SU1095456A1 - Нагревательна резистивна установка - Google Patents

Abstract

1. НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ РЕЗИСТИВНАЯ УСТАНОВКА, содержаща  по меньшей мере одну дискретно регулируемую секцию нагревателей, подключенную к источнику питани  преимущественно в виде регулируемого автотрансформатора , снабженного электроприводом и коммутирующими элементами изменени  напр жени  Больше и Меньше с саЗадание моблокирующимис  реле на входах, одну плавно регулируемую секцию нагревателей , подключенную к тому же источнику питани  через силовой блок тиристорного преобразовател , снабженного формирователем импульсов с блоком регулировани , регул тор электротехнологического режима, к одному входу которого подключен задатчик, к другому - датчик электротехнологического параметра, а к выходу подсоединены разнопол рные входы включени  реле и вход блока регулировани  тиристорного преобразовател , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности стабилизации и надежности работы при изменении ве (Л личины сопротивлени  секций нагревателей , выход блока регулировани  тиристорного преобразовател  подключен к входам реле через цепочки из фильтра и отсекающего диода. со ел ел 35

Description

1095456

2. Установка по п. 1, о т л и ч а- метра использован датчик общей ю щ а   с   тем, что в качестве дат- мощности всех секций нагреватечика электротехнологического пара- лей.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  стабилизации электротехнологического режима установок резистивного нагрева.

Известно устройство дл  стабилизации режима установки резистивного нагрева, содержащее секцию нагревателей , подключенную к сети через регулируемый автотрансформатор с электроприводом , датчик контролируемой величины, выход которого через электронный регул тор подключен к электроприводу .

Недостатком устройства  вл етс  низка  надежность его электромеханической части, котора  снижаетс  по мере повышени  статической точности регул тора и увеличени  частоты включений электропривода.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  нагревательна  резистивна  установка, содержаща  по меньшей мере одну дискретно регулируемую секцию нагревателей , подключенную к источнику питани  преимущественно в виде регулируемого автотрансформатора, снабженного электроприводом и коммутирующими элементами изменени  напр жени  Больше и Меньше с самоблокирующимис  реле на входах, одну плавно регулируемую секцию нагревателей, подключенную к тому же источнику питани  через силовой блок тиристорного преобразовател , снабженного формирователем импульсов с блоком регулировани , регул тор электротехнологического режима, к одному входу которого подключен задатчик, к другси«гу - датчик электротехнологического режима, а к выходу подсоединены разнопол рные входы включени  реле и вход блока регулировани  тиристорного преобразовател  2J.

Недостатком этих устройств  вл  етс  необходимость п лит-   достаточно первой секции нагревателей, по крайней мере на 50% мощнее любой другой отключаемой секции.При нарушении этого услови  трудно добитьс  устойчивой работы устройства в режимах минимальной и максимальной мощностей первой секции, поэтому приходитс  примен ть или мощный преобразователь и небольшое число коммутирующих элементов и других секций нагревателей, или маломощный преобразователь при очень большом числе коммутирующих элементов и других секций нагревателей .

Кроме того, при переключении дискретно регулируемых секций наиболее целесообразно находитьс  на середине возможностей плавно регулируемой секции, что уменьшает количество переключений дискретных секций, а следовательно , и надежность установки. При эксплуатации установки сопротивление нагревателей мен етс , поэтому в известных установках с фиксированным соотношением мощностей секций нагревателей невозможно обеспечить посто нный выход на середину мощнос|ги плавно регулируемой секции, что снижает точность стабилизации режима.

Цель изобретени  - повьшение точности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в нагревательной резистивной установке , содержащей по меньшей мере

