SU1372630A1 - Магнитодинамическа установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - повьше- ние производительности установки путем првышени  точности поддержани  Я 8 С заданного сдвига фаз токов индуктора и электромагнита. Устройство содержит индуктор (И) 1, электромагнит (ЭМ) 2, батарею компенсирующих конденсаторов 3 и 4 И 1 и ЭМ 2 соответственно с блоками управлени  5 и 6. ЭМ 2 включен в сеть на отстающую фазу по отношению к фазе И 1. Датчики напр жени  7 и 8 И 1 и ЭМ 2 соединены с фазовращающим блоком 9, который через блок выделени  разности фаз напр жений 10 соединен с блоками управлени  11 и 12 реактивными элементами И 1 и ЭМ 2. При переключении ступеней напр жени  ЭМ 2 срабатывание реактивного элемента 13 регулируемой мощности И 1 блокируетс  в блоке 6 до выполнени  услови  сн ти  рассогласовани . Аналогично производитс  сн тие рассогласовани  при отклонении , сдвига фаз токов а И1 .6 ил. § (Л Од to О5 00

Description

f

ff

/2

1 1

Изобретение относитс  к электротермии и может быть использовано в установках дл  плавки и раздачи металла .

Цель изобретени  - повышение производительности установки путем повышени  точности поддержани  заданно го сдвига фаз токов индуктора и элек тромагнита.

На фиг.1 изображен векторна  диа грамма напр жений на электромагнитных системах магнитодинамической установки; на фиг.2 - принципиальна  схема магнитодинамической установки; на фиг.З - схема фазовращающего блока; на фиг.4 - схема блока выделени  знака и разности фаз напр жений; на фиг.З - схема блока управлени  реактивным элементом регулируемой мощное ти; на фиг.6 - схема блока управлени  компенсирующей регулируемой конденсаторной батареей.

Установка состоит из индуктора I, электромагнита 2, батарей компенсирующих конденсаторов 3 и 4 индуктора и электромагнита, блоков 5 и 6 управлени  батаре ми конденсаторов, датчиков 7 и 8 напр жени  (трансформаторов напр жени ) индуктора 1 и электромагнита 2, фазовращающего блока 9, блока 10 вьщелени  знака и разности фаз напр жений, блоков 11 и 12 управлени  реактивными элементами 13 и 14 регулируемой мощности индуктора 1 и электромагнита 2.

Индуктор 1, компенсированный включенной параллельно ему компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов 3, последовательно с реактивным элементом 13 регулируемой мощности индуктора включен на опережающее напр жение питающей сети, например , по сравнению с тем, на которое включен электромагнит 2, компенсированный включенной параллельно ему компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов 4, последовательно с реактивным элементом 14 регулирующей мощности электромагнита, например Цд. Параллельно индуктору 1 включен трансформатор 7 напр жени , а параллельно электромагниту 2 - трансформатор 8 напр жени , выходы которых соединены с фазовращающим блоком 9, выход которого соединен с блоком 10 выделени  знака и разности фаз напр жений , один выход которого соединен с блоком 11 управлени  реактивным

726302

элементом регулируемой мощности индуктора , а другой выход соединен с блоком 12 управлени  реактивным элементом электромагнита. Выход блока 11 управлени  реактивным элементом регулируемой мощности индуктора соединен с реактивным элементом 13 регулируемой мощности индуктора. Выход

10 блока 12 управлени  реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита соединен с реактивным элементом 14 регулируемой мощности электромагнита . Выход блока 5 управлени 

15 компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов индуктора соединен с компенсирующей батареей конденсаторов 3 индуктора, а выход блока 6 управлени  компенсирующей регулируемой 20 батареей конденсаторов электромагнита - с компенсирующей батареей конденсаторов 4 электромагнита.

Фазовращающий блок 9 (фиг.З) содержит фазовращайщую цепочку, обра25 зованную резисторами 15 и 16 и конденсатором 17, включенную в цепь трансформатора 7 напр жени  индуктора , а также фазовращающую цепочку, образованную резистором 18 и конденЗС сатором 19. Один вывод конденсатора 19 соединен с резистором 18 и вторым входом блока 10 вьщелени  знака и разности фаз напр жений, а другой вывод - с землей, с которой также

35 соединен один вывод резистора 16, второй вывод которого соединен с включенными параллельно резистором 15 и конденсатором 17 и первым входом блока 10 выделени  знака и раз40 ности фаз напр жений.

