DE1588746C3 - Device for controlling the voltage of an electrostatic precipitator - Google Patents
Device for controlling the voltage of an electrostatic precipitatorInfo
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- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Spannung eines Elektrofilters mit einem steuerbaren Gleichrichter, dessen Zündwinkel durch eine an einen Steuersatz anschließbare Steuergleichspannung veränderbar ist und bei dem als Steuergleichspannung die über einen Transistorverstärker geführte Kondensatorgleichspannung eines ÄC-Gliedes dient, dessen Lade- und Entladevorgang von einem von den augenblicklichen Filterbetriebswerten abgeleiteten Steuersignal abhängig ist, wobei die Kondensatorgleichspannung an der Basis eines Transistors in Emitterschaltung anliegt.The invention relates to a device for controlling the voltage of an electrostatic precipitator with a controllable rectifier, the ignition angle of which is controlled by a DC control voltage that can be connected to a tax rate is changeable and in which the DC control voltage is passed through a transistor amplifier DC capacitor voltage of an ÄC element is used, the charging and discharging process of one of the The control signal derived from the instantaneous filter operating values is dependent, with the capacitor direct voltage is applied to the base of a transistor in the emitter circuit.
Eine solche Einrichtung ist aus der französischen Patentschrift 1 399 120 bekanntSuch a device is known from French patent specification 1,399,120
Bei derartigen, z. B. mit Thyristorstellern arbeitenden Elektrofiltern ist häufig eine Einrichtung vorgesehen, durch die bei einem Überstrom im Filter die Spannung schnell abgesenkt wird, z. B. von 30 auf 25 kV und dann langsam, z. B. innerhalb von 10 Minuten wieder bis auf 3OkV gesteigert wird. Zur Steuerung der Spannung, d. h. des Zündwinkels der Thyristoren, benützt man gewöhnlich ein ÄC-Glied, das bei Überstrom entladen und dann anschließend langsam wieder aufgeladen wird (vgl. zum Beispiel französische Patentschrift 1 399 120). Ein ÄC-Zeitglied, das ein derartiges zeitliches Verhalten aufweist, ist normalerweise mit rein elektronischen Bauteilen sehr schwierig zu verwirklichen, da der dem ÄC-Glied nachgeschaltete Verstärker heute fast ausschließlich als Transistorverstärker ausgebildet wird, der immer einen gewissen Eingangsstrom benötigt Dieser Eingangsstrom steht aber nur dann zur Verfügung, wenn der Ä-Anteil des /?C-Gliedes nicht zu groß gewählt wird.In such, z. B. with thyristor operating electrostatic precipitators is often provided a device, by which the voltage is quickly lowered in the event of an overcurrent in the filter, e.g. B. from 30 to 25 kV and then slowly, e.g. B. is increased again to 3OkV within 10 minutes. To control the voltage, d. H. of the firing angle of the thyristors, an ÄC element is usually used, which discharges in the event of an overcurrent and then slowly recharged afterwards (see for example French patent specification 1 399 120). An ÄC-Zeitelement that such a temporal Behavior is usually very difficult to achieve with purely electronic components, since the amplifier connected downstream of the AC element is now almost exclusively designed as a transistor amplifier that always requires a certain input current. This input current is only available then available if the Ä-part of the /? C-element is not chosen too large.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine hohe Zeitverzögerung bis zu Minuten hin rein elektronisch einstellbar ist.The object of the present invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning train that a high time delay up to minutes can be set purely electronically.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Emitterkreis des Transistors ein Emitterwiderstand und die Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors angeordnet sind und daß an einem im Emitterkreis des weiteren Transistors liegenden Spannungsteiler der Steuersatz angeschlossen ist.This object is achieved according to the invention in that there is an emitter resistor in the emitter circuit of the transistor and the base-emitter path of a further transistor are arranged and that at an im Emitter circuit of the further transistor lying voltage divider is connected to the control set.
