PL46966B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy ukladu polaczen urzadze¬ nia elektronicznego do sterowania i regulowania prostownika dla przemyslowych urzadzen grzej¬ nych wielkiej czestotliwosci.Wiadomym jest, ze moc wyjsciowa generato¬ rów wielkiej czestotliwosci zalezy w mniejszym lub wiekszym stopniu od napiecia, anodowego przylozonego do anody lampy generatorowej. Na przyklad zmniejszenie napiecia anodowego po¬ woduje zmniejszenie oddawanej mocy wielkiej czestotliwosci, co ma szczególne znaczenie przy stosowaniu lampy generacyjnej o stromej cha¬ rakterystyce. Zwiekszone napiecia anodowe spo¬ wodowane wzrostem doprowadzanego do pro- * Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspóltwór¬ cami wynalazku sa: inz. Erich Jerratsch i inz.Hans — Jurgen Reich, rtownika napiecia sieciowego, powoduje rów¬ niez zwiekszenie oddawanej przez generator mocy wielkiej czestotliwosci, co jest takze nie¬ korzystne.Przy hartowaniu miarodajna jest w pierw¬ szym rzedzie zadana twardosc. Szczególni* wa¬ zne jest przy tym, utrzymanie na samym praed- miocie hartowanym stalej mocy wyjsciowej ge¬ neratora. Warunek ten nie jest Jednak dotrzy¬ mywany, przede wszystkim wskutek wahftA do¬ prowadzanego napiecia sieciowego oraz i powo¬ du zmian obciazenia, wywolanych ciaglym za¬ laczaniem i odlaczaniem mocy wielkie} czesto¬ tliwosci do wzbudnika.Dla okreslonych celów, przy których wyste¬ puje regularna lub nieregularna zmiana stanu obciazenia, stawia sie wymagania, azeby *iz nastawione napiecie anodowe lampy genejracyj-nej pozostawalo stale, zwlaszcza przy hartowa¬ niu kól zebatych itp. W innych przypadkach zada sie, aby napiecie anodowe lampy genera¬ cyjnej zmienialo sie wedlug scisle okreslonej, z góry ustalonej funkcji.Do tego rodzaju celów regulacyjnych stoso¬ wano dotychczas sterowany silnikiem prostow¬ nikowy zespól regulacyjny. Przy prostownikach ze sterowaniem siatkowym znajduje zastosowa¬ nie wedlug znanych ukladów przesuwnik fazo¬ wy, który równiez napedzany jest silnikiem i przeprowadza regulacje za pomoca znanych czlonów przenoszacych. Znane urzadzenia regu¬ lacyjne sa jednak dla wymienionych celów je¬ szcze zbyt wolno dzialajace.Zadaniem wynalazku jest opracowanie urza¬ dzenia regulacyjnego, któreby na drodze elek¬ tronicznej spelnialo te wymagania przy jedno¬ czesnym zachowaniu jak najmniejszych wymia¬ rów przestrzennych i kosztów na ich budowe.Przy rozwiazaniu zagadnienia, utrzymania stalej wartosci sredniej napiecia anodowego ge¬ neratora wielkiej czestotliwosci, oraz zapewnie¬ nia regulacji programowej wedlug okreslonej, wymaganej dla obrabianego elementu funkcji, wychodzono z faktu, ze dopuszczalne napiecie blokujace tyratronu jest znacznie wyzsze niz na¬ piecie blokujace przylozone podczas pracy do prostowników. Wynika z tego, ze napiecie wtór¬ ne transformatora prostownikowego moze byc zwiekszone tak, aby istniala rezerwa przy obni¬ zaniu sie napiecia. Do anod tyratronów zostaje wiec przylozone napiecie pradu zmiennego, któ¬ re ustalane jest odpowiednio do pozadanego za¬ kresu regulacji. Kazda lampa prostownicza otrzymuje wlasne ujemne napiecie pradu stale¬ go jako napiecie wstepne z oddzielnego prosto¬ wnika, które