Устройство управления источником питания повышенной частоты Советский патент 1986 года по МПК H03K5/00 

- 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты системы параллельный инвертор - газоразрядная нагрузка с множеством параллельно включенных электродов с плавкими вставками (например, плазмохимический реактор - генератор озона) в процессе их эксплуатации.

Цель изобретения - снижение мас- согабаритных характеристик.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство управления источнг ой питания повьшенной частоты содержит блок 1 контроля напряжения, блок 2 защиты, блок 3 автоматического повторного „включения (АПВ), блок 4 команд, блок 5 отключения неисправ-- ного электрода (ОНЭ) и источник 6 питания,

Блок 5 ОНЭ выполнен на триггере 7 первом8 и втором 9 элементах И, первом 10 и втором 11 одновибраторах первом 12 и втором 13 элементах ИЛИ, причем вьпсод второго элемента ИЛИ 13 соединен с первым входом второго элемента И 9, первьш вход первого элемента И 8 - с третьим входом первого элемента ИЛИ 12, выход первого элемента И 8 - со счетным входом триггера 7, прямой и инверсньш выходы которого через соответственно первьй и второй одновибраторы подключены к первому и второму входам первого элемента ИЛИ 12, выход которого и третий вход являются соответственно первым выходом и первым входом блока 5 ОНЭ, вторым выходом которого является выход второго элемента И 9, а вторым, третьим, четвертым и пятым входами - соответственно первый и второй входы второго элемента И 13, вторые, входы первого 8 и второго 9 элементов И. Лри этом первый и второй вход и первый выход блока 5 ОНЭ подключены соответственно к первому и второму выходам и первому входу блока 1 контроля напряжения, второй и третий вход и третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому выходу источника 6 питания, к первому выходу блока ft- команд, к первому входу блока 3 АПВ и первому входу блока 2 защиты, второй и третий входы и первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым выходом блока

036902

3 АПВ, с вторым выходом источника 6 питания, вторым и третьим входами блока 3 АПВ, второй и третий выходы которого соединены соответственно с

g третьим и четвертым входами блока 5 ОНЭ, второй выход блока 2 защиты соединен также с первым входом блока 4 команд, второй выход которого соединен с пятым входом блока 5 ОНЭ

10 и с первым и вторым входами исто-ч- ника 6 питания, третий вход которого подключен к второму выходу блока 5 ОНЭ.

Блок 1 контроля может быть постji; роен, например, на элементе 14 запрета и выпрямителе ISj выход которого соединен с входами элемента 16 задержки и порогового элемента 17, причем первьшэ второй и третий вхо20 ды и первый, второй, третий и четвертый выходы блока 1 контроля напряжения являются соответственно входом запрета элемента 14 запрета, входом выпрямителя 15, вторым входом

25 элемента 14 запрета, выходом вьшря- мителя 15, выходом порогового элемента 17, выходом элемента 16 задержки и выходом элемента 14 запрета.

Блок 2 защиты может быть построен на пороговом элементе 18, выход которого подключен к S-входу триггера 19, причем первым, вторым и третьим вхо- дами и первым и вторым выходами блока 2 защиты являются соответственно второй S-вход и R-вход триггера 19, вход порогового элемента 18, и-нверс- ный и прямой выходы триггера 19.

Блок 3 АПВ может быть построен на элементе 20 задержки и последовательно соединенных первом RS-тригге- ре 21, первом элементе И 22, втором RS-триггере 23, втором элементе И 24, одновибраторе 25, выход которого соединен с R-вхсдом RS-триггера 21, которого соединен с входом элемента 20 задержки, причем первым, вторым и третьим входами и первым, вторым и третьим выходами блока 3 АПВ являются соответственно второй вход второго элемента И 24, второй вход первого элемента И 22, вход первого RS-триггера 21, выход элемента 20 задержки, инверсный и прямой выходь второго RS-триггера 23.

Блок 4 команд может быть построен на последовательно соединенных кнопке 26 Пуск и обмотке реле 27, кон- т.акты Которого подключают R- и S-вхо- ды RS-триггера 28 к источнику 29

30

35

40

45

50

55

логической 1, прямой выход RS-три гера 28 подключен к первому входу элемента 30 запрета, выход которого подключен к входу элемента 31 задержки, причем первый вход и первый и второй выходы блока 4 команд являются соответственно входом запрета элемента 30 запрета, выходом элемента 31 задержки и выходом элемента 30 запрета.

Источник 6 питания может быть построен на генераторе 32 импульсов двухфазный и четырехфазный выходы которого соединены с формирователем 33 импульсов, выход которого соединен с выпрямителем 34, выход которого соединен с первым входом однофазного параллельного инвертора 35 тока, второй вход которого соединен с блоком 35 управления, а выход через датчик 37 тока - с трансформатором 38 напряжения и блоком 39 нагрузок с множеством параллельно включенных плавких вставок, причем первый, второй и третий входы и первый и второй выходы источника 6 питания являются соответственно входом блока 36 управления, первым и вторым входами генератора 32 импульсов, выходо трансформатора 38 напряжения и выходом датчика 37 тока.

