Регулятор тока для ртутной выпрямительной установки, питающей электролизные ванны Советский патент 1956 года по МПК C25C3/20 C25C3/06 

Иред.четом шабретелля являсчтя автоматпческлй групповой регулятор тока в питаемой от группы параллельно работающих фтугных выпрямителей серии электролизных вгшн, воздейетвушщпй ня угол лал;нгаш1я ртутных вьшрямптелей путем изменения тока подматнпчпвация в фазогдвпгающих дросселях и характернзующп1 ся 15ЫСОКОЙ точностью регулцротзанпя.

Прп .ч;т()олизе ал1омипи весьма важным ф-алтпром является поддержание т-ска серия на одно-и заранее заданном ypoiiHc. В процессе электролпза на ваннах 1.1улт;кчы так назь заемь е «вспышки, ызы 1асмыо увел.пченнум млеитрического сопротпвленпя ванш;. Во время таких «вспышек ток в ceiiini падает и для повыи1еши его велпчпны пеоохолпма аптоматическ-ая регулировка.

Автоматическое регули1)иваип1. гоздаюн1ее постоянство величииг, тока в серпи электролпгных ванн, создает условия, обеспечивающие удобство эксилуатацни ванн, снижает расход энергин на тонну выпускаемого алюминии. Hoiiiiiшает выход алюминия.

Предлагаем, регу.тято) тока, лодоб)10 известным, состоит из трех осиовпых органов: а) измерительного органа, иод1х.лючеп 10го к трапс1|10рматору постояниого тока, включепному в день нагрузки, б) усилительного органа, подключепноГО к выходу измерптельног 1 органа, и

) исиолыпгельниго iipraHa. нплучающегн сигнал от усилительного органа п управляющего ртутными вынримителямн установки.

Исполнительный оргаи вы1 олнястся в виде огстемы фазосдвнгаюни:х дросселе насьпцеипя, рггул:иру1РИЦ1х угол зажигания ртутных выирямителеи в завнсп.мости от изменения тока в своих обмотках подмагничивания. поя ;люченных к выходу усилительного органа.

Суи1,:ность изобретення заключался к том, что, с целью иоиы Нен1П точности регулирования, на излКрительиого органа включен1 1 навстречу дру1 Д1)угу ионньпг стабн.т,:-1;.то1) напря;;;:ния, питаемый через вы1грям1псмъ -.IT электр 1МиГН1 тного .тапи.шзатора и даюншн эталонное нап1)я:кси ;. и кыходн.й ;-;лемечт вынрямителя. в ;;| оченного ; цень обмотки неремонного тока нзмернтедь 1Г Г1) магнитного .nrre.T;i, HMCIOHICГ1) низкогогние обмотки уп 1автени;1 д.ти иодключснпя к выходу TpaiiCiiiopMoтира постоянного тока и обмотки обратHiiii связи для пбег-игчеин 1 незаписимоотн выходного яаи)я: ;е:1 я нзмер 1тетьиого 01)гана от гистерезис; и ;; тебан11Й н;:ир; ;кени:1 псточника нитанн;.

На фиг. L изобра ксна стр ктурна;г схема предлагаемого регулятора тока для груилы пара.глельн; рибптаюнщх ртутных выи)пм11т-., а на IlHr. 2 и 3 -

два варианта принцншшльной н.тек.трической схемы регулятора.

Управляемая выпрямительная установка састопт из ряда ртутных выпрямителей (1РВ, 2РВ. . .пРВ), питаемых от трансформаторов (IT, 2Т. . .пТ).

Система регулироналия иредуслатривает наличие: (ТИТ) - трансформаторов иостоявного тока системы, установленных для измерения тока серии; (ФСУ) - фазосдвпгающего устройства, установленного у калсдого выпрямителя для обеспечения возмоасности регулирования иапря.жепия его па , так -как выпрямители в режиэге без «вспышек. должлы работать зарегулированными пе больше чем па 15%.

Такая глубина регулирования обеспечивает комнеисацию спплсеппя уровня тока при iпaлo кeнпи трех «венышек. Наложение 4-5 «венышек пе компенсируется вследствие того, что такие «вспышки составляют не больше 5% от обп(его количества вспышек и стремиться их компенсировать не имеет смысла. (ФСУ) является нсполнител1у}гым органом регулятора.

Автоматическое регулирование рагирвделения тока между выиря штол.ями )te предусматривается: допускается от7слопеиие тока па отдельно выпрямителе от среднего зпачения до + 5 %.

