SU555392A1

SU555392A1 - Automatic heating power controller

Info

Publication number: SU555392A1
Application number: SU2048143A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Сирота; Михаил Алексеевич Козловский; Геннадий Григорьевич Шкатуло; Николай Николаевич Струков
Original assignee: Институт Физики Твердого Тела И Полупроводников Ан Белорусской Сср
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1977-04-25

Description

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОВДОСГИ НАГРЕВА(54) AUTOMATIC REGULATOR MOVDOSGI HEATING

Изобретение касаетс автоматических систем регулировани электрической мощности, в частаос: тн автоматичеосого регулировани мощности нагрева в камере высокого давлени при производстве сверхтвердых материалов. ДЬ устойчивого протекани синтеза необходамо , чтобы температура в реакционной зоне камеры высокого давлени не выходила за определенные гранищ , что, может быть достигнуто путем i автоматического регулировани мощности нагрева : реакционной зоиы на заданном уровне с требуемой степенью точности. Известны устройства, предназначенные дл регулировани мощности нагрева в камерах высокого давлени . Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс регул тор, позвол юший производить автомаппеское регулирование мощносга нагрева в пределах 2-7 кВт с основной погрешностью . Он состсжт из усилителей магнитного н посто нного тока, блоков питани и защиты, трансформаторов пагрузочного и тока, и преобразовател мощности, содержащего два разв зывающих трансформатора, подключенных первичными обмотками через подстроечные потенциометры один - к нгц-рузке, а другой - к резистору, включенному в, обмотку трансформатора тока. Вторичные обмотки разв зьюающих трансформаторов подключены к выпр мител м со сглаживающими фильтрами, на выходе которых установлены логарифмируюцще чейки, работающие по принципу кусочно-линейной аппроксимации . Вых6да 1 логарифмирующих чеек соединены разнонккнными полюсами. Вькодным напр жением преобразовател мощности вл етс сумма логарифмов двух напр жений, пропорциональных напр 5«нню на нагрузке и току в ней.Поскольку сумма логарифмов двух величин равна логарифму их произведени , выходное найр женне преобразовател мющноста нагрева пропорционально мощности нагрева. Известный регул тор работает по принципу замкнутой системы автоматического регулировани . Одаако вьШолнение схемы преобразовател мощности с использованием логарифмирующих чеек имеет р д существенных недостатков. К ним относмтс повышенна степень сложности регул тора при отиоштелыю невысокой точности регулировани . Кусочно-линейна аппрокотм ои дает лишьThe invention relates to automatic systems for regulating electric power, in part: an auto-regulating power of heating in a high-pressure chamber during the production of superhard materials. The steady flow of the synthesis requires that the temperature in the reaction zone of the high pressure chamber does not go beyond certain limits, which can be achieved by automatically adjusting the heating power: the reaction zone at a given level with the required degree of accuracy. Devices are known for controlling the heating power in high-pressure chambers. The closest in technical essence to the proposed is the regulator, which allowed to make automatic adjustment of the heating power within 2-7 kW with a basic error. It consists of magnetic and direct current amplifiers, power and protection units, load and current transformers, and a power converter containing two isolating transformers connected by primary windings through trimmer potentiometers one to a ngz box and the other to a resistor connected in, the current transformer winding. The secondary windings of the developing transformers are connected to rectifiers with smoothing filters, the output of which is equipped with logarithmic cells operating on the principle of piecewise linear approximation. Output 6 and 1 logarithmic cells are connected by different poles. The initial voltage of the power converter is the sum of the logarithms of two voltages proportional to the voltage of 5 "on the load and current in it. Since the sum of the logarithms of two quantities is equal to the logarithm of their output, the output of the heating converter is proportional to the heating power. The known regulator works on the principle of a closed automatic control system. However, the implementation of a power converter circuit using logarithmic cells has a number of significant drawbacks. These relate to the increased degree of complexity of the regulator when the body has a low accuracy of adjustment. Piecewise linear approximation only gives

приближенные значени логарифмов величины, что существенно снижает точность регулировани . Сигнал на выходе преобразовател мощности имеет относительно малую величину, поэтому в регул торе используют сложный усилитель. Кроме того, при массовом производстве оверхтвердых материалов применение такого .регул тора неэфф ктивно , поскольку в этом случае сопротивление нагрузки измен етс в узких пределах, не более чем в 1,5 раза, что позвол ет замен ть сложение логарифмов величин, соответствующих току в нагрузке и напр жению на ней, сложением самих этих величин.approximate values of logarithms of magnitude, which significantly reduces the accuracy of the adjustment. The signal at the output of the power converter has a relatively small value; therefore, a complex amplifier is used in the controller. In addition, in mass production of superhard materials, the use of such a regulator is ineffective, since in this case the resistance of the load varies within narrow limits, not more than 1.5 times, which allows replacing the addition of the logarithms of the values corresponding to the current in the load. and the voltage on it by adding these quantities themselves.

