DK161870B - Hurtigtvirkende overslagsdetektor - Google Patents

Description

i

DK 161870 B

Opfindelsen angår en hurtigtvirkende overslagsdetektor til detektering af overslag i et impulsdrevet elektro-filter.

I et impulsdrevet elektrofilter tilvejebringes høj-5 spændingsimpulsen ved trigning af et kontaktelement, almindeligvis en thyristor eller et kredsløb bestående af serie-og/eller parallelkoblede thyristorer. Når impulsen har nået sit maksimum, bliver thyristorerne strømløse og vil efter forløbet af en vis tid, slukketiden, optræde som spærrende 10 i deres lederetning, indtil de atter trigges til udløsning af en ny impuls.

Indtræffer et overslag, efter at thyristoren er gjort strømløs, men før slukketiden er forløbet, vil thyristoren blive forspændt i lederetningen, og der vil træk-15 kes strøm Igennem den kun delvis spærrede thyristor, d.v.s. at strømmen koncentreres i enkelte områder af thyristorens halvlederchip, der dermed vil beskadiges eller ødelægges.

Pra US 3 865 438 er det kendt at trigge en thyristor til fornyet ledning, hvis en forspænding i lederetninger 20 detekteres i slukketiden. Herved undgås den ovennævnte ødelæggende strømkoncentrering.

Ved overslag i et Impulsdrevet elektrofilter vil forspændinger i lederetningen og dermed strømmen gennem impulsgeneratorens thyristor stige så hurtigt, at en gentæn-25 ding, der iværksættes, når forspændingen i lederetningen dekteres, ikke når at blive virksom, før strømmen er vokset til ødelæggende styrker.

I EP 66 950 beskrives en metode, ved hvilken der etableres en gentænding af impulsgeneratorens thyristor, 30 ikke ved at detektere dennes forspænding i lederetningen indenfor slukketiden, men allerede ved detektering af en begivenhed, d.v.s. et overslag i filteret under en impuls, der vides at ville bevirke en sådan forspænding.

Ifølge EP 66 950 kan et overslag detekteres ved at 35 overvåge strømmen i lmpulsgeneratorkredsen idet strømmen i denne kreds under impulsens opvoksen løber I en retning'og under Impulsens hendøen løber i den modsatte retning.

Optræder der imidlertid et overslag under impulsens 2

DK 161870 B

hendøen, skifter strømmen til samme retning som under impulsens opvoksen. Dette retningskift er ensbetydende med, at thyristoren forspændes i lederetningen, men ved at udtage et signal fra en hjælpevikling på en mættelig reaktor 5 . indskudt i impulsgeneratorens strømkreds fås et signal ~ umidelbart før strømmen skifter retning, hvorved der kan træffes foranstaltninger til gentænding, endnu før forspændingen i thyristorens lederetning er en realitet.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe et 10 . kredsløb, der gennem afføling af strømmen i impulskredsen detekterer et overslag, allerede når dette er under udvikling. Herved sættes man i stand til at etablere gentænding af thyristorer i god tid, før strømmen i impulskredsløbet vender og forspænder den i lederetningen.

15 Dette opnås ved at anvende en overslagsdetektor, der ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den omfatter et strømaffølingsorgan, der afgiver et spændingssignal proportionalt med strømmen i impulskredsløbet, en første differentieringsenhed, i hvilken det strømrepræsenterende spæn-20 dingssignal differentieres, en anden differentieringsenhed, hvori udganssignalet fra den første differentieringsenhed differentieres, et første niveaukredsløb, der afgiver et signal til en indgang til en OG-port, når udgangssignalet fra den anden differentieringsenhed ligger over et forud 25 fastlagt niveau, og et andet niveaukredsløb, der afgiver et signal til et tidtagningskredsløb, sålænge den strømrepræsenterende spænding ligger over et forud fastlagt niveau, hvilket tidtagningskredsløb afgiver et signal til en anden indgang på OG-porten fra en første fastlagt tid efter at 30 det modtager signal fra det andet niveaukredsløb til en anden fastlagt tid efter at dette signal er ophørt,, og hvor OG-porten har en udgang, på hvilken der afgives et signal, når samtidige signaler på dens indgange markerer, at et overslag, er under udvikling.

35 Strømaffølingsorganet kan ifølge opfindelsens hen sigtsmæssigt være en højfrekvenstransformator, hvis primærvikling er koblet i serie med impulsgeneratorens impulskredsløb, og over hvis sekundærvikling der er koblet en 3

DK 161870 B

parallelmodstand, over hvilken det strømrepræsenterende spændingssignal afgives.

