SU921120A1 - Устройство дл контрол мощности электропечи - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относитс  к электротер мии и может быть применено дл  контро л  мощности нагревательной электропечи с чисто активным нагревателем при симметричном токе. Известно устройство дл  контрол  мощности электропечи, содержащее датчик мощности на двух квадратичных преобразовател х, два линейных преобразовател  тока и напр жени  и вариаторы коэффициента передачи, позвол ющие учесть потери в короткой сети 1 . Это устройство из-за наличи  двух квадратичных преобразователей сложно при применении к электропечам с чисто активным нагревателем при симметричном токе. Известно устройство, содерх ащее одноканальный датчик (преобразователь мощности на одном квадратичном преобразователе , два линейных преобразовател  тока и напр х ени , электронный фазоинверсный каскад и электронный переключатель, управл емый от генератора низкой частоты 2. Это устройство из-за наличи  электронного переключател  и генератора сложно. Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  контрол  мощности электропечи, содерк{а .щее одноканальный датчик мощности на квадратичном преобразователе, шунт, сопротивление нагрузки и два линейный преобразовател  напр к{ени  и тока печи, например, в виде трансформатора напр жени  и тока, к выходу одного из которых подключен выпр митель 3 Недостатками устройства  вл ютс  его низка  чувствительность из-за потери не менее 83% мощности полезного сигнала в балластных сопротивлени х , сложность настройки из-за необходимости точного согласовани  цепей двух вторичных полуобмоток трансформатора напр жени  по коэффициенту

трансформации и сопротивлению, неуче потерь мощности в короткой сети электропечи .

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности, точность кон трол  мощности печи и упрощение нас .тройки устройства.

Дл  достижени  этой цели выпр митель , выполнен в виде вентильного моста с шунтом на выходе, последовательно с которым включены выход второго линейного преобрааовател , со|Противление нагрузки и вход дополнительного вентильного моста, к выходу которого подсоединен-квадр.атичнь1й преобразователь.

.Кроме того, шунт может быть снабжён отводом, к которому подключен один из вентилей выпр мител . .

Данное включение элементов устройства позвол ет избавитьс  от балластных сопротивлений, что увеличивает чувствительность по мощности выхоного сигнала более чем в 5 раз; применение в первом выпр мителе мостово схемы вместо нулевой устран ет необходимость согласовани  двух дифференциально включенных цепей, что упрощает настройку устройства; выполнение шунта с отводом позвол ет учесть потери мощности в короткой сети печи, что повышает точность контрол  мощности в самой печи.

На фиг. 1 и 2 представлены два варианта устройства; на фиг. 3 вре менные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство состоит из одноканального датчика мощности на одном квадратичном преобразователе 1, двух линейных преобразователей напр жени  и тока в виде трансформаторов напр жени  2 и тока 3, шунтов и 5, сопротивлени  нагрузки RH 6, выпр мител  7, выполненного в виде рентильного моста с шунтом на выходе, последовательно с которым включены в одну цепь выход другого линейного преобразовател , дополнительный вентильный мост 8, с квадратичным преобразователем на выходе и сопротивление , нагрузки. На фиг. 1 шунт t выполнен с отводом 9, к которому подключен один из вентилей выпр мител  7. Устройство включено, в щепь симметричного тока чисто активного нагр ватёл  10, причем в цепи могут быть большие (относительно) сопротивлени 

11, характеризующие потери в короткой сети.

Устройство работает следующим образом .

