Система автоматического управления режимом варки оптического стекла в ванной печи Советский патент 1984 года по МПК C03B5/24 

Изобретение относится к стекольной ленности, конкретно к устройствам для автоматического управления режимов варки оптическо го стекла в высокочастотных электрических ван ных печах. Известка система автоматического управления технологическим процессом варки оптического стекла в ванной печи, содержащая тиристо{ 1ЫЙ преобразователь частоты, резонансный конгур с индуктором и компенсирующим конденсатором, сливной патрубок печи, помещенный внутр индуктора и блок управления 1. Известна другая система автоматического управления режимом варки оптического стёкла в ванной печи, содержащая маипшный генератор с блоком управления, датчиком и задатчи ом тока, тиристорный преобразователь с блоками управления выпрямителем и инвертором, сливно Патрубок печи, помещенный внутри индуктора, параллельно которому подключен компенсирующий конденсатор, регулятор температуры слив ного патрубка с датчиком и задатчиком и элек троды, установленные в печи 2. Недостатком этих систем является большой расход электроэнергии, вследствие независимого управления режимами нагрева .печи через Э11екгроды и сливного патрубка с помощью индуктора. Цель изобретения - экономия электроэнергии и повышение то1мости управления. Поставленная цель достигается тем, что в систему автомагического управления режимам варки оптического стекла в ванной печи, содержащей машинный генератор с блоком управления, датчиком и задатчиком тока, тиристорный преобразователь с блоками управления выпрямителем и инвертором, сливной патрубок печи, помещенный внутри индуктора, параллельно кО TopoNiy подключен компенсирующий конденсатор регулятор температуры сливного патрубка , с датчиком и задатчиком и электроды, ycTaHoisленные в печи, в нее введены датчик резонанса, регулятор тока тиристорного преобразователя с датчиком и задатчиком, регулятор тока мащинн ного генератора, фазосдвигающий блок, переключ тель, ручной задатчик, понижающий трансформатор коммутирующий конденсатор и коммутатор, причем один вьгеод первичной обмотки понижающего трансформатора соединен с одной из обкладок коммутирующего конденсатора и Е одним выходом тиристорного преобразователя, другой выход которого соединен с другой обкладкой комму тирующего конденсатора и через компенсирующий конденсатор соединен сдругим выводом первич ной обмотки понижающего трансформатора, вторичная обмотка понижающего трансформатора подключена к ощгим входам коммутатора, другие входы которого соединены с машинным генератором, выходы коммутатора соедииены, с электродами, управляющий вход коммутатора соединен с входом блока управления машинного генератора и выходом pefyлятора тока машинного генератора, входы регулятора тока мацпшного генератора соединены с датчиком и задатчиком тока ма 1 инного генератора, управляющий выход коммутатора соеди йен с входом тИ1 1С1О{Шого преобразователя, выход регулятора тока тиристориого преобразователя соединен с входом блока управления выпрямителя, датчик резонанса подключен к индуктору и к одному из входов фазосдвигающего блока, другой вход которого соединен через переключатель с ручным задатчиком, а выход фазосдвигающего блока соединен с блоком управления инвертора. На чертеже представлена предлагаемая система управления режимом варки оптического стекла, Система содержит ванную печь 1 со сливным патрубком 2, резонансный контур 3, образованный компенсирующим конденсатором 4 и индуктором 5, коммутатор 6, машинный генератор 7 с блоком управления 8, датчиком 9 и задатчиком 10 выходного тока, тиристорнь|й преобразователь 11 с блоками управления выпрямителя 12 и инвертора 13, датчик 14 и задатчик 15 выходного тока тиристорного преобразователя, понижающий трансформатор 16, коммутирующий конденсатор 17, регулятор гока машинного генератора 18, регулятор температуры патрубка 19, регулятор тока тиристорного преобразователя 20, датчик 21 и задатчик 22 темпе ратуры сливного патрубка, датчик резонанса 23, фазосдвигающий блок 24, переключатель 25 и ручной задатчик 26, В ванной печи 1 жидкое стекло нагревается за счет проникания между электродами высокочастотного электрического тока. Слив стекла производится через платиновый сливной патрубок 2, нагреваемый индуктором 5, Компенсирующий конденсатор 4 и индуктор 5 образуют высокочастотный резонансный контур 3, Управляемый коммутатор 6 предназначен для переключения электродов печи с шин маишнного генератора 7 на щины вторичной обмотки понижающего трансформатора 16. Датчик тока 9 вьщает информацию о токе машинного генератора 7, а датчик 14 - о токе тиристорного преобразователя 11. Рег}лятор 18 служит для управления работой блока управления машинного генератора 8 и управляемого коммутатора 6, Коммутирующий конденсатор 17 слунсит для обеспечения условий коммутации вентилей инвертора тиристорного преобразователя 11. Блок управления выпрямителя 12 регулирует напряжение на выходе управляемогс вьшрямителя и соответственно на выходе тирис торного преобразователя 11, а блок управления инвертора 13 регулирует его выходную частоту Регулятор 20 с задатчиком 15 и датчиком 1 служит для регулирования выходного тока преобразователя. Датчик резонанса 23 представляет собой синхронизатор работы инвертора, который выдает импульсы в моменты максиму ма напряжения на контуре 3. Тирнсторный преобразователь частоты представляет собой статический преобразователь частоты с явно выраженным эвеном постоянного тока (управляемьш выпрямитель с системой уцравления), автономным инвертором тока с искусственной емкостной коммутацией с системой управления частотой и выполнен по общеизвестным схемам. Фазосдвигающий блок 24 выполнен по схеме устройств рег)лируемой