Overslagsdetektorens udgang, d.v.s. udgangen fra dennes OG-port, kan hensigtsmæssigt gennem en passende for-5 stærker og transformator være koblet til triggerkredsløbet for en thyristor, der forsyner et kabeltændingssystem for impulsgeneratorens thyristor.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegninger, på hvilken 10 fig. 1 fortrinsvis på blokdiagramform viser en overslagsdetektor ifølgen opfindelsen og fig.'2 viser forløbet af signalerne i den i fig. 1 viste detektor under en normal impuls samt under et overslag.

15 I fig. 1 er primærviklingen 1 på en højfrekvens transformator 2 indkoblet i en ikke vist impulsgenerators impulskredsløb. Følgelig vil der over sekundærviklingen 3, der er belastet med en modstand 4, frembringes en spænding, der er proportional med strømmen gennem impulskredsløbet.

20 Det udtagne spændingssignal, der er regnet i forhold til en fast reference, betegnes med a.

Spændingssignalet a føres til en differentieringsenhed 5, hvori det differentieres til frembringelse af et signal b, der ligeledes differentieres i en diffentierings-25 enhed 6 til tilvejebringelse af et nyt signal c, hvis størrelse løbende undersøges af et niveaukredsløb 7> der afgiver et signal d til den ene indgang på en OG-port 8, når cfs signalværdi ligger over et forud fastlagt nivea.

Samtidig afføles niveauet af signalet a i et niveau-30 kredsløb 9, der afgiver et signal e, sålænge signalværdien for signalet a ligger over et forud fastlagt niveau. Signalet e føres til et tidtagningskredsløb 10, der er indrettet således, at det afgiver et signal f fra en tid t^, efter at det modtager signalet e, til en tid tg 3 efter at dette 35 signal er ophørt. Signalet f føres til OG-porten 8’s anden indgang, og der vil således afgives et signal g på OG-por-tens udgang, når signalerne d og f optræder samtidigt.

Idet afgivelsen af signalet g, som det senere skal i

' DK 161870 B

/ n forklares, finder sted, når et overslag er under udvikling, forstærkes dette signal i en forstærker 11, således at det kan anvendes som triggersignal for en thyristor 12 i et kabeltændingssystem, der virker til tænding af den samling 5 af serie- og parallelkoblede thyristorer, der udgør impulsgeneratorens thyristorkontaktelement.

Pig. 2 viser forløbet af signalerne a-g ved det i fig. 1 beskrevne kredsløbs anvendelse i forbindelse med et energigenvindende impulsgeneratorkredsløb som det i GB 10 1 544 105 beskrevne. Heri tilvejebringes en impuls ved, at en. lagerkondensator ved trigning af et thyristorkontaktele-• ment sender en strøm gennem en impulstransformator eller direkte til et elektrofilters emissionselektrode for at bevirke en forbigående forøgelse af dennes negative spænding, 15 hvilken spændingsforøgelse kort tid efter atter fjernes, i-det strømmen som følge af passende indkoblede induktive komponenter vender for gennem en diode koblet parallelt med thyristoren, men med modsat lederetning af denne, at bidrage til genopladning af lagerkondensatoren.

20 I fig. 2, der viser signalforløbet dels under en normal impuls og dels under en impuls, hvor der under impulsens hendøen optræder et overslag, er yderligere den frembragte impulsspænding ET vist.

Signalet a er et spændingssignal, der repræsenterer 25 ‘ strømmen i impulskredsen. Dette spændingssignal regnes positivt, når strømmen løber i thyristoren lederetning, og negativt, når strømmen løber i modsat retning, d.v.s. i returløbsdiodens lederetning.

Signalet b, der fremkommer ved diffentiering af sig-30 nalet a, er nul imellem impulserne, men stiger ved impulsens begyndelse til tiden ^ hurtigt, teoretisk set Øjeblikkeligt, til et niveau svarende til en konstant gange differential koefficienten til kurven for signalet a, og falder tilsvarende hurtigt til 0 ved impulsens slutning til 35 tiden Tg* Disse hurtige ændringer bevirker, at signalet c, der fremkommer ved diffenrentiering af kurven for signalet b, starter og slutter med smalle impulser, nåleimpulser, der går imod henholdsvis plus og minus OO . Af disse

DK 161870 B

5 nåleimpulsr vil den positive overskride det i niveaukreds-. løbet 7 fastlagte niveau I»y og bevirke et udgangssignal d fra dette, hvilket udgangssignal føres til OG-porten 8.

Til tiden Tg vil signalet a overskride det i ni-5 veaukredsløbet 9 indstillede niveau således at dette kredsløb afgiver et signal e til tidtagningskredsløbet 10, der en forud indstillet tid t^ derefter til tiden afgiver et signal f til OG-portens anden indgang.

Til tiden T^ falder sighalet a atter under niveau-10 et Lg, og umiddelbart efter bliver strømmen gennem impulsgeneratorens thyristor nul.