На структурной схеме также показаны: (ИРУ) - индивидуальные регуляторы тока, (ПО) - измерительный , (УБ) - усилительный блок, (РО)- регулирующий орган (блоки (УБ) и (РО) и совокупности составляют вышеуказанны усилительный орган регулятора). (РУ) - регулятор уставки обн,го тока, (УН) - указатель величины нагрузки, (ТСН) - траисфор5 атпр гпбственпых иужд.

Измерительный орган измеряет отклонеш(е рабочего тока серни от заданной яелнчииы и посылку имнульса унравлення в систему регулирования.

Б от.шчие от существующих регуляторов, в этом органе сравнение измеряемой величивы (тока) с заданной (базоной) ИРОИ8ВОДИТС.Я па таком уровне напряжения и тока, который позволяет стабилизировать заданпую (базовую) с высокой стеиеиью точиости.

Измерительный орган состоит из двух основных частей.

Первая часть - это источник ета нлизированного эталонного )1апряже ИЯ.

Эталонное напрял;,ение получается на 310 ином стабилизаторе напряжения - (табиливольте (СТ) (фиг. 2), KOTOpbiii питается постоянным Тжом через разделительный трансформатор (ТИ), селеНОВЬ1Й МОСТШС (ТБ1) и фильтр, СОСТОЯн(ий из к.оядеиеаготюв (С1) и (С2) и сопротивления (СД1). Для улучшения качества стабилизации первичная обмотка трансформатора (ТП) питается переменным током от злектромагнитио (феррорезопансного) стабилизатора (ФСТ). Применение стабиливольта исключает влияние лзмеиения частоты источнн1;0в питания на стабилизироваииое а1аиряжение. Таким образом базовое напряжение стабилизировано с высокой стеиенью точности.

Вторая часть - ,здо измерительны1 мапштный усилитель (ИМУ), который создает выходное напряжение, проиорл;иональиое измеряемому току серии. Это выходное наиряже-ние, равное базовому напряжению при заданном значении тока серии, получается на нагрузочном сопротивлении, состоящем из двух сопротивлений (СД2) и (РУ), н является вы грямле1ниым благодаря введению в цень на|-рузки (НМУ) выпрямителя (ТВ2).

Чтобы выходное налряж,ение не зависело от возможных колебаний нап))яд;епия, питающего рабочие обмотки ( РО) II (2РО) измерительного магпитпоj-(; усилителя, введена обмотка (ОСП) обратной 1трицательной связи но наиряж ению, )штаемая от выирямителя (ТВЗ); кроме того, (ИЫУ) снабжен обмоткой (ОСТ) обратной отрицательной связи но току нагрузки для компеисадии влпяння гистерезиса на выходное навряженио.

Для облегчения достижения условий комненсации колебаний иаиряжений вспомогательного источника питания и гистерезиса (ИЫУ) нитается от стабилнзироваиного источника.

Указанные выше меронриятия обеспечивают такую )аботу (ИМУ), нри которой для каждого значения тока серии выходное наиряжение нолучает однозначные значения с тюгрешпостью, HI; превышающей сотые доли процента.

1дравляш дая обмотка (ИМУ) cocToirr из двух отдельных секций (У01) л (У02). позволяю цих включать (ИМУ) в цепи измерительных трансформаторов ностоянного тока с выходяым током (5а) и (10а). .В первом случае обмотки (У()1) п (У02) соединяются последовательно, а во втором - параллельно.

Обмотки (У01) и (У02) обладают столь малым соиротивлением, что введоние их в цени измерительных трансформаторов иостоянногп тока не нарушает точности их работы и не исключает возможности одновременно с регулирОБаиие ироизводить измерение общесерийного токл при намотцн (УИ) - прибора, указы);а101цего нагрузку (амперметр).

Высокая степень стабилизации ijasoвого напряжения и высокая степень точности соответствия выходного напряжения (ПМУ) току cepiru дают возможность колучить в результате высокую степень точности стабилизации регулируемого параметра - общесерийного тока.

Для работы регулирующей системы выходное напряжение (ПМУ) сравнивается с базовым наиряжением, получаемым на стабиливольте (СТ).

При отклоненпп стабилиаируемого тока серии от заданного значения на выходе измерительного органа появляется напряжение, равное разности сравниваемых напряжении. Эта разность подается на вход усилительного органа.

Поскольку, в зависимости от положения движка (РУ), равенство сравниваемых напряжений (разность наиряжений равна нулю) имеет место нри различ)ых выходных напряжениях (ПМУ), а следовательно, и при разных токах серии, постольку сопротивление (РУ) служит органон уставки стабилизируемого тока серии.

