Устройство для управления вентилем знакопеременного источника питания электрофильтров Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 H02H7/10 B03C3/68 

инвертора 4, то импульсы управления на высоковольтной тиристорный ключ знакопеременного источника питания не подаются и напряжение на электрофильтре практически отсутствует.Неправильное опрокидывание инвертора ликвидируется автоматически за время паузы между импульсами синхронизации, не нарушая алгоритма работы системы управления. Когда напряжение на коммутирующем конденсаторе 9 ниже, чем это необходимо для нормальной коммутации тиристоров 5,6,7 и 8 инвертора 4,на

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах управления и защиты вентильных преобразователей.

Целью изобретения является повышение надежности источника питания электрофильтров.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для управления знакопеременным источником питания электрофильтров.

Устройство для управления знакопеременным источником питания электрофильтров содержит источник 1 постоянного напряжения, соединенный через стабилизатор 2 тока с дросселем 3 на выходе с последовательным t-юсто вым инвертором 4 на тиристорах 5-8, в диагональ которого включены коммутирующий конденсатор 9 и нагрузка 10 Нагрузка 10 представляет собой первичную обмотку высоковольтного трансформатора системы распределения импульсов управления по тиристорам высоковольтного ключа знакопеременного источника питания (не показана) и носит активно-индуктивный характер. Коммутирующий конденсатор 9 подключен к дополнительному источнику 11 постоянного напряжения через блок 12 задания начального напряжения, выполненный на зарядном резисторе 13 и управляемом ключе (тиристоре) 14. К коммутирующему конденсатору 9 подключен такясе датчик 15 напряжения, выход которого через пороговый элемент 16 подключен к одному из входов

1297195

элемент совпадения 17 подается логическая единица с выхода порогового элемента 16. При наличии на другом входе элемента совпадения 17 синхронизирующего сигнала формирователь импульсов управления 19 запускает блок задания начального напряжения 12 и начинается быстрый заряд коммутирующего конденсатора 9. Таким образом, к моменту прихода следующего импульса синхронизации инвертор 4 подготовлен к дальнейшей работе. 1 ил.

элемента 17 совпадения, к другому входу которого подключен источник 18 синхронизирующего сигнала. Выход элемента 17 совпадения подключен к фор- 5 мирователю 19 импульсов управления тиристора 14 блока 12 задания начального напряжения.

Датчик 15 напряжения на коммутирующем конденсаторе 9 может быть вы полнев, например, в виде резистивно- го делителя напряжения, высоковольтное плечо 20 которого подключено к входу, а низковольтное 21 - к выходу выпрямителя 22, предназначенного для выпрямления знакопеременного напряжения конденсатора 9. Конденсатор 23 фильтра предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Пороговый элемент 16 может быть выполнен на компараторе 24 с гистере- зисной характеристикой для повьшения помехоустойчивости, в котором порог срабатывания при снижении напряжения на конденсаторе 9 и на конденсаторе 23 задается потенциометром 25, а порог отпускания при повьшении напряже- н 1я - потенциометром 26. Порог срабатывания компаратора 24 выбирается, исходя из минимального напряжения на конденсаторе 9, необходимого для нормальной коммутации тиристоров 5-8 инвертора 4.Порог отпускания компаратора 24 выбирается из соображений помехоустойчивости, а также, исходя

-5 из величиныпостоянной времени цепи заряда конденсатора 9,определяющей время ее заряда до напряжения источника 11.