Til tiden T^ ophører indgangssignalet e til tidtagningskredsløbet, der imidlertid er indrettet til at vedblive med at afgive sig udgangssignal f i tiden t2 efter 15 at signalet e er ophørt. Tiden t^ er valgt således, at signalet f vedvarer i mindst impulsgeneratorens thyristors slukketid, efter at denne thyristor er gjort strømløs ved impulsens maximum. Til tiden T^ er tiden forløbet, og udgangssignalet f fra tidtagningskredsløbet 10 ophører.

20 Det ses at signalerne d og f på intet tidspunkt optræder samtidigt, og følgelig vil en normalt forløbende impuls ikke bevirke noget udgangssignal fra OG-porten 8.

I en impuls der begynder til tiden T^ sker overskridelser af niveauet og afgivelser af signalet e til 25 tiden Tg. Til tiden T^ afgiver tidtagningskredsløbet 10 signalet f. Til tiden T10 falder signalet a under niveauet L^, og signalet e ophører. Kort tid herefter vender strømmen i impulsgeneratorens impulskreds og thyristoren, bliver strømløs, medens strømmen imod thyristoens lederet-30 ning passerer gennem returløbsdioden.

Til tiden T^ starter imidlertid et overslag, der viser sig som et hurtigt fald i impulsspændingen U. Under dette fald ændrer impulsstrømmen og dermed spændingssignalet a sig hurtigt grænsende til en diskontinuert ændring, 35 hvorfor kurven b, der repræsentere dette signals første af-ledede, fremtræder som en næsten lodret linie, og kurven c, der fremkommer ved differentiation af b, fremviser er konstant høj værdi, der ligger over det ved niveaukreds-

DK 161870B

6 løbet 7 fastlagte niveau Ιγ, der er lagt således, at det ikke udover af nåleimpulsrne ved starten af en impuls overskrides af de normalt forekommende niveauer af c.

Niveaukredsløbet 7 afgiver signalet d til OG-porten, 5 der stadig modtager signalet f fra tidtagningskredsløbet.

Følgelig afgiver OG-porten et udgangssignal g, der via en forstærker 11 trigger thyristoren 12 i et kabeltændingsanlæg for impulsgeneratorens thyristorer. Som det ses, afgives signalet g, endnu før strømmen i impulskredsløbet har 10 skiftet retning, således at impulsgeneratorens thyristor kan trigges til ledning, før den til tiden forspændes i lederetninger. Der·sørges for, at trigningen har en vis tidsmæssig udstrækning, således at thyristoren stadig tilføres triggerspænding, når den til tiden forspændes i 15 lederetningen.

Det viste videre forløb af signalerne er et resultat af, at impulsgeneratorens kontaktelement efter tænding af thyristoren og elfilteret under overslaget er at betragte som kortsluttede. Der opstår en svingning i den af lager-20 kondensatoren og generatorkredsløbets induktanser dannede svingningskreds. Denne svingning ophører til tiden idet impulsgeneratorens thyristor under svingningens sidste del forspænder i spærreretningen og slukkes.

Claims (2)

1. Overslagsdetektor til detektering af overslag i et impulsdrevet elektrofilter Kendetegnet ved, at den omfatter et strømaffølingsorgan (1,3,4), der afgiver et spændingssignal (a) proportionalt med strømmen i impulskreds-5 løbet, en første differentieringsenhed (5), i hvilken det strømrepræsenterende spændingssignal (a) differentieres, en anden differentieringsenhed (6), hvori udgangssignalet (b) fra den første differentieringsenhed differentieres, et første niveaukredsløb (7), der afgiver et signal (d) til en 10 indgang til en OG-port (8), når udgangssignalet (c) fra den anden differentieringsenhed ligger over et forud fastlagt niveau (Ly), og et andet niveaukredsløb (9), der afgiver et signal (e) til et tidtagningskredsløb (10), sålænge den strømrepræsenterende spænding (a) ligger over et forud fast-15 lagt niveau (L^), hvilket tidtagningskredsløb afgiver et signal (f) til en anden indgang på OG-porten fra en første fastlagt tid (t·^) efter at det modtager signal fra det andet niveaukredsløb til en anden fastlagt tid (t2) efter at dette signal er ophørt, og hvor OG-porten har en udgang, på 20 hvilken der afgives et signal (g), når samtidige signaler på dens indgange markerer, at et overslag er under udvikling.

2. Overslagsdetektor ifølge krav 1, Kendeteg net ved, at det strømaffølende organ er en højfrekvenstransformator, hvis primærvikling (1) er koblet i serie med 25 impulsgeneratorens Impulskredsløb, og over hvis sekundærvikling (3) der er koblet en parallelmodstand (4), over hvilken det strømrepræsenterende spændingssignal (a). afgives.