Способ питания электрогазовой горелки Советский патент 1988 года по МПК F23N5/12 F23D14/02 

Изобретение относится к способам питания электрогазовых горелок, используемым для получения высокотемпературного потока продуктов сгора- ния путем подогрева факела диффузным электрическим разрядом в процессах газопламенной обработки строительных материалов, например стекла и кирпича, а также в плавильных пе- чах различного назначения.

Целью изобретения является повышение точности регулирования о

На фиг„1 приведены диаграммы изменения напряжения U, тока i и про- водимости g в зависимости от времени tj на фиг о 2 - пример выполнения блок-схемы устройства, реализующего способ; на фиг„3 - функциональная схема тиристорного ре гулятора; на фиг„4 - диаграммы работы функциональных элементов

устройствао

Импульсное напряжение( фиг,1) представляет собой отрезки синусои- дального напряжения U, длительност - которых определяется углом регулирования oi.

Мгновенное значение тока i токо- проводящей среды определяется ее проводимостью g и напряжением U в рассматриваемый момент времени

л

t -Q , где со - угловая частота

питающей сети.

Флуктуация проводимости среды вызывает колебания тока нагрузки,величина которого должна поддерживаться на.определенном (заданном) уровне От клонение среднего значения тока от заданного во время очередного импульса полупериода питающего напряжения и) может быть скомпенсировано изменением длительности в следующем полупериоде питающего напряжения. Сред- нее значение импульса тока (фиг.1) за полупериод питающего напряжения пропорционально его вольт-секундной площади (заштрихованная область) и соответствует.заданному значению для установивщегося значения проводимости g, и угла регулирования обдс Длительность последующего импульса корректируется (уменьшается) в зависимости от нового- значения проводимости среды g,.,. Следует отметить, что проводимость среды пропорциональна амплитудному значению тока лишь в начальный момент формирования импульса

5 0

о

5

« г

0

Поэтому в теоретическом случае падение по времени момента начала импульса и изменения проводимости среды, регулирование длительности последующего импульса будет адекватным (на угол )«

Устройство (фиг.2) содержит ти- ристорный регулятор 1, силовой вход которого подключен к источнику 2 переменного напряжения, а выход через трансформатор 3 тока соединен с электрогазовой горелкой 4 и входом датчика 5 напряжения, выходы трансформатора 3 тока и датчика 5 напряжения через соответствующие выпрямители 6 и 7 подключены к входам логарифмического делителя 8, выход которого соединен с информационньм входом амплитудного детектора 9 со сбросом, сумматор 10, входы которого подключены , к выходам задатчика 11 опорного напряжения, интегратора 12 со сбросом и амплитудного детектора 9 со сбросом, а выход - к управляющему входу тиристорного регулятора 1, причем его синхронизирующий выход соединен со сбрасывающ;ими входами соответственно интегратора 12 со сбросом и амплитудного детектора 9 со сбросом

Тиристорный регулятор (фиг,3) содержит о нопороговые компараторы 13 и К, входы которых объединены и подключены к выходу источника 15 синхронизирующего напряжения, а выходы - соответственно к входам логического элемента 2НЕ-И 16 и входам логических элементов И 17 и 18, интегратор 19 со сбросом, информационный вход которого подключен к задатчику 20 опорного напряжения, а сбрасывающий вход - к выходу логического элемента 2НЕ-И 16, компаратор 21, первый вход которого соединен с выходом интегратора 19 со сбросом, второй вход 22 - с выходом сумматора 10 (), а выход через одновибратор 23 - с объединенными вторыми входами 24 логических элементов И 17 и 18 (фиг.З) и сбрасывающими входами интегратора 12 со сбросом (фиг,2) и амплитудного детектора 9 со сбросом; вводные устройства 25 и 26 соответствующих встречно включенных тиристоров тиристорного коммутатора 27, входы которых подключены к выходам соответственно логических элементов И 17 и 18, выходы 28 и 29 тиристорного коммута-

3139АОО

тора 27 подключены соответственно к выходу источника 2 переменного напряжения и входу трансформатора 3 тока (фиг,2).

На фиГоА приведены диаграммы напряжений на выходе следующих элементов устройства: и - источника 15

синхронизирующего напряжения, U интегратора 19 со сбросом, U ком-

паратора 13, U4 компаратора 14,

Uj -логического элемента 16, Ug-логического элемента 17, логического

элемента 18, Ug - одновибратора 23,

иg - компаратора 21.