Damit ergibt sich eine Schaltung, bei der der Transistorverstärker zweistufig ausgebildet ist, wobei die erste Stufe im wesentlichen nur zur Bildung eines hochohmigen Eingangswiderstandes dient — und damit einen hohen Ä-Anteil zuläßt — und erst die zweite Stufe den eigentlichen Steuersatz speist.This results in a circuit in which the transistor amplifier is designed in two stages, the first stage essentially only to form a high-resistance Input resistance is used - and thus allows a high-share - and only the second stage feeds the actual tax rate.
Versuche haben ergeben, daß sich durch diese obengenannte Lösung ein /?C-GIied schaffen läßt, das bei einer Kondensator-Kapazität von 2000 μΡ einenExperiments have shown that the above mentioned Solution can create a /? C-GIied that with a capacitor capacity of 2000 μΡ a
ίο Widerstandsanteil von 10 ΜΩ und mehr zuläßt, wogegen bei den bisher bekannten ÄC-Gliedern mit einfachem nachgeschaltetem Transistorverstärker die Grenze für den Widerstand um eine Zehnerpotenz niedriger liegt. Mit anderen Worten, durch den zweistufigen Transistorverstärker erhält man Zeitkonstanten, die um eine ganze Zehnerpotenz höher sind als die bisher erreichbaren. Dies hat den Vorteil, daß man nicht wieder auf elektromechanische Lösungen, wie z. B. Zeitrelais, zurückgreifen muß, sondern den Aufbau der gesamten Schaltung aus kontaktlosen Elementen konsequent einhalten kann.ίο allows resistance components of 10 ΜΩ and more, whereas the limit with the previously known ÄC elements with a simple downstream transistor amplifier for the resistance is one power of ten lower. In other words, through the two-stage Transistor amplifiers produce time constants that are a whole power of ten higher than those previously achievable. This has the advantage that you do not have to go back to electromechanical solutions such. B. timing relay, must resort to, but consistently adhere to the structure of the entire circuit from contactless elements can.
An Hand der Zeichnung sei der Erfindung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch die Steuerung eines Elektrofilters, The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
F i g. 1 shows schematically the control of an electrostatic precipitator,
F i g. 2 den Aufbau des ÄC-Gliedes .und des Transistorverstärkers. F i g. 2 the structure of the ÄC element and the transistor amplifier.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist an ein Wechselspannungsnetz 1 von z. B. 380 V und 50 Hz über einen aus .antiparallelgeschalteten Thyristoren bestehenden Thyristorsteller 2 ein Hochspannungstransformator 3 angeschlossen. Dieser Hochspannungstransformator versorgt über eine Gleichrichteranordnung 4 das Elektrofilter 5 mit hochgespannter Gleichspannung von z. B.As shown in FIG. 1 can be seen, is connected to an AC voltage network 1 of z. B. 380 V and 50 Hz from one .antiparallel-connected thyristors existing thyristor controller 2 a high voltage transformer 3 is connected. This high voltage transformer supplies power Via a rectifier arrangement 4, the electrostatic precipitator 5 with high-voltage DC voltage of z. B.
30 kV. Die dem Filter zugeführte Spannung wird durch den Thyristorsteller 2 in der Primärwicklung des Hochspannungstransformators 3, abhängig von Filterbetriebswerten, gesteuert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden als Filterbetriebswerte Primärstrom und Primärspannung des Hochspannungstransformators 3 benutzt.30 kV. The voltage fed to the filter is generated by the thyristor controller 2 in the primary winding of the high-voltage transformer 3, controlled depending on the filter operating values. In the embodiment shown The filter operating values are the primary current and primary voltage of the high-voltage transformer 3 used.
Die Primärspannung des Hochspannungstransformators 3 wird hierzu mit einem Spannungswandler 7 abgenommen und dem Steuersatz 6 des Thyristorstellers 2 zugeführt. Bei Spannungszusammenbrüchen infolge von Kurzschlüssen sperrt eine Spannungsauslöseeinheit 24 über den Steuersatz 6 den Thyristorsteller 2.For this purpose, the primary voltage of the high-voltage transformer 3 is picked up with a voltage converter 7 and fed to the control set 6 of the thyristor controller 2. In the event of voltage breakdowns as a result A voltage release unit 24 blocks the thyristor controller 2 via the control set 6 from short circuits.