Целью изобретени вл етс упрощение регул тора .The aim of the invention is to simplify the controller.

Это достигаетс тем, что конец первичной обмотки трансформатора напр жени подключен к вьЕХОдному зажиму через резистор, зашунтированный вторичной обмоткой трансформатора тока включенной в противофазе с вторичной обмоткой силового трансформатора.This is achieved by the fact that the end of the primary winding of the voltage transformer is connected to the higher voltage terminal through a resistor shunted by the secondary winding of the current transformer connected in opposite phase with the secondary winding of the power transformer.

Функциональна схема автоматического регул тора мощности нагрева в камере высокого давлени представлена lia чертеже.The functional diagram of the automatic control of the heating power in the high-pressure chamber is shown in lia drawing.

Предложенный регул тор представл ет собой стационарный прибор, устанавливаемый на пульте управлени прессовой установки и подключаемый к ее электросхеме, состо щий из силового трансформатора 1, первична обмотка которого соединена через магнитный усилитель 2 со входными зажимами, а вторична обмотка - через трансформатор тока 3 с выходными зажимами, к которым подключено нагрузочное сопротивление 4. 1ервична обмотка трансформатора напр жени 5 соеданена с выходными зажимами одним концом непосредственно, а другим - через резистор 6, зашунгированный вторичной обмоткой трансформатора тока 3. Вторична обмотка трансформатора напр жени 5 соединена с усилителем FiocTOHHiioro тока 7, имеющим задатчик, через преобразовательный каскад 8. Последний представл ет собой выпр митель с интегрирующей чейкой на выходе.The proposed controller is a stationary device mounted on the press unit control panel and connected to its electrical circuit, consisting of a power transformer 1, the primary winding of which is connected through a magnetic amplifier 2 to the input terminals, and the secondary winding through a current transformer 3 with output the terminals to which the load resistance is connected 4. The primary winding of the voltage transformer 5 is connected to the output terminals directly at one end and the other through a resistor 6, ungirovanny secondary winding of the current transformer secondary winding 3. The voltage transformer 5 is connected to a current amplifier FiocTOHHiioro 7 having a dial, through a converter 8. The last stage is a rectifier with an integrating cell output.

Выход усилител посто нного тока св зан с управл ющей обмоткой магнитного усилител . Блок заишты 9 предназначен дл защиты силовых цепей регул тора от короткого замьпсани в нагрузке . Его вход св зан с резистором, зашунтированным втори шой обмоткой трансформатора тока. Блок питани 10 предназначен дл питани элементов электрической схемы регул тора посто нным током.The output of the DC amplifier is connected to the control winding of the magnetic amplifier. The unit Zashita 9 is designed to protect the power circuits of the regulator from short latching in the load. Its input is connected to a resistor, shunted by the secondary winding of the current transformer. The power supply unit 10 is designed to supply the elements of the electric circuit of the regulator with direct current.

.Автоматический регул тор мощности нагрева в камере высокого давлени устроен и работает по принципу замкнутой системы автоматического регулировани , отслеживаемым параметром в которой вл етс электрическа мощность, подводима к нагрузочному сопротивлению.The automatic controller of the heating power in the high-pressure chamber is arranged and operates on the principle of a closed automatic control system, in which the parameter monitored is the electrical power supplied to the load resistance.

При подаче напр жени на нагрузку, представл ющую собой графитовый нагреватель.When a voltage is applied to a load, which is a graphite heater.

