЫЧИ1аНИЯ ПРЕДЫДУЩЕГО ЗНаЧЕНН)1 а3>плитуды тока из последующего, и если, 1ыпример, в момент времени t3 (qHr. 2,и) рнрыщение должно и факги lески Онределяе1 сн Hdi разность амплитуд ч3 —.43, то в момент врем— ни t3 оно должно определяться как ра liuciH амплитуд ч — л1, ы при принятои íà 11>иг. 2 полярности напряжении — как Ai —,ч, i. е. 11м ет противопо,1ожныи знак (1риг. z,â . для изменения знака каждого втÎpÎi0 знычения приращения тока дуги импульсы с выходов о, l и л, 4d олока управления б oI крывают два транзисторных кую lB l0> LO, расположеннъ|х в противоположных плечах мостовой схемы, а импульсы с выходов ч, 0 и

20, 4(олока управления лН вЂ” другую пару ключен l t, 15.

llpH каждом срабатывании транзисторных ключей конденсатор нагрузки 1н перезаряжается до напряжения, амплитуда и полярносгь которого несут информацию о приращении тока дуги. 1-1апряжение, снимаемое с конденсагора нагрузки, представлено на фиг. 2>е.

1!редлагаемое устроиство имеет более высокую точность измерения и быстродеиствие, так как исключаются искажения и инерциопность, возникающие при дифференцировании огиоающеи амплитуд тока дуги.

В частотном диапазоне изменения огибающеи амплитуд тока 0,25 — 15 Гц характеристчки устройства близки к характеристикам идеального дифференцирующего звена. Запаздывание в появлении сигнала составляет четверть периода несущего напряжения.

Формула изобретения

Датчик приращения тока дуги автоматического регулятора дуговой электропечи, содержащии трансформатор с парой последовательно соединенных рабочих обмоток и парой последовательно соединенных синхронизирующих обмоток, подключенной в параллель к двум входам формирователя импульсов, соединенным ка кдым из двух выходов с базой одного из двух шунтирующих ключей, к каждому коллектору которого подключен один конец цепочки двух последовательно соединенных запоминающих конденсаторов, база одного из двух эмиттерных повторителеи и через диод — один из входов указанной пары рабочих обмоток, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия датчика, к эмиттерам эмиттерных повторителей подключена одна из диагоналей моста, выполненного на транзисторных ключах, ко второй диагонали которого подключен конденсатор нагрузки, а вход каждого транзисторного ключа связан с одним из выходов одного из двух блоков управления, два

558425!

О г

) Г1!

1 входа которых соединены последовательно и подключены в параллель к выходам пары си..хронизирующих обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. К. Д. Гуммерман, В. М. Эдемский, «Тру,ы ? 1осковского энергетического института», 1967, выпуск 37, стр. 147 — 153.

2. Авторское свидетельство СССР № 458108, 5 М. кл. Н 05В 7/16, 1972 (прототип).

558425

/, 7

1

Корректор Л. Боахиииа

Редактор И. /ейкин

Заказ 12бб/10 Изд. ¹ 454 Тираж 10! 1 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и от рытий

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

Типографии, ир. Сапунова, 2 — г

У//г Р

Состав|г1ель В. Ковалев

Тсхрсд М. Семенов

1, ñ