Устройство для автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра Советский патент 1991 года по МПК B03C3/68 

с

00

J J

oo

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров, улавливающих высокоомные пыли, и позволяет повысить степень газоочистки. Устройство для автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра 1 содержит высоковольтный источник б с тиристорным регулятором 9, две встречно-параллельные цепи, состоящие из последовательно соединенных соответственно вентилей 2, 3 и коммутаторов 4,5, датчики тока 8 и напряжения 20, селектор 19 искровых разрядов, блок 13 переходного режима, формирователь 12 управляющих сигналов длительного режима, амплитудно-Фазовый преобразователь 11, формирователь 10 управления тиристора- ми, блок 14. ограничения перенапряжений, блок 15 управления, выходные формирователи 16, 17 и блок 18 управления переключением формирователя 12, 3 ил. k/ ic

Фиг. 1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров (ЭФ), улавливающих вы- сокоомные пыли,

Цель изобретения - повышение степени газоочистки.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра; на фиг. 2 - блок-схема блока управления переключением формирователя и формирователя управляющих сигналов длительного режима; на фиг. 3 - сопоставимые во времени диаграммы работы блока переключения формирователя.

Электрофильтр 1 (фиг. 1) через цепочки из диодов 2 и 3 и коммутаторов 4 и 5 подключен к высоковольтному источнику 6 переменного напряжения. Высоковольтный источник 6 содержит повышающий трансформатор 7, один вывод высоковольтной обмотки которого соединен с общей точкой диодов 2 и 3, а другой - через датчик 8 тока с общей точкой схемы. Низковольтная обмотка трансформатора 7 через тиристорный регулятор 9 соединена с сетевыми входами источника 6. Управляющие входы тири- сторного регулятора 9 соединены через формирователь импульсов управления ти- ристорами 10 с амплитудно-фазовым преобразователем 11, первый вход которого соединен с выходом формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима, второй вход - с выходом блока 13 переходного режима и с выходом блока 14 ограничения перенапряжений. Первый и второй входы блока 14 соединены с сетевым входом высоковольтного источника 6, третий и четвертый входы - с первым и вторым выходами блока 15 управления соответственно. Первый и второй выходы блока 15 управления соединены также через выходные формирователи 16 и 17 импульсов управления с управляющими входами коммутаторов4 и5, а второй выход, кроме того, соединен с.первым входом блока 18 управления переключением формирователя и вторым входом формирователяа 12 управляющих сигналов длительного режима. Второй вход блока 18 управления переключением формирователя соединен с вторым выходом формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима, третий вход которого соединен с выходом блока управления переключением формирователя, а первый вход - с выходом селектора 19 искровых разрядов, который соединен также с входом блока 13 переходного режима. Первый вход селектора 19 искровых разрядов соединен с выходом

датчика 20 напряжения на электрофильтре, второй - с выходом датчика 8 тока.

Формирователь 12 управляющих сигналов длительного режима (фиг. 2) содержит

задающие конденсаторы 21 и 22, одна из обкладок каждого из которых соединена с общей точкой схемы, а другие - через первый 23 переключающий контакт реле 24 с общей точкой последовательно включенных

0 зарядной 25 и разрядной 26 цепей с обкладкой дополнительного конденсатора 27 и вторым входом блока 18 управления переключением формирователя. Через второй 28 переключающий контакт реле 24 конден5 саторов21, 22 соединен с выходом блока 18 управления. Обмотка реле 24 включена в коллекторную цепь транзисторного ключа 29, база которого через резисторный делитель 30 соединена с вторым выходом блока

0 15 управления (фиг. 1) и первым входом блока управления 18 переключением формирователя. Вход зарядной 25 цепи конденсаторов 21, 22, 27 соединен с первым входом формирователя 12 и значит с выхо5 дом селектора 19 (фиг. 2) искровых разрядов, а выход их разрядной 26 цепи - с первым выходом формирователя 12 и значит с первым входом амплитудно-фазового преобразователя 11 (фиг. 2). Первый вход