Усилительный блок (УБ) представляет собой иромежуточный усилитель наиряжения. Это может быть или электронный уси;штель. пли магнигньи усилитель. Назначение этого блока - -усилить разность наиряжений, иолученную на выходе (ПО), до такой величины, которая дает возможность управлять pei-yлирующим органом (РО).

В случае, если все фазосдвигаюпшс устройства (ФСУ) объединяются для Унравленля ло неременному току, регу.гирующии орган1 1 (РО) является магнитный усил:итель, который на своем выходе создает необходимые пределы изменения нанряже)1ия неременного тока (от 60 до 150 в), подаваемого на параллельно включенные магнитные регуляторы (МР) ртутных выпрямителе (фиг 2).

От магнитных регуляторов через вы1гря51ительныо мостики питаются обмотки подмагничивания (10П), (20П) п (ЗОП) Фазосдвигающих дросселей насыщения, включенных в цепи сеточного управления ртутных выпрямителей (1РВ), (2РВ. . .) и т. д.

На фиг. 2 также иоказаны: (ГРР) - рунпоБой регулятор ручного управления, (ТОО - трансформатор обратной связи, (ТВ) - выиpя нтeльный мости ; для включения (ТОО) в выходную цеиь (РО). (Л) - амиерметр и (В) - вольтметр.

В случае, если вое фазосдвигающие устроГгртва (ФСУ) объединяются для

управления И1 иостояннО)п,- току, как это представлено на фиг. 3, регулирующий орган (РО) должен быть двухстуиенчатым.

Первая стпгень иредставляет собой магнитный усилитель (МУ), усиливаюищй моишость сигнала до величины, достаточной, чтобы управлять регулнрую цим генерат рром (ГР).

Магнитньп устштсль (МУ), обмотка неременного тока которого включена носледовательно с селеновым выирямителем и полуобмоткой (ПИ) возбуждения регулирующего генератора (ГР), изменяет в необходимых пределах ток в нолуобмотке (nil).

Другая иолуобмогка (П12) регулирую цего генератора включена на источник с постоянным значением напряжения; в пей устанавли1 ается )1еп,ген)1ая вел1 чина тока.

Амнервитки нолуобмоток (П11) и (Ш2) действуют навстречу друг другу и э.д.е. регулирующего i-енератора (ГР) пронорциональна их разности,

В качестве регулирующего генератора (ГР) выбран нормальный генератор иостоянного тока с параллельной обмоткой возбуждения.

Якорь генератора (ГР) включен параллельно регулировочному реостату (ГРР), который может осуп1ествлять также ручное груниовое 11ксулировани1 тока серии.

Для осуществления стабилп; Л1)ующей обратной связи в схемах по фиг. 3 исиользуется трансформатор об1)атной связи (ТОО). Пмиульсы обратной связи подаются на вход усилите.чьного блока (УВ).

Кроме отрицательной обратв ой связи, для получения устойчи)ОЙ работы регулятора в уси.:штельныГ| блок вводится доиолнительно еще и демпфирование.

При усилительном блоке электронного типа устойчивая работа была иолучена с нрименением только одного демифера.

При усилительном блоке с магнитным усилителем применяются оба стабилпзиру ОН1Их средства.

Пред м с т н 3 о б р е т е н и я

Регулятор тока для ртутной вьигрямительиой установки, иитающей электролизные ванны, состояищй из измерительного органа, нодключенного к трансФорматору НОСТОЯННОП1 юка. включ нному в цеиь нагрузкн. усилительного органа, подключенного к выходу измерительного органа, и исиолнительного органа- систем1, |11азосдвигаюи1,их дросселей насыщшия, уиравляюпшх углом зажигания ртутных выпрямителей установки в зависимости от ш мепония тока в обмот ax цедмагничивания, цидключенных ,r; выходу усилитедьшго органа, о т ж и г ающнй-ся тел, что, с целью повьгшенвя точности регуировання, на выходе нзмерятельного органа включены навстречу друг другу новный стабилизатор напряжения, питаемый через выярямитель от электромагнитного стабилизатора и дающий эталонное нанряжеШе, и выходиой элемент вынря штеля.

включенного в цель обм-отки iiepeJieHHi го тока измерительното магнитного усилителя, имеющего низкоомные обмотки унравления для нодключения их к выходу трансформатора ностоянного тока и обмотки обратной связи для обеспечения независимости выходного напряжения измерительного о-ргана от гистерезиса и колебаний напряжения источника тгитания.

Шины подстанции 6-10x8

Фиг. I

220-3806

и:

К

&

со

S