Устройство работает следующим образом.

Включение источника 6 питания осуществляется посредством нажатия кнопки 26 Пуск. При этом срабатывает реле 27, которое своим контактом подключает S-вход триггера 28 к источнику 29 логической 1. В результате переключения RS-тригге- ра 28 единичный сигнал с его прямого выхода поступает на вход элемента 30 запрета, а с его выхода (поскольку на другом его входе отсутствует сигнал запрета с выхода блока 4 защиты) единичньй сигнал поступает на вход блоков 32 и 36, разрешая тем самым формирование импульсов управления выпрямителем и однофазным параллельным инвертором, т.е. включение источника 6 питания. При включении источника 6 питания от кнопки 26 Пуск на формирователь 33 поступают шесть импульсов управления от генератора 32. Поскольку на обоих его входах существуют единичные сигналы, сигнал, снимающий запрет с четьфехканального выхода, поступает на вход генератора 32 с

выхода второго элемента И блока 5 ОНЭ, на один вход которого сигнал поступает с выхода блока 4 команд, а на другой вход через второй э/|е5 мент ИЛИ 13 того же блока - с инверсного выхода RS-триггера 23 блока 3 АПВ. Элемент 31 задержки блока 4 команд заде1Ьживает появление единичного сигнала на входе зле0 мента 14 запрета блока 1. Тем самым разрешается включение источника питания по обычной трехфазной схеме включения выпрямителя при отсутствий в течение определенного проме

5 жутка времени напряжения на нагрузке 39 и, соответственно, сигнала запрета на входе элемента 14 запрета в блоке 1. При включенном источнике 6 питания йапряжение с нагруз0 ки 39 через трансформатор 38 напряжения поступает на вход блока 1, где преобразуется в выпрямителе 15, и с выхода первого элемента ИЛИ 12 (в блоке 5 ОНЭ) поступает на вход

5 запрета элемента 14 запрета в блоке 1, запрещая появление сигнала на его выходе.

При пробое одного из п электродов в нагрузке 39 через указанный

Q электрод протекает аварийный ток источника 6 питания, энергия которого, однако, в схеме параллельного инвертора часто не обеспечивает перегорания плавкой вставки. При этом пропадает напряжение на нагрузке 39 и, соответственно, на входе блока 1, и на вход блока 2 защиты поступают два сигнала - с выхода блока 1 и с датчика 37 тока нагрузки. Наличие двух сигналов на входе блока 2 защиты повьшает надежность его работы и быстродействие системы f защиты.

Появление сигнала на выходе блока 2 защиты через блок 4 команд налагает запрет на формирование импульсов управления выпрямителем 34 и инвертором 35 в блоке источника питания и тем самым вызьшает от0 ключение источника 6 питания.

Одновременно сигнал с выхода блока 2 защиты поступает на вход блока 3 АПВ и перебрасьшает его триггер 21-(элемент памяти аварийного отключения источника 6 питания) в единичное состояние. При этом сигнал с выхода триггера 21 не проходит через связанный с ним элемент И 22 .ввиду

5

0

отсутствия сигнала на другом входе этого элемента. :

Через некоторый проме куток време- HHj определяемый элементом 20 задержки, блок 3 АПВ осуществляет сбро триггера 19 в блоке 2 защиты и тем самьс™;, автоматически повторно включает источник 6 питания. Так как в искодном состоянии на инверсном выходе триггера 19 в блоке 2 защиты 1-1меет место логическая 1 (сигнал З/стэновки, которому соответствует логический О на основных выходах триггеров, вырабатывается в блоке 4 команд) 5 то при сбросе триггер, 19 3 блоке 2 защиты на его инверс ном выходе Ир соответственно на выходе первого элемента 22 в блоке 3 контроля появляется единичный сигнал, который переключает триггер 23 (элемент памяти о включении источника 6 питания от блока 3 АПВ) в единичное состояние, в результате чего логическая 1 поступает на один из входов элемента И 24 этого блока, а также на один из входов элемента И 8 блока 5 ОНЭ.

При повторном автоматическом включении источника 6 питания от блока 3 АПВ на формиро&атель 33 поступают импульсы только с двух- канального выхода блока 32, поскольку на соответствующем его входе отсутствует сигнал, снимающий запрет с четырехканального выхода (отсутствует сигнал на выходе элемента ИЛИ 13 и, соответственно, на одном из входов элемента И 2 блока 5 ОНЭ), При этом формирователь 33 источника 6 питания вырабатывает два импульса, поступаюЕще на один из вентилей анодной и катодной групп выпрямителя 34« под- . ЮБоченных к разным фазам питающего выпрямитель напряжения, обеспечивая однофазньй режим выпрямления выпрямителя 33, Одновременно с включением выпрямителя по однофазной схеме происходит пуск инвертора 35 и на выходе источника 6 питания (на нагрузке 39) появляется напряжение повьшзенной частоты. Если при достижении определенной величиныэ достаточной для повторного пробоя неисправного электрода, напряжение на нагрузке 39 вновь исчезает, то вступает в действие схема, не позволяющая выключить источник 6 питания при пропадании напряжения на нагруз0