Wie bereits erwähnt, wird außerdem noch der Primärstrom von einem Stromwandler 8 erfaßt und einem Stromüberwachungsglied 9 zugeführt. Dieses Stromüberwachungsglied besteht — ganz schematisch gesagt — aus einer Kippstufe 9a, die jedesmal beim Überschreiten des Nennstromes anspricht und beim Unterschreiten des Nennstromes wieder zurückkippt undAs already mentioned, the primary current is also detected by a current transformer 8 and a Current monitoring element 9 supplied. This current monitoring element consists - to put it quite schematically - From a flip-flop 9a, which responds each time the rated current is exceeded and when it falls below it of the rated current tilts back and
einem Zeitkipper 9b, der nur bei Überstrom, d. h. zum Beispiel bei einem Strom, der 10% über dem Nennstrom liegt, anspricht Das gemeinsame Ausgangssignal dieser beiden Stufen wird in einer Einrichtung 10 zur Bildung der Steuergleichspannung für den Steuersatz 6 des Thyristorstellers 2 benutzt. Die Einrichtung 10 besteht aus einem ÄC-Glied mit Kondensator 14 (z.B. 2000 μΡ) und einem verstellbaren Widerstand 15 (z. B. 15 ΜΩ), welcher an eine Batterie 16 von z. B. 24 V angeschlossen ist. Parallel zum Kondensator liegt über einen ebenfalls steuerbaren Widerstand 13 die Kollektoremitterstrecke eines Transitors 12, dessen Basis mit dem Ausgang des Stromüberwachungsgliedes 9 verbunden ist. Die an der Klemme 23 abnehmbare Kon-a time tipper 9b, which only responds in the event of an overcurrent, ie for example a current that is 10% above the rated current. The device 10 consists of a ÄC-member with capacitor 14 (eg 2000 μΡ) and an adjustable resistor 15 (z. B. 15 ΜΩ), which is connected to a battery 16 of z. B. 24 V is connected. The collector-emitter path of a transistor 12, the base of which is connected to the output of the current monitoring element 9, lies parallel to the capacitor via a likewise controllable resistor 13. The connector that can be removed from terminal 23
densatorspannung wird über einen zweistufigen Transistorverstärker 11 an die Eingangsklemme 22 des Steuersatzes geführt Durch Ändern dieser Steuergleichspannung von +10 auf — 10 V, läßt sich der Zündwinkel der Thyristoren im Thyristorsteller 2 von 0 bis 180° verändern. Wie bereits erwähnt, ist der Transistorverstärker 11 zweistufig aufgebaut, und zwar hat seine Eingangsstufe 11 einen sehr hohen Eingangswiderstand, während die zweite Stufe 11£> den Steuersatz 6 speist. Die Bedeutung des hochohmigen Eingangswiderstandes wird nachstehend erläutert.The capacitor voltage is supplied via a two-stage transistor amplifier 11 fed to input terminal 22 of the control set By changing this DC control voltage from +10 to - 10 V, the firing angle of the thyristors in thyristor controller 2 can be adjusted from 0 change up to 180 °. As mentioned earlier, the transistor amplifier is 11 has a two-stage structure, namely its input stage 11 has a very high input resistance, while the second tier £ 11> the tax rate 6 feeds. The importance of the high-value input resistance is explained below.