0 блока 18 управления переключением формирователя (фиг. 2) соединен через формирователь 31 сигнала переключения с тактовыми входами D-триггеров 32 и 33. Выход триггера 33 соединен через резистор5 ный делитель 34 с базой транзисторного ключа 35, в коллекторной цепи которого включена обмотка реле 36, переключающий контакт 37 которого соединяет выход блока 18 управления с общей точкой либо резисто0 ров 38 и 39, либо резисторов 39 и 40 делителя, включенного между общей точкой схемы и источником питания устройства. Общая точка резисторов 39 и 40 соединена также через диод 41 с коллектором транзмсторно5 . го ключа 42 и резистором 43. База транзисторного ключа 42 через резисторный делитель 44 соединена с выходом триггера 32. Второй вход блока 18 управления переключением формирователя соединен через

0 повторитель 45 напряжения с инверсными входами компараторов 46 и 47 напряжений, на прямые входы которых подаются постоянные напряжения UonU U0n2. Выходы ком- параторсв 46 и 47 соединены с входами

5 схем инверторов 48 и 49, Выход схемы инвертора 48 соединен с информационным входом триггера 32, а выход схемы 49 - с информационным входом триггера 33.

Устройство работает следующим образом,

Блок 15 управления вырабатывает импульсы управления коммутаторами 4 и 5, работающими в противофазе. Блок 15 формирует импульсы напряжения со следующими параметрами: частота следования f 0,01-10 Гц, скважность Q 2-5. Таким образом, блок 15 управления задает режим переключения знакопеременного напряжения на электрофильтре. Частота и скважность импульсов устанавливаются вручную, исходя из физико-химических свойств пыли и технологических параметров фильтра. Выходные импульсы с блока 15 управления поступают на формирователи 16 и 17 импульсов управления коммутаторами 4 и 5, обеспечивая подачу на управляющие входы коммутаторов прямоугольных импульсов напряжения заданной величины. При включении по команде с блока 15 управления коммутатора 4 в результате заряда конденсатора электрофильтра по цепи источник 6 питания - диод 2 - коммутатор 4 на электрофильтре формируется напряжение положительной полярности. При включении коммутатора 5 по цепи источник 6 питания - диод 3 - коммутатор 5 на электрофильтре формируется напряжение отрицательной полярности. Высоковольтный источник 6 переменного напряжения поддерживает на электрофильтре предпробивное напряжение в течение положительной или отрицательной полуволны знакопеременного напряжения. Например, при работе автоматического регулятора напряжения аналогичного регулятору типа ПРТ, это осуществляется следующим образом.

При подаче напряжения на электрофильтр 1 в его активной зоне систематически возникают искровые разряды, сопровождающиеся скачкообразными снижениями напряжения на электродах фильтра и импульсными возрастаниями тока, что приводит к срабатыванию селектора 19 искровых разрядов. На выходе селектора 19 искровых разрядов появляется импульс напряжения, форма которого повторяет форму скачкообразных изменений напряжения на электрофильтре. Выходные сигналы селектора 19 искровых разрядов воздействуют на блок 13 переходного режима и формирователь 12 управляющих сигналов длительного режима. Формирователь 12 устанавливает на выходе сигнал, который представляет собой динамический уровень напряжения, определяющий угол включения тиристоров регулятора 9 и, следовательно, средний уровень напряжения на электродах фильтра. Кроме того, в формирователе 12 по сигналу с выхода блока 15 управления осуществляется с частотой знакопеременного сигнала переключение задающих конденсаторов 21 и 22 (фиг. 2), каждый из которых в один полупериод знакопеременного сигнала подключен к заряд- 5 ной 25 и разрядной 26 цепям и определяет угол отпирания тиристора регулятора 9, а в другой запоминает найденный в свой рабочий полупериод уровень, определяющий предпробивное напряжение на электро0 фильтре. Блок 13 переходного режима воздействует на амплитудно-фазовый преобразователь 11 таким образом, что приводит к закрытию тиристора регулятора 9, т.е. к снятию напряжения с первичной об5 мотки трансформатора 7 при каждом искровом или дуговом пробое в электрофильтре. На входы блока 14 ограничения перенапряжений поступают напряжение сети и сигналы с выходов блока 15 управления, а на

0 выходе формируется сигнал, который воздействует на амплитудно-фазовый преобразователь 11 таким образом, что приводит к закрытию одного из тиристоров регулятора 9, т.е. к снятию напряжения с первичной

5 обмотки трансформатора 7 на время отрицательной полуволны сетевого напряжения при формировании на электрофильтре напряжения положительной полярности и на время положительной полуволны при фор0 мировании напряжения отрицательной полярности. Амплитудно-фазовый про, ора- зователь 11 определяет в зависимое;и от амплитуды сигналов, поступающих с блоков 12-14, момент подачи импульсов управле5 ния на тиристоры регулятора 9 по отноше нию к фазе питающего напряжения.