nakladane jest na zmienne napie¬ cie sterownicze, wywolujace zaplon lamp z za¬ rzona katoda. Srednia wartosc pradu stalego napiecia wyjsciowego moze byc wiec zmieniana przez przestawienie kata zaplonu. Kat zaplonu jest z kolei zmieniany przez przesuniecie fazy zmiennego napiecia sterowniczego. Nalezy wiec osiagnac azeby zmienne napiecie sterownicze mialo moznosc zmiany fazy w zaleznosci od chwilowej wartosci napiecia anodowego. Dla osiagniecia tego celu jest konieczne, azeby war¬ tosc istniejaca napiecia anodowego byla stale mierzona i samoczynnie porównywana z warto¬ scia zadana, a róznica jako odchylenie regula¬ cyjne wywolala wielkosc nastawcza w samym regulatorze.Wedlug wynalazku odbywa sie to w ten spo¬ sób, ze dolaczony do wyjscia prostownika dziel¬ nik napiecia jest sprzezony z dwustopniowym wzmacniaczem pradu stalego, tak iz napiecie wyjsciowe dzielnika napiecia i napiecie nastaw¬ nika wartosci zadanej przy wejsciu wzmacnia¬ cza pradu stalego przeciwdzialaja sobie wzajem¬ nie i ze pierwszy stopien wzmacniacza pradu stalego jest polaczony z lampa w ukladzie most¬ kowym, przy którego wyjsciu znajduje sie ob¬ wód siatki drugiej lampy, której opór zewnetrz¬ ny tj. uzwojenie pradu stalego dlawika trans- duktorowego, jest czescia skladowa mostka prze- suwnika fazowego, skladajacego sie z pieciu czlonów fazowych, i ze umieszczone za urzadze¬ niem przesuwania faz koncowe lampy wzmac¬ niajace sa polaczone z obwodami siatkowymi przynaleznych lamp prostownikowych kazda poprzez dwa przeciwsobnie wlaczone transfor¬ matory izolacyjne sluzace jako opór zewnetrzny.Dalsze szczególy jak równiez sposób dzialania urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawio¬ ny na przykladzie ukladu opisanego na pod¬ stawie rysunku.Na zalaczonym rysunku skladajacym sie z dwóch czesci (Fig. 1 i Fig. 2) przedstawione jest urzadzenie wedlug wynalazku w polaczeniu z elektronicznym szybkim odlaczeniem, które jest przedmiotem patentu NRF nr 1.071.209 i w polaczeniu z prostownikiem.Pierwszym czlonem przenoszacym jest dwu¬ stopniowy wzmacniacz pradu stalego 1, do któ¬ rego przykladana jest poprzez dzielnik napie¬ cia 2 mierzona wartosc istniejaca, a wartosc zadana przekazana przez nastawiacz wartosci zadanej 3. Obydwie wartosci zostaja porówna¬ ne przez uklad oporników 4, 5 i wartosc rózni¬ cy podana jako wartosc nastawcza poprzez opornik 6 na siatke sterujaca lampy 7 wzmac¬ niacza. Jezeli przewaza wartosc istniejaca, wte¬ dy do siatki sterujacej lampy 7 przylozone zosta¬ je napiecie ujemne i lampa zostaje zabloko¬ wana.Jezeli przeciwnie, przewaza wartosc zadana, wtedy nastepuje odblokowanie lampy, ponie¬ waz dodatni biegun wartosci zadanej poprzez odpowiedni uklad polaczen przylozony jest do siatki sterujacej 7.Drugi stopien wzmacniacza pradu stalego pra¬ cuje w normalnym ukladzie wzmacniajacym i jako obciazenie ma uzwojenie pradu stalego transduktora 8, który jest czescia skladowa ze¬ spolu przesuwnika fafeowego. — 2Zespól przesuwnika fazowego sklada sie z mostka RL, przy czym indukcyjnosc stanowi uzwojenie robocze transduktora 8 a czesc omowa mostka opornik 9.Przesuniecie fazowe wywolywane jest w tym przypadku przez zmiane indukcyjnosci, a