Устройство для защиты электрохимической установки по обработке металлов от коротких замыканий между электродами Советский патент 1985 года по МПК H02H3/52 B23H3/02 

1 Изобретение относится к области электрохимической обработки металло преимущественно к устройствам для защиты от коротких замыканий между электродами. Целью изобретения является повышение ресурс-а работы электродов путем выявления дуговых пробоев. На чертеже изображена схема устройства для защиты от коротких за. мыканий при электрохимической обработке. Устройство для защиты от коротки замыканий содержит источник 1 питания, на входе которого подключен си ловой выпрямитель 2, выполненный по .схеме моста, в диагональ которого через разделительные дроссели 3 вкл чен силовой тиристор 4. К выходу ис точника 1 питания подключены электр ды 5 и 6, образукйцие межэлектродный промежуток, к электродам которого подключен блок 7 выявления сигнала короткого замыкания, на .выходе к ко Topoify подсоединен блок управления, состоящий из канала включения, соде жащего последовательно включенные .усилитель 8 высокочастотных сигнало с задержкой, блок 9 управления гене ратором с реле задержки и генератор 10 запускающих импульсов, соединенный с силовым выпрямителем 2, и канала выключения, содержащего последовательно включенные усили- тель 11 высокочастотных сигналов с задержкой, блок 12 управления запирающим импульсом и блок 13 принудительного закрьшания силового тиристора, соединенного с силовым выпрямителем 2.. Силовой выпрямительный мост 2, в диагональ которого через разделительные дроссели 3 включен силовой тиристор 4, наличие этих дросселей позволяет принудительно выключать силовой тиристор 4 по цепи анода путем подачи импульса обратного ток с разрядного конденсатора блока 13, препятствуя замыканию тока обратной полярности через силовые выпрямительные диоды 2. Оба канала, подключены к усилителю 7 короткого замыкания. Параллель ная работа каналов создает наименьшую инерционность всей системы упра ления. Усилитель 7 сигналов коротко го замыкания - это усилитель высокой частоты с элементами ограничени высокочастотных сигналов на входе и 90 разделительными выходами на два канала. Раздельные выходы дают.развязку по цепям питания, улучшающую помехозащищенность, и уменьшают влияние остальных блоков 8-13. , . Усилители 8 и 11 высокочастотных сигналов задержки представляют дополнительные усилители короткого замыкания, назначение задержки которых состоит в выявлении одиночных случайных локальных разрядов, не превышающих к дуговому пробою. При превышении длительности локальных разрядов по времени (начало дугового пробоя) ВЧ-сигнал, преобразованный в сигнал постоянного тока, проходит в блок 9 управления генератором с реле задержки и блок 12 управления запирающим импульсом. Блок 9 управления генератором .это усилитель постоянного тока, выход которого подключен к входу генератора 10 запускающих импульсов, который может работать в автономном режиме (RC-генератор) и в режиме с синхронизацией от сети соответствующей фазы. Реле задержки в блоке 9 при поступлении сигнала КЗ отключает питающую цепь генератора 10 и включает блок 9 в режим отключенного состояния на время (от нескольких секунд до нескольких минут), необходимое для нормализации процессов в межэлектродном промежутке (промывки межэлектродного пространства от частиц, вызвавших разряды) и подготовки линии выключения (заряда конденсатора в блоке 13) к новому аварийному выключению тока. Для устранения инерционности срабатывания реле блок 9 управляет тиристором в генераторе 10, замыкающим цепь питания RC-генератора на период времени срабатывания механического реле. Блок 12 управления запирающим импульсом - это усилитель постоянного тока, выход которого управляет генератором, формирующим импульс управляющего тока, поступающего через импульсный трансформатор в блок ТЗ принудительного запирания силового тиристора. Бпок 13 принудительного запирания силового тиристора состоит из накопительного конденсатора, зарядного контура и тиристора, управляющего разрядом, управляющая цепь оторого подключена к импульсному трансформатору блока 12. Емкость накопительного конденсатора выбирается из условий времени его перезаряда до нулевого потенциала по силовой цепи через дроссели 3. Время перезаряда не меньше времени выключения силового тиристора 4, в противном случае не произойдет его включение, при этом расчет ведется при максимальных токах КЗ. При отсутствии дросселей 3 выключение по аноду силового тиристора 4 не произойдет, так как импульс с разрядного конденсатора блока 13 приложен в обратной полярности к аноду и катоду силового тиристора 4. .