Устройство работает следующим образом

Выходной сигнал источника 15 синхронизирующего напряжения (фиг„3 и 4 синусоидальной формы, совпадаюпдий по фазе с напряжением U (фиглО, с помощью однопороговых компараторов 13 и 14 (работают в противофазе) преобразуется соответственно в два противофазных, прямоугольных импуль- са (фиг,4) длительностью примерно 178 элоградо В момент перехода синхронизирующего напряжения через Ноль-сигнал на выходе однопороговых компараторов 13 и 14 одновременно принимает низкий уровень (логический ноль). В результате этого на выходе логического элемента 2НЕ-И 16 формируется импульс высокого уровня длительностью 4 эЛо град о (фиг.4)„ Этим импульсом осуществляется сброс (обнуление) интегратора 19 со сбросом (фиГоЗ)„ Во время отсутствия импульса на выходе интегратора 19 со сбросом формируется линейно возрастающее напряжение (пилообразное), наклон которого обеспечивается задатчиком 20 опорного напряжения и параметрами времязадающей цепио Пилообразное напряжение сравнивается с выходным сиг- налом сумматора 10 (вход 32 на фиГоЗ) и в момент его превышения на выходе компаратора 21 формируется прямоугольный импульс, которым запускается одновибратор 23 о На выходе одно- вибратора формируются импульсы длительностью примерно 2 элоградо и частотой 100 Гц. С помощью логических элементов И 17 и 18 выходные импульсы одновибратора 23 распределяют на

5

0 5 0 0 5

5

соответствующие тиристоры тиристор- ного коммутатора 27,Гальваническое разделение силовых и управленческих цепей осуществляется посредством вводных устройств 25 и 26 соответствующих тиристоров Каждый тиристор работает в определенный полупериод питающего напряжения (фиГо1)о Выходным сигналом одновибратора 23 (выход 24) осуп;ествляет- ся сброс (подготовка к измерению) интергратора 12 со сбросом а тлитуд- ного детектора 9 со сбросом (фиг.2)„

На выходах трансформатора 3 тока и датчика 5 напряжения формируются соответственно сигналы, пропорциональные току и напряжению на нагрузке (среде), которые выпрямляются с помощью выпрямителей 6 и 7 и подаются на входы логарифмического делителя В Логарифмический делитель 8 делит значение выходного сигнала выпрямителя 6 на значение выходного . сигнала выпрямителя 7 В результате этого на его выходе формируется сигнал, пропорциональный проводимости среды Максимальное значение проводимости в течение каждого импульса фиксируется амплитудным детектором 9 со сбросом и далее суммируется с сигналами задатчика 11 опорного напряжения и интегратора 12 со сбросом. ИнформационньпЧ вход интегратора 12 со сбросом соединен с выходом выпрямителя 6, в результате чего на его выходе формируется сигнал, пропорциональный среднему значению тока за полупериод питающего напряжения.

Формула изобретения

Способ питания электрогазовой горелки импульсным напряжением путем измерения среднего значения тока предшествующего импульса и корректировки длительности последующего импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, измеряют величину напряжения предшествующего импульса, производят деление среднего значения тока на величину напряжения и корректировку производят в зависимости от частного

Фи.1

Фи. J

Изобретение позволяет повысить точность регулирования. На выходах трансформатора 3 тока и датчика 5 напряжения формируются соответственно сигналы, пропорциональные току и напряжению на нагрузке, которые выпрямляются с помощью выпрямителей 6, 7 и подаются на входы логарифмического делителя 8, Последний делит значения выходных сигналов вьтрями- телей один на другой. На выходе делителя формируется сигнал, пропорциональный проводимости среды. Макс, значение проводимости в течение каждого импульса фиксируется амплитудным детектором 9 со сбросом и далее суммируется с сигналом задатчика 11 опорного напряжения и интегратора 12 со сбросом. Информационный вход последнего соединен с выходом выпрямителя 6. В результате на выходе интегратора 12 формируется сигнал, пропорциональный среднему значению тока за полупериод питающего напряжения. Таким образом производится корректировка длительности последующего импульса напряжения, питающего злектрогазовую горелку. 4 ил. с S (Л