Определение уровня постоянного напряжения, к которому необходимо подключить не работающий в данный полупериод знако0 переменного напряжения задающий конденсатор, и подключение последнего к этому уровню, осуществляются следующим образом.

Допустим, что в момент на электро5 фильтре формируется отрицательная полярность рабочего напряжения Uf (фиг. 3), при этом с выхода блока 15 управления (фиг. 1) поступает импульс 112(фиг. 3) на второй вход формирователя 1.2 управляющих сигналов

0 длительного режима и на первый вход блока 18 управления переключением формирователя. Этот сигнал открывает транзисторный ключ 29, через обмотку реле 24 протекает ток. Пусть при этом контакт 23 реле 24 под5 ключает задающий конденсатор 21 к зарядной 25 и разрядной 26 цепям, а контакт 28 реле 24 подключает задающий конденсатор 22 к выгоду блока 18 управления переключением формирователя. Напряжение на задающем конденсаторе, подключенном к

зарядной 25 и разрядной цепям, определяет угол отпирания тиристоров регулятора 9, следовательно, напряжение на электрофильтре. Таким образом, в рассматриваемый полупериод знакопеременного напряжения на электрофильтре, напряжение на задающем конденсаторе 21 определяет величину напряжения отрицательной полярности на электрофильтре и в данный полупериод изменяется, регулируя напряжения на электрофильтре, а напряжение на задающем конденсаторе 21 (фиг. 3) в данный полупериод остается постоянным и поддерживается сигналом с выхода блока 18 управления переключением формирователя, Уровень напряжения, поддерживаемый на конденсаторе 22, соответствует напряжению, достигнутому на электрофильтре при формировании напряжения положительной полярности в предыдущий период знакопеременного напряжения,

В устройстве возможно запоминание трех уровней Ui,i; Ui,2, Ui,3 напряжения Ui на электрофильтре (фиг. 3), которые соответствуют уровням Us.i; U3.2; из.з напряжений U3, U4 (фиг.З) на задающих конденсаторах 21 и 22, Значения Ui,2, Ui,3 наиболее характерные значения уровней предпробив- ных напряжений на электрофильтре npw очлстке данного газа и зависят от физико- химического состава очищаемого газа и технологических параметров фильтра,-Ui.i соответствует уровню напряжения начального коронообразования. Напряжение 1)з,з подается с общей точки резисторов 38 л 39, Уз,2 - с общей точки резисторов 39 и 40 при открытом транзисторе 42, Пз.ч - е общей точки резисторов 39 и 40 при закрытом транзисторе 42. Пусть в течение первого рассматриваемого полупериода знакопеременного напряжения на электрофильтре напряжение Ш (фиг. 3), на задающем конденсаторе 22 имеет уровень напряжения 11з,1. Это означает, что в предыдущий полупериод напряжение Ui на электрофильтре не достигло значения Ui,2 (фиг. 3). При этом контакт 37 реле 36 подключает выход блока 1В управления переключением формирователя к общей точке резисторов 39 и 40 при закрытом транзисторе 42, в этом случае резистор 43 подключается через диод 41 параллельно резистору 40. Пусть такое положение контакта 37 реле 36 соответствует случаю, когда через обмотку реле 36 протекает ток, т.е. открытому состоянию транзистора 35 или когда на его базу падал импульс напряжения Ui (фиг. 3).