Блок 10 выделени  знака и разности фаз напр жений (фиг.4) выполнен на базе логических элементов, выполн ющих функцию ИЛИ-НЕ, серии Т, со45 держит первый вход, последовательно с которым включен диод, резистор 20, релейный элемент 21, элемент 22, выход которого соединен с первыми входами элементов 23-25, а также второй

50 вход, последовательно с которым включен другой диод, резистор 26, релейный элемент 27, элемент 28, выход которого соединен с вторыми входами элементов 23 и 24 и первым входом

gg элементов 29, выход последнего соединен с вторым входом элемента 25, выход которого соединен с вторым входом элемента 29 и третьим входом элемента 24. Выход элемента 24 соединен

с третьим входом элемента 23, а также с вторым входом блока 11 управлени  реактивным элементом регулируемой мощности индуктора и первым входом блока 12 управлени  реактивным элементом регулируемой мощности элек . тромагнита. Выход элемента 23 соединен с первым входом блока 11 управлени  реактивным элементом регулируемой мощности индуктора и вторым входом блока 12 управлени  реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита.

Блок 11 управлени  реактивной мощности индуктора (фиг.5) содержит два входа, в цепи которых включены размыкающие контакты 30 и 31 реле 32, наход щегос  в блоке 6 управлени  кому тирующей регулируемой батареей конденсаторов электромагнита (фиг.6). В цепи первого входа контакт 30 соединен с вторым входом элемента 33, выход которого соединен с вторым входом элемента 34, выход элемента 34 соединен с первым входом элемента 33 входом элемента 35 и первым входом элемента 36, В цепи второго входа блока 1 упра1влени  реактивным элементом регулируемой мощности контакт реле 31 соединен с первым входом элемента 37, выход которого соединен с вторым входом элемента 38, выход которого соединен с входом элемента 39 и вторыми входами элементов 36 и 37. Выход элемента 36 соединен с входом элемента 40, который соединен с входом элемента 41 и входом элемента 42, выход последнего соединен с первым выводом конденсатора 43, второй вывод которого соединен с входом элемента 44, выход которого соединен с выводом конденсатора 45, второй вьшод которого соединен с входом элемента 46, выход которого соединен с третьим входом элемента 34 и первым входом элемента 38. Выход элемента 4I соединен с входом элемента 47 (триггера), первый выход которого соединен с вторым входом элемента 48 и вторым входом элемента 49, а второй выход - с первым входом элемента 50, входом элемента 51 и третьим входом элемента 52. Выходы элементов 48 и 50 соединены с входом элемента 53 (триггера), пер- вьш выход которого соединен с вторым входом элемента 54 и третьим входом элемента 49, а второй выход - с пер0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вым входом элемента 55, входом элемента 56 и вторым входом элемента 52. Выходы элементов 54 и 55 соединены с входом элемента 57 (триггера), первый выход которого соединен с первым входом элемента 49, а второй выход которого соединен с входом элемента 58 и первым входом элемента 52. Выход элемента 52 соединен с третьим входом элемента 38, а выход элемента 49 - с первым входом элемента 34. Выходы элементов 51,56 и 58 соединены с первыми выводами катушек контакторов соответственно 59-61, вторые выводы которых соединены с землей. Выход элемента 35 соединен с первыми входами элементов 48 и 54, а выход элемента 39 - с вторыми входами элементов 50 и 55. Блок управлени  реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита вьшолн етс  аналогично.

Блок управлени  компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов электромагнита (фиг.6) содержит переключатель 62 ступеней, к которому подведена одна фаза питающей сети (А), первые три вывода которого, соответствующие первой, второй и третьей ступен м, соединены с входом реле 63 времени, входом реле 32, замыкающим контактом 64 реле 63 и первым замыкающим контактом 65 реле 66, причем оба контакта соединены с ка- тушкой реле 66, вторые три вывода переключател  62 ступеней, соответствующие первой, второй и третьей ступен м, соединены с первыми конца ми катушек контакторов 67-69 соответ- ственно вторые концы которых соединены с вторым замыкающим контактом 70 реле 66. Вторые концы катушек реле .63,66 и 32 и контакта 70 соединены с другой фазой питающей сети (В). Блок управлени  компенсирующей регулируемой батареей конденсаторов индуктора выполн етс  аналогично.