Устройство для защиты от коротких замыканий работает следующим образом.

При включенной установке для электрохимической обработки высокочастотные колебания КЗ, возникающих в процессе работы, поступают на вход усилителя 7. сигналов КЗ с дальнейшим прохождением их по двум линиялинии вклнЗч ения и линии выключения силового тиристора 4. При отсутствии сигналов КЗ генератор 10 запускающих импульсов генерирует короткие импyJJЬcы управления, поступающие на управляющий электрод силового тиристора 4, открывая его для прохождения тока в источник 1 питания установки. В этот момент линия включения с входящими в нее блоками 11-13 находится в ждущем режиме.

При электрических лробоях высокочастотные колебания поступают в блок 7 выявления сигнала КЗ, где усиливаются и затем поступают на вхо усилителей 8 и 11 коротких замыканий линий включения и выключения силового тиристора 4, где усилителями выявляются случайные одиночные разряды, которые могут привести к ложному срабатыванию устройства и выключению тока в установке. В случае

превьш1ения по времени длительности высокочастотных сигналов, поступающих в блок 9 управления генератором с реле задержки, генератор 10

запускающих импульсов срывается и открывающие.импульсы перестают поступать на управляющий электрод силового тиристора 4,- который остается включенным до конца полупериода питающего напряжения. Одновременно с выключением генератора 10 запускающих импульсов включается блок 13 прину- . дительного закрывания снлов.ого тиристора, запирающий силовой тиристор 4, находящийся до поступления сигнала в ждущем режиме. При поступлении сигнала с блока 13 принудительного запирания силового тиристора на катод и анод силового тиристора 4 подается импульс тока обратной полярности.

Дроссели 3 силового вьтрямителя 2 препятствуют прохождению импульса тока через мост силового выпрямителя 2

на диодах, причем время прохождения импульса должно быть не меньше времени запирания силового тиристора 4. При отсутствии дросселей импульс обратного тока замкнется через диоды

выпрямителя, шунтирующие тиристор, это не приведет к уменьшению анодного тока тиристора до тока выключения и он останется включенным до конца полупериода сети, что приведет к развитию тока КЗ в мёжэлектродном промежутке.

После срабатьшания устройства защиты от коротких замыканий возврат в исходное положение наступает через определенный промежуток времени,.необходимый для нормализации процессов в межэлегстродном промежутке, которое определяется временем срабатыт вания реле задержки в блоке 9 управ.ления генератором.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПО ОБРАБОТКЕ IffiTAFUIOB ОТ КОРОТКИХ ЗМШКАНИЙ МЕЖт . ДУ ЭЛЕКТРОДАМИ, содержащее выпрями.тельный, мост, одна диагональ которого включена в цепь питания электрохимической установки, а в другую диагональ- включен тиристор, блок выявления сигнала короткого замыкания, вход которого присоединен к электродам электрохимической установки, а выход присоединен к блоку управления тиристором, отличаю- . щ е е с я тем, что, с целью повышения ресурса работы электродов путем выявления дуговых пробоев, дополнительно введены разделительные дроссели, включенные последовательно с тиристором, блок выявления короткого замыкания вьшолнен в виде усилителя высокой частоты с элементом ограничения высокочастотных колебаний с двумя выходами, а блок управления тиристором - в виде двух каналов, канала включения из.последовательно соединенных усилителя высокочастотных сигналов с задержкой, блока управления генератором i с реле задержки и генератора запускающих импульсов, выходом приСЛ соединенного к цепи управляющего электрода тиристора, и канала выкдючения из Последовательно соедн.ненных усилителя высокочастотных сигналов с задержкой, блока управления запирающим импульсом и блока принудительного запирания силового тиристора, выходом присоединенного к цепи катод-анод тиристора ;о Од I;D со