0

0

312

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения от источника 11 коммутирующий конденсатор 9 заряжается через резистор 13 блока 12 до напряжения дополнительного источника 11 постоянного напряжения. Чтобы исключить переходный процесс работы инвертора 4 с тем чтобы фронт и амплитуда первого сфор мированного инвертором 4 импульса управления не бьши хуже последующих, необходимо к моменту появления синхронизирующего импульса развить в выходном дросселе 3 стабилизатора 2 номинальньш ток. Для этого алгоритмом работы системы управления инвертором 4 предусмотрено при первоначальной подаче питающего напряжения от источника 1 опрокидывание мостово го инвертора 4, для чего импульсы управления подаются сначала на тиристоры двух каких-либо последовательных плеч инвертора 4, например на тиристоры 6 и 8. Теперь, когда коммутирующий конденсатор 9 заряжен до номинального напряжения и в дросселе 3 течет номинальньш ток, инвертор 4 подготовлен к работе. При поступлении импульса синхронизации, задающе- го угол проводимости высоковольтного ключа знакопеременного источника питания по отношению к питающему напряжению, инвертор 4 начинает формирование в нагрузке 10 широкого управляю- щего импульса с частотным заполнением. Затем подается пара импульсов на тиристоры 6 и 7. Так как тиристор 6 бьш уже включен, то его состояние не изменится, Тиристор 7 включится и погасит тиристор 8, Ток, заданный стабилизатором 2 тока,, начнет протекать по цепи: тиристор 6 - нагрузка 10 - коммутирующий конденсатор 9 - тиристор 7, перезаряжая коммутирующий конденсатор 9 и формируя в нагрузке 10 импульс тока управления одной полярности. При подаче в момент следующей пары импульсов управления на тиристоры 5 и 8 эти тиристоры выключатся и погасят тиристоры 6 и 7. Ток начнет протекать по цепи: тиристор 5 - коммутирующий конденсатор 9 - нагрузка 10 - тиристор 8, перезаряжая коммутирукщий конденсатор 9 до первоначального значения напряжения и формируя в нагрузке 10 ИМПУЛЬС тока управления в прот-ивопо5

- 5

954

ложной полярности. Далее работа инвертора 4 продолжается аналогичным образом.

Сформированные в нагрузке 10 инвертором 4 знакопеременные импульсы тока выпpямJ яютcя на потенциале тиристоров высоковольтного ключа, образуя широкий импульс управления тирис- торным ключом знакопеременного источника питания. В момент времени, когда питающее напряжение знакопеременного источника питания неняет полярность и кончается импульс синхронизации, инвертор 4 опрокидывается путем подачи импульсов управления на тиристоры 6 и 8, прекращая формирование в нагрузке 10 широкого импульса управления высоковолы ным ключом. Инвертор 4 остается готовым к работе до прихода следующего и1-шульса синхронизации, когда цикл повторяется,

Если в какой-либо момент времени в результате прихода импульса помехи или сбоя в системе упрарпения инвертором 4 произойдет неправильное опрокидывание инвертора 4, т.е. опрокидывание, не предусмотренное алгоритмом работы системы управления инвертором 4, и напряжение на коммутирующем конденсаторе 9 будет в этот момент меньше того, которое необходимо для нормальной коммутации тиристоров инвертора 4, напряжение на выходе датчика 15 напряжения начнет спа- дать со скоростью, определяемой постоянной времени - цепочки - резистор 21, конденсатор 23. Напряжение на конденсаторе 23 спадет до напряжения порога срабатывания компаратора 24, которьш переключится, в результате чего на выходе порогового элемента 16 вместо сигнала логического нуля появится сигнал логической единицы. На первом входе элемента 17 совпадения в это время еще присутствует напряжение логического нуля от источника 18 синхронизирующего сигнала (инвентированньй синхронизирующий сигнал), так как еще не кончился интервал проводимости высоковольтного ключа. Поэтому на выходе элемента 17 совпадения, выполненного на элементе И-НЕ, присутствует сигнал логической единицы, а на выходе формирователя 19 импульсов управления отсутствует импульс. После окончания импульса синхронизации, т.е. при приходе ло- гической единицы инвертированного

сигнала, на выходе элемента 17 совпадения появляется сигнал логического нуля, который посредством элемента И 27 с открытым выходом формирует базовый ток транзистора 28. Последний ст- пирается и формирует на первичной обмотке трансформатора 29 импульс тока, который передается трансформатором 29 на ключ 14. Длительность импульса

управления определяется сечением сер- 10 система регулирования допускает сня- дечника и числом витков трансформатора 29 и составляет несколько десятков мс. В определенный момент времени трансформатор 29 насьщается и с управляющего перехода ключа 14 сни- 5 мается импульс управления, хотя по первичной обмотке трансформатора 29 ток продолжает протекать до момента времени, когда запирается транзистор 28.20

Таким образом, с начала паузы между импульсами синхронизации через открытый ключ тиристор 14 от дополнитие импульсов управления с источников питания на несколько периодов при искрении.