ta z kolei przez zmiane pradu anodowego lampy 10.Wyjscie tego ukladu mostkowego RL jest umieszczone miedzy obydwoma kondensatora¬ mi 11 oraz miedzy transduktorem 8 i oporni¬ kiem 9. Obwydwa kondensatory 11 tworza je¬ dnoczesnie z opornikiem 12 uklad eliminujacy zaklócajace wyzsze harmonicznie zawarte w napieciu zasilajacym .mostek, które moga przenikac do urzadzenia ze zródla napiecia po¬ przez transformator sieciowy.Podzial napiecia sterujacego pobieranego z mo¬ stka RL i potrzebnego do sterowania lamp pro¬ stowniczych 13 jest dokonywany przez trzy czlo¬ ny fazowe 14, które sa odpowiednio dobrane. Na¬ piecia tych trzech czlonów fazowych wykazujace pomiedzy soba przesuniecia fazowe wynosza¬ ce 120°.Dla uzyskania symetrii napiecia wyjsciowe¬ go zalaczone sa dwa kondensatory 15, przy czym punkt pomiedzy kondensatorami jest po¬ laczony z katodami kolcowymi lamp wzmacnia¬ jacych 16 umieszczonych za czlonami RC, aby otrzymac jednoznaczny punkt odniesienia we¬ wnatrz czlonu przesuwnika fazowego. Trzy na¬ piecia zmienne wytworzone przez odpowiednie czlony RC i przesuniete w fazie zostaja wiec kazde oddzielnie, doprowadzone do siatek steru¬ jacych odpowiednich koncowych lamp wzmac¬ niajacych 16.Transformatory sterujace 17, które przypo¬ rzadkowane sa do poszczególnych lamp prostow¬ niczych, wlaczone sa poprzez czlony filtrujace 18 jako opór zewnetrzny w obwody anodowe koncowych lamp wzmacniajacych 16. Do kazdej lampy 16 dolaczone sa dwa transformatory ste¬ rujace.Poniewaz przy ukladzie mostkowym trójfazo¬ wym musi byc powodowany zawsze zaplon dwóch lamp prostowniczych z przesunieciem fa¬ zowym o 180°. Czlony filtrujace 18 na wyjsciach poszczególnych wzmacniaczy koncowych zabez¬ pieczaja jednoczesnie przed oddzialywaniem za¬ klócen, które moga sie przedostawac z obwodu siatki sterujacej jednej z lamp 13 poprzez pola¬ czone ze soba po stronie pierwotnej transforma¬ tory sterujace 17 do obwodu sterujacej innej lampy 13.Dokladnosc sredniej wartosci stalego napie¬ cia wyjsciowego zalezy w pierwszym rzedzie od stopnia wzmacniania wzmacniacza sterujacego 1.Dalsza cecha wynalazku wynika z urzadzenia manipulacyjnego prostownika.W tradycyjnych prostownikach, nieposiadaja- cych urzadzenia regulacyjnego wedlug wynalaz¬ ku, napiecie blokujace dla siatek lamp z zarzona katoda jest zalaczane bezposrednio lub po¬ srednio za pomoca przekazników lub innych ele¬ mentów przelaczajacych lub odlaczane jest zmienne napiecie sterujace. W polaczeniu z urza¬ dzeniem wedlug wynalazku mozliwe jest elek¬ troniczne sprzegniecie urzadzenia manipulacyj¬ nego z koncowymi lampami wzmacniajacymi 16.Nastepuje to w ten sposób, ze przy zaniku na¬ piecia siatek ekranujacych wzmacniaczy konco¬ wych 16 prad anodowy tych lamp równiez pra¬ wie zanika i na skutek tego wspólczynnik wzmocnienia zbliza sie do zera. Transforma¬ tory sterujace 17 nie przenosza wiec zadnego napiecia zmiennego i lampy generatorowe zo¬ staja zablokowane wskutek istnienia napiecia blokujacego na ich siatkach sterujacych. Mia¬ loby to jednak ten skutek, ze wartosc istnie¬ jaca na wejsciu urzadzenia regulacyjnego da¬ zylaby do zera i wzmacniacz 1 rozpoczalby re¬ gulacje. Wartosc istniejaca nie powróci