Es sei z. B. angenommen, daß die Filternennspannung 30 kV betrage, und daß auch der Kondensator 14 gerade auf eine Spannung aufgeladen sei, die diese Spannung auch tatsächlich im Filter hervorruft. Überschreitet nun aus irgendwelchen Gründen der Strom im Primärkreis den Nennstrom, so spricht die Kippstufe 9a an; deren Ausgangssignal macht den Transistor 12 durchlässig. Dadurch entlädt sich der Kondensator, und zwar je nach der Einstellung des Widerstandes 13 so lange, bis durch die Verringerung der Kondensatorspannung und damit der Filterspannung der Nennstrom wieder unterschritten wird, so daß die Kippstufe 9a wieder zurückkippt und den Transistor 12 wieder sperrt. Der Kondensator 14 wird dann wieder aus der Batterie 16 über den Widerstand 15 aufgeladen, bis der ursprüngliche Wert wieder erreicht ist. Kommt es dann erneut zu einem Überschreiten des Nennstromes, so wiederholt sich dieser Vorgang aufs neue. Diese Anordnung arbeitet also im Bereich des Nennstromes in der Art eines Zweipunktreglers.Let it be B. Assume that the nominal filter voltage is 30 kV, and that the capacitor 14 is charged to a voltage that actually causes this voltage in the filter. Exceeds Now for some reason the current in the primary circuit has the nominal current, so speaks the flip-flop 9a at; their output signal makes the transistor 12 permeable. This causes the capacitor to discharge, and depending on the setting of the resistor 13, until the capacitor voltage is reduced and so that the filter voltage falls below the nominal current again, so that the flip-flop 9a tilts back again and the transistor 12 blocks again. The capacitor 14 is then again from the Battery 16 charged via resistor 15 until the original value is reached again. Then it comes If the rated current is exceeded again, this process is repeated anew. This arrangement thus works in the range of the nominal current in the manner of a two-position controller.
Die Bemessung des Kondensators 14 und des Widerstandes 15 ist hierbei wenig kritisch, da es sich ja im Normalfall um Spannungsabsenkungen von wenigen 100 V handeln wird, die in kürzester Zeit wieder rückgängig gemacht werden können.The dimensioning of the capacitor 14 and the resistor 15 is not very critical here, since it is in the Normally, voltage drops of a few 100 V will be involved, which will be reversed in a very short time can be made.
Anders verhält sich dagegen die Anordnung im Falle eines Überstromes. Tritt z. B. ein Überstrom auf, so spricht der Zeitkipper 9b an und öffnet für eine vorgegebene Zeit den Transistor 12. Die Spannung wird hierdurch jedesmal um einen beträchtlichen Betrag, z. B. um 25%, abgesenkt Besteht nun die Forderung, daß der Wiederanstieg der Spannung auf den Endwert 10 Minuten dauern soll, so führt dies normalerweise zu Schwierigkeiten, da ein ÄC-Glied mit einem derartigen Zeitverhalten sehr schwer realisierbar ist. Dies beruht vor allem darauf, daß die Größe des Widerstandes 15 nicht beliebig gewählt werden kann, da ja stets ein gewisser Strom I über den Transistorverstärker 11 abfließt. Im Maximalfall kann also der Widerstand nur so groß gemacht werden, daß gerade noch dieser »Leckstrom« des /?C-Gliedes gedeckt werden kann. Einer Vergrößerung des C-Anteiles sind-ebenfalls Grenzen gesetzt, einmal aus preislichen Gründen und zum anderen wegen des Anwachsens der Verluste.In contrast, the arrangement behaves differently in the event of an overcurrent. Occurs z. B. an overcurrent, the time tipper 9b responds and opens the transistor 12 for a predetermined time. The voltage is thereby each time by a considerable amount, z. B. by 25%, lowered If there is now the requirement that the voltage rise again to the final value should take 10 minutes, this usually leads to difficulties, since an AC element with such a time response is very difficult to implement. This is primarily due to the fact that the size of the resistor 15 cannot be chosen arbitrarily, since a certain current I always flows through the transistor amplifier 11. In the maximum case, the resistance can only be made so high that this "leakage current" of the /? C element can just be covered. There are also limits to an increase in the C component, on the one hand for reasons of price and on the other hand because of the increase in losses.