Формула изобретения

Устройство для управления вентилем знакопеременного источника питания электрофильтров, содержащее источник синхронизирующего сигнала, источник постоянного напряжения, подключенньй через стабилизатор тока к последовательному мостовому тиристорному инвертору, к коммутирующему конденсаУстройство для управления вентиле знакопеременного источника питания электрофильтров, содержащее источник синхронизирующего сигнала, источник постоянного напряжения, подключенньй через стабилизатор тока к последовательному мостовому тиристорному инвертору, к коммутирующему конденсательного источника 11 постоянного напряжения начинается быстрый заряд тору которого подключен выход блока коммутирующего конденсатода 9. Когда задания начального напряжения, вклю- напряжение на коммутирующем конденсаторе 9 достигнет напряжения источника, ключ 14 выключится. Скорость заряда определяется постоянной времени - цепочки, состоящей из емкости коммутирукяцего конденсатора 9 и внутреннего сопротивления дополнительного источника 11 постоянного напряжения.

По мере заряда коммутирующего

30

чающего зарядньй резнстор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным источником постоянного напряжения, датчиком напряжения на коммутирующем конденсаторе, пороговым элементом, элементом совпадения и фор1 1ирователем импульсов, а 35 блок задания начального напряжения снабжен управляемым ключом, причем управляемый ключ подключен параллель но зарядному резистору, управляющий вход ключа подключен к выходу формиконденсатора 9 начнет увеличиваться и напряжение на конденсаторе датчика 15 напряжения со скоростью, опредечающего зарядньй резнстор, отли чающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным источником постоянн го напряжения, датчиком напряжения на коммутирующем конденсаторе, пор говым элементом, элементом совпаде ния и фор1 1ирователем импульсов, а 35 блок задания начального напряжения снабжен управляемым ключом, причем управляемый ключ подключен паралле но зарядному резистору, управляющи вход ключа подключен к выходу форм

ляемой постоянной времени цепи резис- 40 рователя тмпупьсов, вход которого тор 20, конденсатор 23. Когда напряжение 9;остигнет величины отпускания компаратора 24, напряжение на выходе порогового элемента 16 станет равным нулю, а на выходе элемента 17 совпа- 5 дения - логической единицы и транзис- ,тор 28 формирователя импульсов управления 19 закроется. При этом сердеч- :ник трансформатора перемагнитится в обратную сторону.-

Составитель Ю.Бояринов Редактор Ю. Середа Техред Л.Сердюкова

подключен к выходу элемента совпад ния, первый вход которого подключе к источнику синхронизирующего сигн ла, а второй - к выходу порогового элемента, вход которого подключен выходу датчика напряжения на комму рующем конденсаторе, причем дополн тельньй источник постоянного напря жения подключен к входу блока зада ния начального напряжения.

Корректор Н.Король

792/59

Тираж 661Подписное

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

5

71956

Тем самым уже к приходу следующего импульса синхронизации инвертор 4 будет готов к нормальной работе, и сбой в работе знакопеременного источника питания не превысит периода напряжения питающей сети. Это вполне допустимо, так как за это время среднее напряжение на электрофильтре практически не снижается, к тому же

система регулирования допускает сня-

тие импульсов управления с источников питания на несколько периодов при искрении.