размещенный в реакционной зоне камерь- высокого давлени , на нем выдел етс некотора мощность , что приводи г к нагреву реакционной зоны камеры. Вследствие того, что вторична обмоткаplaced in the reaction zone of the high pressure chamber, some power is released on it, which leads to the heating of the reaction zone of the chamber. Due to the fact that the secondary winding

трансформатора тока 3 соеданена со вторично1| обмоткой силового трансформатора 1 противо фазно, к первичной обмотке трансформатора напр жени 5 прикладываетс напр жение, равное сумме напр жений на нагрузочном сопротивлении 4current transformer 3 connected with secondary1 | the winding of the power transformer 1 is phase-locked; a voltage equal to the sum of the voltages on the load resistance 4 is applied to the primary winding of the voltage transformer 5

И резисторе 6. Так как напр жение на нагрузке и напр жение на резисторе 6, пр мо пропорциональное току в нагрузке, определены мощностью нагрева , и их сумма также определ етс этой мощностью и пропорциональна ей, при условии, что изменениеAnd resistor 6. Since the voltage on the load and the voltage on the resistor 6, directly proportional to the current in the load, are determined by the heating power, and their sum is also determined by this power and is proportional to it, provided that

значени нагрузочного сопротивлени 4 не превыщает некоторой величины, определ емой допустимой заданной погрещностью автоматического регулировани мощности.the load resistance value 4 does not exceed a certain value, determined by the allowable predetermined accuracy of the automatic power control.

Из услови равенства напр жений на первичнойFrom the condition of equality of voltages on the primary

обмотке трансформатора напр жени 5 при поддержании посто нства мощности нагрева дл значений нагрузочного сопротивлени , равных граничным значени м диапазона его изменевд , можно найти такое номинальное значение резистора 6, при котором погрещность автоматического регулировани мощности будет минимальнойthe voltage transformer winding 5, while maintaining the heating power constant for load resistance values equal to the boundary values of the range of its varied, you can find the nominal value of the resistor 6, at which the error of automatic power control will be minimal

где R - номинальное значение резистора 6;where R is the nominal value of the resistor 6;

К - кратность трансформатора тока, равна K - the frequency ratio of the current transformer is equal to

отношению токов в первичной и вторичных обмотках;the ratio of currents in the primary and secondary windings;

rj Г2 - гршшчные значени диапазона изменени нагрузочного сопротивлени 4.rj Г2 - total values of the load resistance range 4.

Напр жение на вторичной обмотке трансформатора напр жени 5 поступает в преобразовательньш каскад 8, где вьшр мл етс И интегрируетс . Далее напр жение, представл ющее собой действующее (тепловое) значение напр жени на вторичной обмотке трансформатора напр жени , подаетс на вход усилител посто нного тока, который управл ет проводимостью магнитного усилител 2. При изменении проводимости магнитного усилител измен етс напр жение на первичной обмотке силового-трансформатора 1, что приводитThe voltage on the secondary winding of the voltage transformer 5 enters the converter cascade 8, where AND is integrated. Next, the voltage, which is the actual (thermal) value of the voltage on the secondary winding of the voltage transformer, is fed to the input of a DC amplifier that controls the conductivity of the magnetic amplifier 2. The voltage on the primary winding of the power amplifier changes as the conductivity of the magnetic amplifier changes. -transformer 1 that leads

к изменению мощности в нагрузке. При отклонении этой мощности от заданного уровн , например при ее увеличении, напр жение на первичной обмотке трансформатора напр жени 5, а значит к на входе усилител посто нного тока 7 возрастает. Это приводит к изменению выходного сигнала усилител посто нного тока, что вызывает уменьшение проводимости магш тного усилител и снижение мощности нагрева до заданного уровн .to change the power in the load. When this power deviates from a given level, for example, when it is increased, the voltage on the primary winding of the voltage transformer 5, and thus to the input of the DC amplifier 7, increases. This leads to a change in the output signal of the DC amplifier, which causes a decrease in the conductivity of the magnetic amplifier and a decrease in the heating power to a predetermined level.

Таким образом происходит автоматическоеThus, automatic

регулирование мощности нагрева реакционной в камере высокого давлени .control of the heating power of the reaction in the high-pressure chamber.

Claims

Invention Formula

An automatic heating power controller, for example, in a high pressure chamber, contains a power transformer, the primary winding of which is connected to the input terminals through a magnetic amplifier, and the secondary winding through a current transformer is connected to the output terminals, one of which is connected to one end of the primary winding of the transformer voltage, the other is connected to the other end of the last, and its secondary winding is through a transducer

The cascade is connected to a DC amplifier, characterized in that, in order to simplify it, the other end of the primary winding of the voltage transformer is connected to the second output terminal via a resistor, bridged by the secondary winding of the current transformer connected in antiphase with the secondary winding of the power transformer.

Z2Q6

eight

ten

IT