На второй вход блока 18 управления переключением формирователя 12 поступаетнапряжение 1)5(фиг. 3) с дополнительного конденсатора 27 формирователя 12 управляющих сигналов длительного режима, соответствующее текущему значению

рабочего напряжения на электрофильтре, Сигнал U5 через повторитель 45 напряжения поступает на входы компараторов 46 и 47, где сравнивается: в одном с уровнем Uoni, пропорциональном величине 1)з,2 и,

0 следовательно, величине Ui,2, а в другом - с уровнем Uon2, пропорциональным 1)з,з и соответственно Ui,3. Сигналы U6, U7 (фиг. 3) с выходов компараторов 46 и 47 (фиг. 3) преобразовываются в схемах в сигналы 1)8 и U9

5 соответственно и далее поступают на информационные D-входы триггеров 32 и 33. При поступлении тактовых импульсов U10 (фиг. 3) с выхода формирователя 31 сигнала переключения триггеры 32 и 33 устанавли0 ваются в состояния, соответствующие сигналам на D-входах. Сигналы U8, U9 несут информацию о том, в каком диапазоне (.s; Ui,,3; UKUu), находится текущее значение напряжения на электро5 фильтре. Тактовые импульсы U10 (фиг. 3) представляют собой короткие (пхЮ мкс) импульсы, соответствующие моментам переключения полярности знакопеременного напряжения. Поскольку время переключе-.

0 ния контакта 23 реле 24 имеет конечное значение больше пх10 мкс, то при поступлении импульсов U2 (фиг. 3) с блока 15 упрэв- лзния на переключение полярности в течение длительности импульсов УЮсигна5 лы U8, U9 несут информацию о напряжении на электрофильтре в момент перед переключением знакопеременного напряжения. При этом триггеры 32 и 33 устанавливаются в состояния U11, U12 {фиг. 3), определяю0 щие на выходе блока 18 управления переключением формирователя -уровни напряжения, которые необходимо зафиксировать. В предлагаемом устройстве запоминается уровень напряжения либо равный,

5 либо меньший текущего значения напряжения на электрофильтре. При работе данного типа электрофильтра при очистке определенного газа уровень рабочих напряжений изменяется в пределах 10-20%, поэтомудо0 статочно иметь два уровня запоминания..

Таким образом, устройство позволяет осуществить режим знакопеременного питания электрофильтра в любом диапазоне регулирования частоты и напряжения. Оно

5 позволяет повысить степень газоочистки за счет повышения среднего значения напряжения на электрофильтре при переключении полярности знакопеременного напряжения, используя простую и надежную схему построения устройства.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования знакопеременного напряжения электрофильтра, содержащее высоковольт- ный источник с тиристорным регулятором в первичной цепи, соединенный с электрофильтром через две встречно параллельно включенные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных, со- ответственно, первого вентиля и первого коммутатора, второго вентиля и второго коммутатора, датчик тока и датчик напряжения, подключенный к электрофильтру, соединенные через селектор искровых раз- рядов с блоком переходного режима и первым входом формирователя управляющего сигнала длительного режима, содержащего первый и второй задающие конденсаторы, одна обкладка которых соединена с общей точкой схемы, а другая обкладка через первый переключающий контакт-реле с обкладкой дополнительного конденсатора и общей точкой последовательно включенных зарядной и разрядной цепей, при этом выходы блока переходного режима и формирователя управляющих сигналов длительного режима соединены через амплитудно-фазовый преобразователь и формирователь импульсов управления тиристорами с выхо-

дами тиристорного регулятора, блок ограничения перенапряжений, первый и второй входы которого соединены с сетевыми входами высоковольтного источника, а выход - с вторым входом амплитудно-фазового преобразователя, блок управления, выходы которого соединены через выходные формирователи импульсов управления с управляющими входами соответственно, первого и второго коммутаторов и непосредственно первый выход - с третьим, а второй выход - с четвертым входами блока ограничения перенапряжений и вторым входом формирователя управляющих сигналов длительного режима, отличающее- с я тем, что, с целью повышения степени газоочистки путем увеличения среднего значения рабочего напряжения на электрофильтре при переключении полярности, в устройство введен блок управления переключением формирователя, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока управления и вторым выходом формирователя управляющих сигналов длительного режима, а выход через дополнительно введенный второй переключающий контакт реле формирователя управляющих сигналов длительного режима - с первым и вторым задающими конденсаторами.

±n

ti

ь

6

0

Ul

0 UB

0

U9 0

%1

Un° 0

tin 0

2f

г

-3