одну дискретно регулируемую секцию нагревателей, подключенную к источнику питани  преимущественно в виде регулируемого автотрансформатора, снабженного элeктpoпpj вoдoм и коммутирующими элементами изменени  напр жени  Больше и Меньше с самоблокируюпщмис  реле на входах, одну плавно регулируемую секцию нагревателей, подключенную к тому же источнику питанин через силовой блок тиристорного преобразовател , снабженного формирователем импульсов с блоком регулировани , регул тор электротехноло- гнческого режима, к одному входу которого подключен задатчик, к другому датчик электротехнологического параметра , а к выходу подсоединены разнопол рные входы включени  реле и вход блока регулировани  тиристорного преобразовател , выход блока регулировани  тиристорного преобразовател  подключен к входам отключени  реле через цепочки из фильтра и отсекающего диода. Кроме того, в качестве датчика электротехнологического параметра использован датчик общей мощности всех секций нагревателей. На фиг. 1 приведена схема установки; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие ее работу. Нагревательна  резистивна  установка включает печь сопротивлени  1, содержащую по меньшей мере одну секцию нагревателей 2, подключенную через регулируемый автотрансформатор 3 с электроприводом 4 и коммутирующими элементами (контакторами) изменени  напр жени  Больше (Б) и Меньше (М) 6 с самоблокирующимис  реле соответственно 7 и 8 на входах датчик контролируемого электротехнологического параметра 9 (на фиг.1 включен как датчик общей мощности), вьгход которого через блок электротехнологического режима, например электронный регул тор 10 (на фиг. 1 выполнен интегральным) подключен к разнопол рным входам включени  11 этих реле 7 и 8, в цепь другой секции нагревателей 12 включен тиристорный преобразователь переменного напр жени  с силовым блоком 13, формирователем импульсов 14 и блоком регулировани  15, при этом вход этого блока подключен к выходу электронного регул тора, а выход подключен к входу формировател  импульсов и через фильтры 16.и 17 и отсекающие диоды 18 и 19 к входам отключени  20 реле 7 и 8. I На фиг. 2 показаны диаграммы напр жений в разных точках устройства и - на выходе автотрансформатора 3 0 - на выходе силового блока 13, У - на выходе датчика общей мощнос ти 9, и4 - на выходе электронного р гул тора 10, и5 - на выходе блока р гулировани  15, И - на выходе филь тра 16, и. - на выходе реле 7. Режим установки 1 определ етс  общей мощностью Bqex секций нагревателей 2 и 12, при этом контролируемой величиной может быть температура в точке, давление внутри автоклава, обща  мощность всех секций нагревателей , котора  (фиг. 1) измер етс  датчиком 9. При заданном напр жении на вторичной стороне автотрансформатора 3 с действующим значением U тиристорный преобразователь с силовым блоком 13 может сколь угодно плавно измен ть общую мощность всех секций Р от минимального значени  Р, при.отключенных тиристорах до максимального Р„. при включенных: Р }., X, R (, , 2 1-2 где R2 1 сопротивлени  секций нагревателей 2 и 12. Стабилизаци  мощности внутри диапазона Р .р Р(2) .01ие - Осуществл етс  фазовым или показанным на диаграмме Ug (фиг. 2) импульсным способом, что зависит только от схемы блока 15. При стабилизации мощности внутри указанного диапазона (2) импульсным способом (фиг. 1 и фиг. 2 слева до скачка напр жени , сети) разность напр жений задани  и выхода датчика мощности (фиг. 2) интегрируетс  электронным регул тором 10 и при достижении вы ходным напр жением U порогов регулирующего устройства 15 осуществл ет включени  - отключени  тиристоров силового блока 13 (см. напр жение Uj ) напр жением на его выходе U- . Отношение времени включенного состо ни  (фиг. 2) к периоду Т определ ет скважность импульсного регулирова1 Т -(3) и глубину регулировани  мощности ,Д т--0- +и 13 «2 Л2 Например, на фиг. 2 слева У 3/4. Пока диапазона изменени  мощности (1)-(4) с.екции нагревателей 12 хватает дл  стабилизации общей мощности электропривод 4 автотрансформатора 3 остаетс  выключенным. Когда диапазона (1)-(4) оказываетс  недостаточно дл  стабилизации контролируемой величины, тиристоры силового блока либо полностью.. 5 отключаютс  ( 0}, либо полностью включадатс  (X 1), как это показане на фиг. 2 после скачка напр жени  сети. Если этого оказываетс  недостаточно дл  стабилизации на заданном уровне, напр жение U4 на выходе элек тронного регул тора 10 выходит за пределы порогов блока 15 и достигает jnopora включени  реле 7 или 8, которые соответственно включают контак торы 5 или 6 вращени  электропривода 4 в сторону увеличени  или уменьшени  напр жени  на выходе автотранс форматора 3. Реле 7 и 8 за счет положительной обратной св зи выполнены самоблокирующимис  или с гистерезисом и остаютс  включенными и пос ле того, как напр жение U на выходе электронного регул тора из-за нзменени  напр жени  автотрансформатора достигнет порогов блока 15 и начнетс  процесс импульсного регулировани  напр жени  Un (фиг. 2 справа). Реле 7 включает катушку контактора 5 при достижении напр жением U положительного порога, потому что катушка подключена одним выводом к отрицательному напр жению -Е, а реле 8 включает катушку контактора 6 при достижении напр жением U отрицательного порогаэ потому что катушка подключена к +Е. Таким образом входы включени  11 - разнопол рные. Отключение (разблокирование) реле 7 и 8 осуществл етс  через входы отключени  20, в цепи которых включены гораздо меньшие сопротивлени , чем в цепи входов включени  11. Напр жение DC с выхода блока 15 фильтруетс  il/ фильтрами 16 и 17 и через разнопол рно включенные отсекающие диоды 18 и 19 подаютс  на входы отключени  20. Отключение происходит в момент времени, когда при работе и электропривода автотрансформатора и тиристорного преобразовател  напр жение выходе фильтра 16 (в примере на фиг. 2 справа) сменит знак и через диод 18 и вход отключени  20 отк.гаочит реле 7. Нуль напр жени  на выходе фильтров 16 и 17 получаетс  при нулевом среднем значении напр жени  и5 на входе, а это соответствует величине (3),5. Таким образом , отключение электропривода 4 автотрансформатора 3 происходит при работе тиристорного преобразовател  примерно на середине регулировочной характеристики при (фиг, 2 56& |справа). Это  вл етс  гарантией того , что следующее включение электропривода автотрансформатора произойдет только при существенном измене уровн  стабилизируемой мощности на величину более чем половина мощности нагревателей секции 12 ДР 0,5 П в любую сторону. При отключении электропривода автотрансформатора в моментработы преобразовател  с или - 1 сколь угодно малое возмущение в соответствующую сторону привело бы к насыщению преобразовател  ( /J О или 1) и повторному включению электропривода, а это снижает надежность электромеханической части устройства. Следует отметить, что выход на середину регулировочной характеристики секции 12 будет происходить при изменении сопротивлени  этой секции относительно сопротивлений секции 2. Устройство (фиг. 1) можно наиболее эффективно примен ть в режимах стабилизации , а не, например, программного изменени  контролируемой величины. Так, если основным возмзпщением  вл    колебани  напр жени  сети лО , то определив приращение общей мощ|Ности из формулы (4) и приравн в его . Р 2.и..у.и...ГО(6) при )j 0,5 и, uU R,2--0. . 0,25RСоответственно установленна  мощность нагревателей секций 2 и 12 P,,-4P,(8) При нормальном дл  промьшленных сеiUi , теи значении -,т- 1% мощность нагревателей секции 12 и тиристорного преобразовател  составл ет 4% мощнсУсти нагревателей секции 2 и автотрансформатора 3. Таким образом, при относительно небольшой мощности преобразовател  и, соответственно, небольших затратах на него устройство может осуществл ть стабилизацию режима установки резистивного нагрева астатически (при выполнении электронного регул тора 10 интегральным) и почти без включений электропривода автотрансформатора . Вредное воздействие