jednak wskutek regulacji i wzmacniacz 1 zostalby prze- -siterowany. Aby tego uniknac, pierwszy stopien wzmacniacza 1 zostaje przelaczony jednoczesnie ze wzmacniaczami koncowymi 16. Odbywa sie to znowu,przez odjecie napiecia siatki ekranu¬ jacej lampy 7. Do tego celu przewidziany jest przekaznik manipulacyjny 19, który rozwiera wtedy swoje styki. Przekaznik ten umieszczo¬ ny jest na plycie przekaznikowej na zewnatrz urzadzenia regulacyjnego, na rysunku oznaczo¬ ne sa jedynie jego styki.Lacznie z tym urzadzeniem regulacyjnym pra¬ cuje przelacznik elektroniczny, szybko laczacy wedlug patentu NRF 1.071.209, który oddzialy- wuje bezposrednio na koncowe lampy wzmac¬ niajace 16. Zawiera on tyratron 20 z gazem szla¬ chetnym, który dokonuje odlaczenia w bardzo krótkim czasie. W tym celu na wyjsciu prostow¬ nika mierzony jest staly prad anodowy la lam¬ py gwarancyjnej, który przeplywa poprzez nis- koomowy, bifilarnie nawiniety opornik 21, któ¬ ry znajduje sie w uziemionej galezi wyjsciowej.Przy przeplywie pradu wytwarza on spadek na¬ piecia, który przylozony jest biegunem dodat¬ nim do ujemnie spolaryzowanej za pomoca zród¬ la napiecia 22 siatki lampy 20 i przy przekro- — 3 —czeniu z góry okreslonej wartosci powoduje jej zaplon. Poniewaz lampy napelnione gazem posiadaja w stanie zaplonu bardzo maly opór wewnetrzny, wiec w tym przypadku napiecie przed opornikiem 23, 24 zostaje zwarte z po¬ tencjalem katod koncowych stopni wzmacnia¬ jacych. Wskutek tego równiez napiecie siatek ekranujacych lamp 16 staje sie bliskie zeru, stopnie koncowe zostaja wiec zablokowane i lampy prostownicze 13 w prostowniku nie mo¬ ga byc doprowadzone do zaplonu. Poniewaz prad anodowy lampy 20 jest pradem stalym, raz wprowadzony zaplon tej lampy nie moze byc przerwany od strony siatki sterujacej. Wynika z tego, ze lampy prostownicze 13 prostownika pozostaja tak dlugo zablokowane, az przeplyw pradu anodowego zostanie przerwany recznie.Przerwanie pradu anodowego przez lampe 20 nastepuje w tym przypadku wskutek otwarcia styku 19, który przynalezny jest do przekaz¬ nika manipulacyjnego. Nalezy tu mianowicie uruchomic styk manipulacyjny prostownika, znajdujacy sie przy maszynie lub przy apara¬ turze roboczej. Nalezy zwrócic uwage, ze pro¬ stownik moze byc teraz wlaczany tylko swiado¬ mie przez obslugujacego. Przez przelaczenie przekaznika manipulacyjnego jednoczesnie prze- sterowany wzmacniacz pradu stalego 1 zostaje sprowadzony do stanu pierwotnego.Nie potrzeba jednak koniecznie stosowac wy¬ zej opisanego urzadzenia, i mozna tez stosowac srodki, które umozliwialyby przylaczenie pro¬ stownika niezwlocznie po jego odlaczeniu albo tez po pewnym czasie. Mozna to osiagnac np. za pomoca ukladu z ladowaniem kondensatora, przy czym ladujacy sie kondensator jest stosowany jako czesc czlona czasowego. Przez polaczenie z lieznikiem prostownik moze po okreslonej licz¬ bie odlaczen zostac ostatecznie odlaczony.Aby prostownik wylaczac przy okreslonym pradzie anodowym, tyratron 20 moze byc sto¬ sowany tylko dla odlaczenia zwarcia, przy któ¬ rym nie jest jednoznacznie zdefiniowana war¬ tosc pradu zadzialania. A mianowicie dlatego, ze wartosc szczytowa anodowego pradu stalego zmienia