задержки импульЭти импульсы воздействуют на блок управления инвертора 13 и изменяют частоту выходного напряжения преобразователя. Величина фазового сдвига, а, соответственно, и частота выходного напряжения определяются либо ручным задатчиком 26, либо сигналом с регулятора 19 в зависимости от положения переключателя 25. Переключатель 25 срабатывает по сигналу регулятора 20. После переключения происходит фиксация коммутирующих цепей. Регулятор 20 с датчиком 21 и задатчиком 22 температуры служит для регулирова1шя температуры сливного патрубка. Система работает следующим o6pa3o.vi. После газового разогрева стекломассь в ванной печи включается машинный генератор 7 с. максимальным выходным напряжением и коммутатор 6 Подключает его шины к электтродам печи. Ток в цепи электродов при этом близок к нулю, так как сопротивление стекломассы еще велико. По мере дальнейшего разогрева стекломассы ее сопротивление будет падать, а ток маишиного генератора будет расти. При достижении им максимального значения, обусловленного задатчиком 10, регулятор 18 срабатывает, дает команду на отключение в блок управления машин- : ным генератором 8 и команду на переключени управляемого коммутатора. Машинный генератор отключается, а электроды ванной печи под ключаются к цдшам вторичной обмотки понижающего трансформатора 16. Коммутатор 6 включает в работу тиристорньй преобразователь 11. Преобразователь включается на макси мальное выходное напряжение с частотой, опре деляемой резонансным контуром 3 и положением ручного задатчика 26. Переключатель 25 в этот момент соединяет фазосдвшгаю1ций блок 24 с задатчиком 26. Частота выходного напряжения преобразователя выбирается такой, чтобы напряжение на резонансном контуре 3 было близким к минимальному значению. В этом режиме система работает до тех пор, пока ток электродов ванной печи не достигает номинального значения, определяемого задатчиком тока 15. По достижении током заданного значения на выходе регулятора 20 появится сигнал, которьД, воздействуя на блок управления трыпрямигеля 12, снизит выходное напряжение тиpHCTOpHCfo преобразователя и одновременно скоммутирует переключающий элемент, который, в СБОЮ очередь, подключит управляющий вход фазосдвигающего блока 24 к выходу регулятора 19. В дальнейшем ток в нагрузке тиристорного преобразователя будет определяться положением задатчнка 15, а температура сливного патрубка - задагчиком 22. Это объясняется следующим. К выходу тиристорного преобразователя подключень; две нагрузки, соединенные последовательно. Одна нагрузка - цепь питания ванной печи имеет чисто активное сопротивление и мало зависит от частоты, а вторая - резонансный колебательный контур - имеет резко выражеш{у1о резонансную частошуто характеристику. В резонансе она ил5еет наибольшее сопротивление, S по мере удаления от резонанса сопротивлеш:е контура jieaKo падает. Наибольщее выделение мощности в сливном патрубке, а соответ стеенко н наибольшая его температура будет тогда, когда выходная частота тиристорного преобразователя будет близка к собстве той резонаксной частоте контура. Регулятор 19 совместно с фазосдвнгающим блоком 24 регулир.ст выходную частот} преобразователя таким образом., чтобы температура сливного патрубка, которая определяет скорость слива стекла, оставалась постоянной и определялась задатчиком 22. Технико- экономические преимущества состоят в сшжешш эксплуатационных расходов за счет повышения экономичности, надежности и производительности установки. Экс тлуата хионнь е затраты сокращаются в 2 раза. Прояэводательностъ повышается в 1,5 раза. Срок службы с 5 до 10 лет. Ожидаемый годовой экопом1гческий эффект на одну установку составляет 100 тыс. руб.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ВАРКИ ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА В ВАННОЙ ПЕЧИ, содержащая м иишиый генератор с блоком управл«1ия, датздком и задатчиком тока, тиристорный преобразсаатель с блоком управления вьшрямителем и инвертором, сливной патрубок печи, помещенный виутрт индуктора, параллельно которому подключен ко1 шенсирующий конденсатор, регулятор температуры сливного патрубка с датчиком и задатчиком и электроды, установленные в печи, отличающаяся тем, что, с целью экономии электрозиергии и повышения точности управления, в нее ведены датчик резонатора, регулятор тока тиристорного преобра ; зователя с датчиком и задатчик, регулятор тока машинного генератора, фазосдвигающий I блок, переключатель, ручной задатчик, понижаю) щий трансформатор, коммутирующий конденсат тор к коммутатор, причем один вьтоц первич- ной обмотки понижающего трансформатора соединен с одной из обкладок коммутирующего конденсатора и с одиим выходом ти{жсторного преоб)азователя, другой выход которого соедик нем с другой обю1адкой коммутирующего конденсатора и через компенсирующий конденсатор соединен с другим выводом первичной обмотки поничсающего трансформатора, вторичная обмотка понижающего трансформатора подклюI чена к одним входам коммутатора, другие входы которого соединены с машинным генерато(Л ром, выходы коммутатора соединены с злектродами, управляющий вход коммутатора соединен с входом блока управления машинного генера- тора и выходом регулятора тока машинного генератора, входы регулягора тока машинного генератора соединены с датчиком и задатчиком тока машинного генератора, управляющий выход коммутатора соединен с входом тиристорно го преобразователя, выход регулятора тока ти:л ристорного преобразователя, соединен с входом 30 блока управления выпрямителя, датчик резонанса подключен к индуктору и к одному из дов фазосдвигающего блока, другой вход которого соединен через переключатель с ручным задатчиком, а выход фазосдвигающего блока со единен с блоком управления ин1вертора.