0

5

ке, которая работает следующим образом. При включении источника 6 пи- тани; от блока 3 АПВ и появлении напряжения повышенной частоты иа входе блока 1 выпрямленное напряжение обратной связи с выхода блока 1 поступает на входы блока 2 и блока 5 OH3j к выходу которого подключен триггер 7 с счетньпч входом. После триггера сигнал поступает на вход одного из одновибраторов 10, 11 (в зависич-ости от исходного состояния триггера 7), которые вырабатывают одинаковые импульсы, по длительности 2 неменого превьш1ающие один период частоты 50 Гц, 3 результате на выходе элемента ИЛИ 12 появляется сиг- наЛз блокирующий срабатывание блока 1 и, соответственно 5 блока 2 за- гаиты. Так продолжается до тех пор (столько полупериодоЕ Гд)., по- .ка в результате протекания аварийного тока через плавкую вставку в цепр неисправного электрода последняя не перегорит и не отключит его от общей цепи генератора озона.

После этого при очередном включении напряжение обратной связи достигает величины, при которой срабатывает пороговый элемент 17 в блоке 1, с выхода которого сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 13 блока 5 ОНЭ и на один из входов элемента И 9, на вькоде которого появля- sjTCH сигнал, снимающий запрет с че ъфехканального выхода блока 32 источника 6 питания. При этом на выходе формировате тя 32 того же .блока появляется шесть импульсов управления и выпрят-штель 33 переводится в режим трехфазного выпрямления , а источник 6 питания - в номинальный рабочий режШ .

После появления напряжения обратной связи в блоке 1 через .элемев:т 16 задеержки сигнал поступает на один из входов элемента И 24 в блоке 3 АПВ и запускает одновибратор 25. С выхода последнего сигнал приходит на R-входы триггеров 23 и 21,, переключая их в исходное состояние, Тем са- мьм стирается память об авар;ийном о.сключении и п 0(зледующем АПВ ксточ- НЕжа 6 питания и обеспечивается готовность устройства к следующему отключению неисправного электрода,, если это случится.

Использование предлагаемого устройства в озонаторе,, содержащем

0

S

0

5

0

5

71

генератор озона с множеством параллельно включенных электродов с плавки ми вставками и источник питания повышенной частоты, состоящий из трехфазного выпрямителя и однофазного параллельного инвертора, позволит существенно упрост ить эксплуатацию такого рода установок.

ормула изобретения ю

15 20 25 30 эг

Устройство управления источником питания повьшенной частоты, содержащее блок контроля напряжения, блок защиты, блок автоматического повторного включения, блок команд, блок отключения неисправного электрода, источник питания, о т л и - чающеес-я тем, что, с целью снижения массогабаритных характеристик, в нем блок отключения неисправного электрода выполнен на триггере, первом и втором элементах И, первом и втором одновибраторах, первом и втором элементах ИЛИ, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, пер- вьш вход первого элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсньш выходы которого через соответственно первый и второй одновибраторы подключены к первому и второму входам первого элемен та ИЛИ, выход и третий вход которого являются соответственно первым выходом и первым входом блока отключения неисправного электрода, втоСоставитель В. Чижиков Редактор-И. Николайчук Техред Т.Тулик КорректорМ, Демчик

Заказ 8429/60 Тираж 871Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ю

036908

рым выходом которого является выход второго элемента И, а вторым,

третьим, четвертым и пятым входами - соответственно первый и второй вхо- 5 ды второго элемента ИЛИ, вторые

входы первого и второго элементов И, при этом первьш н второй входы и первый выход блока otключeния неисправного электрода подключены соответственно к первому и второму выходам и первому входу блока контроля напряжения, второй и третий вход и третий и четвертый выходы которого подключены соответственно 15 к первому выходу источника питания, к первому выходу блока команд, к первому входу блока автоматического повторного включения, к первому входу блока защиты, второй и третий 20 входы и первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому выходу блока автоматического повторного включения, к второму выходу источника питания, к второму 25 входу блока автоматического повторного включения, к третьему входу блока автоматического повторного включения,второй и третий выходы которого соединены соответственно с 30 третьим и четвертым входами блока отключения неисправного электрода,второй выход блока защиты соединен также с первым входом блока команд,второй выход которого соединен с пятым вхо- эг дом блока отключения неисправного электрода и с первым и вторым входами источника питания,третий вход которого подключен к второму выходу блока отключения неисправного электрода.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в устройствах защиты системы параллельный инвертор - газоразрядная нагрузка с множеством параллельно включенных электродов с плавкими вставками, например плазмохимичес- кий реактор - генератор озона. Цель изобретения - снижение массогабарит- ных характеристик - достигается выполнением блока 5 отключения неисправного электрода на триггере 7, логических элементах 8 и 9, двух одновибраторах 10 и 11 и логических элементах 12 и 13. Устройство также содержит блок 1 контроля напряжения, блок 2 защиты, блок 3 автоматического повторного включения, блок 4 команд и источник 6 питания. Возможный вариант выполнения указанных блоков - их поэлементный состав - приводится в описании изобретения. 1 ил. i (Л С 1C о со а со