Формула изобретения

Устройство для управления вентиле знакопеременного источника питания электрофильтров, содержащее источник синхронизирующего сигнала, источник постоянного напряжения, подключенньй через стабилизатор тока к последовательному мостовому тиристорному инвертору, к коммутирующему конденсатору которого подключен выход блока задания начального напряжения, вклю-

тору которого подключен выход блока задания начального напряжения, вклю-

чающего зарядньй резнстор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным источником постоянного напряжения, датчиком напряжения на коммутирующем конденсаторе, пороговым элементом, элементом совпадения и фор1 1ирователем импульсов, а блок задания начального напряжения снабжен управляемым ключом, причем управляемый ключ подключен параллельно зарядному резистору, управляющий вход ключа подключен к выходу формирователя тмпупьсов, вход которого

подключен к выходу элемента совпадения, первый вход которого подключен к источнику синхронизирующего сигнала, а второй - к выходу порогового элемента, вход которого подключен к выходу датчика напряжения на коммутирующем конденсаторе, причем дополни- тельньй источник постоянного напряжения подключен к входу блока задания начального напряжения.

Корректор Н.Король

3

секундомером. После этого трехходовой кран 23 возвращают в исходное положение и открывают задвижку 6, благодаря чему теплоноситель из емкости 9, где он накапливался во время измерения расхода теплоносителя, возвращается в циркуляционную систему, а его уровень в расширителе 4 снова восстанавливается. После этого задвижку 6 закрывают, и измерение расхода можно повторить столько раз, сколько это необходимо.

Метки уровней могут быть нанесены на стекле уровнемера 15, прохождение теплоносителя от одной метки к другой может контролироваться визуально, а секундомер включаться вручную. Прохождение теплоносителя через метки верхнего и нижнего уровней рабочего объема мерного бака 3 можно контролировать с помощью фотореле с выдачей сигнала на электрический секундомер, или же другим способом, например путем использования электрических уровнемеров.

Разделив рабочий объем мерного бака 3 на время его опорожнения, получают расход теплоносителя в единицу времени. Рабочий объем мерного бака 3 определяют предварительно с помощью заливания в него жидкости от нижней до верхней метки, где установлены пробные краники 14 и 13, количество которой,отмерено образцовым мерным сосудом,.

Дпя повьшения точности измерения объема мерного бака 3 нижнюю и верх- .нюю границы этого объема располагают на суженных частях мерного бака 3. Сам мерный бак 3, расширитель 4 и емкость 9 для приема теплоносителя следует делать невысоким, получая необходимые объемы за счет увеличения горизонтальных размеров, чтобы уменьшить до пренебрежимой величины влияние изменения уровней теплоносителя до и после насоса на точность измерения расхода.

Редактор Н. Горват

Составитель Ф. Чиркина

Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Заказ 786/56 Тираж 699Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

971254

При измерении гидравлического сопротивления теплообменника 11 нужные расходы теплоносителя устанавливают задвижкой 21, а тепловой поток 5 теплообменника 11 при заданной разности температур теплоносителей определяют вычитанием из мощности нагревателей бака 1 его собственных

тепловых потерь, получаемых предва- fO рительной тарировкой установки. Проводя опыты при нескольких тепловых режимах, строят зависимость теплового потока теплообменника от разности температур теплоносителей, напри- 15 мер, на входе в теплообменник и гидравлического сопротивления от расхода и температуры теплоносителя.

В предложенном устройстве повыша- 20 ётся точность испытаний за счет исключения из контура, по которому движется жидкий промежуточный теплоноситель лишнего местного сопротивления. 25

Формула изобретения

Установка для испытания теплооб30 менников, содержащая нагревательный бак G расположенными внутри него нагревателями, соединенный трубопроводами через насос и задвижки с теплообменником, образуя замкнутую систе35 му циркуляции теплоносителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытаний, она снабжена емкостью для приема теплоносителя, расширителем, мерным

40 баком, трехходовым краном, емкость для приема теплоносителя с одной стороны подсоединена трубопроводами к нижней части нагревательного бака через задвижку и к теплообменнику

через трехходовой кран, а с другой стороны через расширитель и мерный бак к верхней части нагревательного бака.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах управления и защиты вентильных преобразователей. Целью изобретения является повьшение надежности источника питания электрофильтров. В момент прихода импульса помехи или сбоя в системе управления инвертором 4 произойдет его неправильное опрокидывание. Если при этом напряжение на коммутирующем конденсаторе 9 будет ниже, чем это необходимо для нормальной коммутации тиристоров 5,6,7 и 8 (Л