Установка работает следующим образом .

При включении устройства управлени  магнитодинамической установки при оптимальной разности фаз между напр жени ми на ее электромагнитных системах сигналы с соответствующих трансформаторов 7 и 8 напр жени , пропорциональные напр жени м на индукторе и электромагните, поступают на вход фазовращающего блока 9

(фиг.З). При этом фазовращающие цепочки , одна из которых (15-17) позвол ет обеспечить опережающий угол напр жени  по сравнению с входным, а друга  (18 и 19) - отстающий, а также фазировка вторичных обмоток трансформаторов напр жени  позвол ют сдвинуть напр жени  на электромагнитных системах I и 2 таким образом, что на выходе фазовращающих цепочек разность фаз между ними приблизительно равна нулю (отличающеес  от нул  на величину зоны нечувствительности t 8 по

фазовому углу, определ емой сопротив- j втора  из триггера 53 и импульсных

лением резисторов 20, 26). После диодов , включенных последовательно каждому входу фазовращающего блока 9, на вход логических релейных элементов 21 и 27 поступают полусинусоиды напр жений U, и U. На входе элементов формируютс  последовательности импульсов, длительность которых отличаетс  от Т на величину зоны нечувствительности 5 , которай зависит от напр жени , срабатывани  релейных элементов 21 и 21 к амплитуды полусинусоид . Элементы 22, 28, 23 и 24 образуют схему И. Поэтому при Q)p 5 сигналь на выходе элементов 23 и 24 отсутствуют. При ручном переключении ступени напр жени  переключателем 62 (фиг.6), например на вторую ступень, срабатывает реле 63 и 32. Последнее с помощью установленного в блоке управлени  реактивным элементом регулируемой мощности электромагнита размыкают контакты в цепи входов, чём блокируетс  срабатывание блока. После срабатывани  реле 63 времени с вьщержкой времени замыкаетс  его контакт 64, чем обеспечиваетс  срабатывание реле 66, катушка которого питаетс  через первый замыкающий контакт 65, а через второй замыкающий контакт 70 обеспечивает срабатывание катушки контактора 68. При включении контак- тором дополнительной компенсирующей батареи конденсаторов напр жение и (фиг.1) займет положение Uj, отли- чшощеес  на угол -oi. При этом фаза напр жени  индуктора отстает на угол ос от фазы напр жени  электромагнита у . При условии по вл етс  сигнал рассогласовани . Элементы 29 и 25 образуют схему ПАМЯТЬ, служат дл  определени  знака отклонени  фазового угла. Так импульс на выходе элемента 28 по витс  раньше импульса

20

25

30

элементов 54 и 55 и т.д. (количеств  чеек соответствует необходимому ко личеству ступеней напр жени  реакти ного элемента регулируемой мощности Счетчик осуществл ет переключение ступени контактором при подаче сигн ла на входной элемент 41 и наличии нулевого потенциала на одной из шинок знака. В результате произойдет переключение ступеней напр жени  ре активного элемента в сторону уменьш ни  на одну ступень. Если после это го сигнал рассогласовани  существуе переключение ступеней в сторону уменьшени  осуществл етс  до тех по пока не исчезает сигнал рассогласов ни  и не выполн етс  условие oi- , т.е. разность фаз напр жений на эле тромагнитных системах не станет рав 35 ной (fip и вектор напр жени  займет п ложение и. Конечное ограничение пе реключени  ступеней напр жени  реак тивного элемента регулируемой мощно ти (в нашем случае регулируемой бат реи конденсаторов 13) осуществл етс элементами 49 и 52, один из которых блокирует ПАМЯТЬ цепи увеличени  ст пени напр жени , когда все конденса торы регулируемой батареи конденсат ров 13 включены, а второй блокирует ПАМЯТЬ цепи уменьшени  ступени напр жени , когда все конденсаторы отклю чены. Выключение пам ти после осуществлени  переключени  осуществл е с  цепью задержки, выполненной на элементах 42-46. Запуск цепи задерж ки осуществл етс  сигналом с выхода элемента 40. Сигнал на выходе элеме та 46 по вл етс  через промежуток времени, определ емый временем пере зар да конденсатора 43 и выключает ПАМЯТЬ. Сигнал существует в течение времени перезар да конденсатора 45,