гармоник тока преобразовател  на сеть получаетс  минимальным из-за относительно небольшой мощности преобразовател . Предлагаемое устройство может аналогично работать и при 5 ри автоклава и др.

выполнении тиристорного преобразовател  с фазовым способом регулировани , а также при контроле других параметров: температуры, давлени  внут

Claims (2)

1. НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ РЕЗИСТИВНАЯ УСТАНОВКА, содержащая по меньшей мере одну дискретно регулируемую секцию нагревателей, подключенную к источнику питания преимущественно в виде регулируемого автотрансформатора, снабженного электроприводом и коммутирующими элементами изменения напряжения Больше и Меньше с са- моблокирующимися реле на входах, одну плавно регулируемую секцию нагревателей, подключенную к тому же источнику питания через силовой блок тиристорного преобразователя, снабженного формирователем импульсов с блоком регулирования, регулятор электротехнологического режима, к одному входу которого подключен задатчик, к другому - датчик электротехнологического параметра, а к выходу подсоединены разнополярные входы включения реле и вход блока регулирования тиристорного преобразователя, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности стабилизации и надежности работы при изменении величины сопротивления секций нагревателей, выход блока регулирования тиристорного преобразователя подключен к входам реле через цепочки из фильтра и отсекающего диода.

SU_m, 1095456 >

2. Установка по π. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве датчика электротехнологического пара метра использован датчик общей мощности всех секций нагревате· лей.