Zur Behebung dieses Mißstandes wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Transistorverstärker 11 zweistufig auszuführen und dabei die erste Stufe mit einem derart hohen Eingangswiderstand zu versehen, daß der in den Transistorverstärker 11 fließende Leckstrom I vernachlässigbar klein wird, so daß entsprechend der Ä-Anteil 15 des ÄC-Gliedes entsprechend groß gewählt werden kann.In order to remedy this deficiency, the invention therefore proposes the transistor amplifier 11 to be carried out in two stages and to provide the first stage with such a high input resistance, that the leakage current I flowing into the transistor amplifier 11 becomes negligibly small, so that accordingly the Ä-portion 15 of the ÄC-member accordingly large can be chosen.
Nähere Einzelheiten über den Aufbau des Transistorverstärkers 11 und der Baueinheit 10 zeigt die Fig. 2.Further details about the structure of the transistor amplifier 11 and the structural unit 10 are shown in FIG Fig. 2.
Wie durch die gestrichelte Linie 24 angedeutet, sind beide Bauteile in einer gedruckten Schaltung auf einer Platte vereinigt und können innerhalb der Steuerung ausgetauscht werden. Als einziges Element befindet sich außerhalb der gedruckten Schaltung das veränderbare Potentiometer 15, mit dem dann beliebig die Wiederanstiegszeit der Elektrofilterspannung eingestellt werden kann. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird die Spannung des Kondensators 14 als Eingangsgröße des Transistorverstärkers 11 benutzt. Die erste Stufe 11a des Transistorverstärkers 11 besteht aus einem Transistor 17 in Emitterschaltung, in dessen Emitterkreis nebst einem Widerstand 18 die Basis-Emitter-Strecke eines die zweite Transistorverstärkerstufe darstellenden Transistors 19 angeordnet sind. An einen aus Zenerdiode 20 und Widerstand 21 bestehenden Spannungsteiler im Emitterkreis dieses Transistors 19 wird die Ausgangsspannung zur Aussteuerung des Steuersatzes 6 abgenommen; durch entsprechende Wahl des Potentiometers am Eingang 23, kann am Ausgang 22 die Steuergleichspannung von —10 bis +10V verändert werden.As indicated by the dashed line 24, both components are in a printed circuit on one Plate combined and can be exchanged within the control system. As the only element located outside the printed circuit, the variable potentiometer 15, with which then any The recovery time of the electrostatic precipitator voltage can be set. As shown in FIG. 2, the Voltage of the capacitor 14 is used as an input variable of the transistor amplifier 11. The first stage 11a of the transistor amplifier 11 consists of a transistor 17 in the emitter circuit, in its emitter circuit in addition to a resistor 18, the base-emitter path of a second transistor amplifier stage Transistor 19 are arranged. To a voltage divider consisting of a Zener diode 20 and a resistor 21 in the emitter circuit of this transistor 19 is the output voltage for modulating the control rate 6 removed; by appropriate selection of the potentiometer at input 23, output 22 the DC control voltage can be changed from -10 to + 10V.
Beim Einschalten der Spannungsversorgung wäre es in manchen Fällen unzweckmäßig, mit der durch das ÄC-Glied gegebenen langsamen Spannungserhöhung zu arbeiten. Es sind daher zusätzliche nicht gezeichnete Mittel vorgesehen, mit denen sich das Potentiometer 15 oder Teile dieses Potentiometers 15 überbrücken lassen, so daß die Spannung im Einschaltaugenblick wesentlich schneller als nach einer Spannungsabsenkung ansteigtWhen switching on the power supply, it would be inexpedient in some cases to use the ÄC member given slow voltage increase to work. There are therefore additional not shown Means are provided with which the potentiometer 15 or parts of this potentiometer 15 can be bridged, so that the voltage at the moment of switch-on is much faster than after a voltage drop increases
Die vorstehend geschilderte Einrichtung eignet sich besonders für Elektrofilter, die mit normalerweise annähernd konstantem Nennstrom arbeiten und für Filter mit konstantem ÜberschlagspunktThe device described above is particularly suitable for electrostatic precipitators, which normally approximate work with constant nominal current and for filters with constant flashover point
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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-
1967
- 1967-08-08 DE DE19671588746 patent/DE1588746C3/en not_active Expired
Also Published As
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Legal Events
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