40

45

50

55

на выходе элемента 22. При этом ПАМЯТЬ включаетс  и блокирует элемент 23. Сигнал, по вл ющийс  на выходе элемента 27, запоминаетс  схемой ПАМЯТЬ, выполненной на элементах 33- 34, что приводит к по влению сигнала на входе элемента 36 и по влению нулевого потенциала на элементе 35, т.е. на шинке знака. Далее сигнал через элемент 40 и 41 поступает на реверсивный двоичный счетчик, перва   чейка которого состоит из триггера 47 и импульсных элементов 48 и 50,

0

5

0

элементов 54 и 55 и т.д. (количество  чеек соответствует необходимому количеству ступеней напр жени  реактивного элемента регулируемой мощности). Счетчик осуществл ет переключение ступени контактором при подаче сигнала на входной элемент 41 и наличии нулевого потенциала на одной из шинок знака. В результате произойдет переключение ступеней напр жени  реактивного элемента в сторону уменьшени  на одну ступень. Если после этого сигнал рассогласовани  существует, переключение ступеней в сторону уменьшени  осуществл етс  до тех пор, пока не исчезает сигнал рассогласовани  и не выполн етс  условие oi- , т.е. разность фаз напр жений на электромагнитных системах не станет рав- 5 ной (fip и вектор напр жени  займет положение и. Конечное ограничение переключени  ступеней напр жени  реактивного элемента регулируемой мощности (в нашем случае регулируемой батареи конденсаторов 13) осуществл етс  элементами 49 и 52, один из которых блокирует ПАМЯТЬ цепи увеличени  ступени напр жени , когда все конденсаторы регулируемой батареи конденсаторов 13 включены, а второй блокирует ПАМЯТЬ цепи уменьшени  ступени напр жени , когда все конденсаторы отключены . Выключение пам ти после осуществлени  переключени  осуществл етс  цепью задержки, выполненной на элементах 42-46. Запуск цепи задержки осуществл етс  сигналом с выхода элемента 40. Сигнал на выходе элемента 46 по вл етс  через промежуток времени, определ емый временем перезар да конденсатора 43 и выключает ПАМЯТЬ. Сигнал существует в течение времени перезар да конденсатора 45,

0

5

0

5

после чего входные цепи возвращаютс  в исходное состо ние.

При переключении переключател  62 на первую ступень срабатывает кон- тактор 67 (фиг.6). Вектор U займет положение U, . При этом угол рассогла- совани  станет ci S и аналогично отрабатываетс  схемой в сторону увеличени  ступени напр жени  реактивного элемента регулируемой мощности (регулируемой батареи конденсаторов) до выполнени  услови  oi.S, когда вектор напр жени  займет положение U, .

Аналогично работает схема и при переключении ступеней напр жений электромагнита. При этом срабатывание реактивного элемента регулируемой мощности индуктора 13 блокируетс  контактами реле расположенного в блоке 6 управлени  компенсирующей регулируемой батареи конденсаторов электромагнита.

Установка позвол ет повысить производительность магнитодинамической установки за счет повьппени  электромагнитного давлени  в активной зоне магнитодинамической установки, позвол ет снизить потери электрической энергии, потребл емой магнитодинами- ческой установкой с устройством управлени  .

. -

-V.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Магнитодинамическа  установка, содержаща  по меньшей мере один индуктор и электромагнит, снабженные регул торами напр жени  и подключенные к трехфазной сети, причем электромагнит подключен к фазе, отстающей от фазы индуктора, и включенные параллельно индуктору и электромагниту батареи компенсируюш х конденсаторов , снабженные блоками управлени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности установки путем повышени  точности поддержани  заданного сдвига фаз токов индуктора и электромагнита регул торы напр жени  вьтолнены в виде .реактивных элементов с блоками управлени , включенных соответственно последовательно индуктЪру и электромагниту , а установка снабжена блоком выделени  разности и знака фаз напр жений индуктора и электромагнита , выходы которого подключены к входам блоков управлени  регул торов напр жени , а вход - к выходу введенного фазовращающего блока, входы которого соединены с выходами введенных датчиков напр жени  индуктора и электромагнита.

   15

   п

   Ю

   -

   -V.

   /9

   К 6jfOf t/S

   /в

   фиг.З

   2021

   f 6мК

   26 2729

   4

   vJ/

   l-.%4fflj

   23

   &

   dJiOKf/fi

   21/

   yJOK(/ f2

   25

   УИЬ

   28

   иг.

   .5

   Фи1.б