sie wraz z wahaniem napiecia w sie¬ ci i tylko wartosc srednia pozostaje stala. W ce¬ lu zabezpieczenia lampy generatorowej jest do¬ datkowo przewidziany spolaryzowany przekaz¬ nik 25, który przelacza prostownik jednoznacz¬ nie przy okreslanej maksymalnie dopuszczalnej sredniej wartosci pradu anodowego. Styk prze¬ laczajacy przekaznika 25 przerywa ujemne na¬ piecie polaryzujace siatki lampy 20 i przyklada jednoczesnie potencjal katody tej lampy do jej siatki sterujacej.Istniejacy poza tym przycisk probierczy 26, który wbudowany jest do plyty czolowej urza¬ dzenia regulacyjnego, sluzy * do sprawdzania szybkiego elektronicznego odlaczania, wykona¬ nego wedlug patentu NRF nr 1.071.209 a oddzia¬ lujacego jak juz opisano, bezposrednio na kon¬ cowa lampe wzmacniajaca 16. Przycisk ten zwiera równiez ujemne napiecie blokujace przy¬ lozone do siatki lampy 20 i wywoluje wskutek tego jej zaplon, a tym samym zablokowanie pro¬ stownika.Oprócz wyzej opisanego sposobu dzialania ist¬ nieje dzieki wejsciom a, b, zastosowanym we wzmacniaczu 1 pradu stalego, dodatkowa mo¬ zliwosc przeprowadzenia poprzez oddzielny po¬ sredni wzmacniacz róznego rodzaju regulacji programowej lub nadaznej na przyklad poprzez pirometr promieniowania, przewidziany w stre¬ fie utwardzania przedmiotu. Do wejsc a, b* mo¬ ga byc tez przylaczone takie czlony dopasowu¬ jace, które poprzez wzmacniacz 1 pradu stalego osiagaja regulacje mocy wielkiej czestotliwosci w stopniu maksymalnym. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Uklad polaczen urzadzenia elektronicznego do sterowania i regulowania prostowników wysokonapieciowych dla przemyslowych urzadzen grzejnych wielkiej czestotliwosci, znamienny tym, ze zawiera przylaczony do wyjscia prostownika znany dzielnik napiecia (2) sprzezony z dwustopniowym wzmacnia¬ czem pradu stalego (1) w taki sposób, iz na¬ piecie wyjsciowe dzielnika napiecia (2) i napiecie nastawnika wartosci zadanej (3) na wejsciu wzmacniacza pradu . stalego (1) przeciwdzialaja sobie wzajemnie oraz, ie pierwszy stopien wzmacniacza pradu stalego (1) jest polaczony z lampa (7) poprzez uklad mostkowy, u wyjscia którego znajduje sie obwód siatki drugiej lampy (10), której opor¬ nik zewnetrzny tj. uzwojenie pradu stalego transduktora (8) jest czescia skladowa utwo¬ rzonego z pieciu czlonów fazowych (8, 9, 11, 14, 15) mostu przesuwnika fazowego, przy czym znajdujace sie za urzadzeniem prze¬ suwnika fazowego koncowe lampy wzmacnia¬ jace (16) sa polaczone kazda poprzez dwa przeciwsobmie wlaczone transformatory izo¬ lacyjne (17), sluzace jako opornik zewnetrz- — 4 —ny, z obwodami siatek przynaleznych lamp prostowniczych (13), Uklad polaczen wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wzmacniacz pradu stalego (2) jest zaopatrzony w dodatkowe wejscia (a, b) do których przylaczone sa oddzielne czlony regu¬ lacji nadaznej, które sa polaczone na przy¬ klad z pirometrem promieniowania, umiesz¬ czonym w poblizu strefy utwardzania przed¬ miotu obrabianego. VEB Werkzeugmaschinenfabrik „Hermann Schlimme" Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy Fi3 iDo opisu patentowego nr 46966 lE T i L jm ti %2 £G „Ruch" W-wa, zam. 380-63, naklad 100 egz, PL