На фиг. 1 выпр м-итель 7 с шунтом k подключен к выходу трансформатора тока 3, и при отсутствии отвода 9 на шунте получаетс  напр жение, пропорциональное модулю тока печи. На фиг. этот же выпр митель подключен к выходу трансформатора напр жени  2, и на шунте получаетс  напр жение, пропорциональное модулю напр жени  печи Напр жение шунта k суммируетс  с напр жением выхода второго линейного преобразовател , т.е. на фиг.Т - с напр жением, пропорциональным напр жению печи, на фиг. 2..- пропорционалным току печи. На фиг. 3 а,б показаны примеры симметричных диаграмм напр жени  и тока печи при чисто активном нагревателе 10, а на фиг. 3 в сплошной линией - диаграмма напр жен на шунте k. На фиг. Зг показана сумма напр жений шунта k и выхода другого линейного преобразовател . Дл  работы схемы принципиально важно, чтобы эта сумма имела противоположны знаки в различные полупериоды, как это показано на фиг. Зг. Дл  этого необходимо, чтобы напр жение на шунте Ц было в любой момент времени меньше модул  выходного напр жени  другого линейного преобразовател . На фиг. Зд, показана диаграмма выходного тока сопротивлени  нагрузки 6, который пропорционален квадрату суммарного напр жени  на фиг.Зг и повтор ет его знак. Если U(a t) напр жение , пропорциональное напр жению нагревател , i(cJt) - напр жение пропорциональное току нагревател , то среднее значение выходного тока i за период 2п1 будет пропорционально средней мощности Р при условии симметрии тока и напр жени  относительно оси абсцисс (т.е. при отсутствии четных гармоник):

I irbfc f ijrL Vif dcJt

() 0) +jnui4;la;t UiduJt -iJ uido/t p

При реактивной нагрузке при наличии в токе четных гармоник (при несимметрии тока), а также, когда наЯр жение шунта Ц превышает величину

модул  напр жени  другого линейного преобразовател  и суммарное напр жение на фиг. Зг не становитс  разнопол рным в разные полупериоды, устройство работает с методической погрешностыр .

Весь средний ток протекает через сопротивление нагрузки 6 RH, отдава  ей мощность величиной 1 R, что более, чем в 5 раз превышает отдаваемую мощность известного устройства , где значительна  часть мощности тер етс  в балластных сопротивлени х . Схемы фиг.1 и 2 симметричных дл  положительной и отрицательной полуволн тока уи напр жени , в том числе выходное сопротивление линейного преобразовател , подключенного к выпр мителю 7, одинаково вли ют на разнопол рные полуволны. Поэтому настройка нул  в устройстве вообще не требуетс , существенно упрощаетс  остальна  настройка.

При подключении одного из вентилей выпр мител  7 к отводу 9 шунта Л на фиг. 1 коэффициент передачи ли нейного преобразовател  тока на эле1ментах 3, , 7 и 9 становитс  раз- . ным дл  полуволн тока противоположjHoro знака. На фиг. Зв штриховой линией показано уменьшение выходного «сигнала дл  положительной полуволны. При этом, как следует из выражени (1 выходной ток датчука I

1

К( - ( Pdu;t P-I ,

определ ет мощность сети за вычетом члена, пропорционального квадрату дёй .действующего тока нагревател  1ц. Здесь ЛК - разность коэффициентов передачи по току дл  разнозначных полуволн. Подбором величины ДК добиваютс  вычитани  из выходного сигна ла (2) напр жени , пропорционального

1потер м в сопротивлени х короткой Сети 11 печи.

Применение предлагаемого устройства позвол ет более чем в 5 раз повысить TO4HOctb контрол  мощности, упрощает настройку устройства.

Claims (3)

1.Устройство дл  контрол  мощности электропечи с симметричным чисто активным током, содержащее одноканальный датчик мощности на квадратичном преобразователе, шунт. Сопротивление нагрузки и два линейных преобразовател  напр жени  и. тока печи, например, в виде трансформаторов напр жени  и тока, к выходу одного из которых подключен выпр мител отличающеес  тем, что,

с целью повышени  чувствительности, точности контрол  мощности и упрощени  настройки, выпр митель выполнен в виде вентильного моста с указанным шунтом на выходе, последовательно с которым включены выход второго линейного преобразовател , сопротивление нагрузки и вход дополнительного вентильного моста, к выходу которого подсоединен квадратичный преобразователь,

2.Устройство по п.,1, о т л и чающеес  тем, что шунт снабжен отводом, к которому подключен один из вентилей выпр мител .

Источники информации, прин тые оо внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2722120/07,

кл. Н 05 В 1/02, 1978..

2.Авторское свидетельство СССР № 130983, кл. 21 Е 36/02, I960.

3.Патент США № 321855, кл. 32 -142, 1965. w

UJ.f