УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОЛ^АТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ Советский патент 1968 года по МПК G05F1/66 

Известно устройство для автоматического регулирования электрической мощности шестиэлектродной трехфазной руднотермической электропечи, содержащее измерительный орган, работающий по принципу сравнения напряжения и величины тока дуги; регулирующий Орган в виде магнитного усилителя и управляющий - два нереверсивных электродвигателя.

Предложенное устройство позволяет повысить устойчивость, точность и надежность регулирования. Отличается оно тем, что на входе измерительного каскада установлены блок деления, подключенный через схему сравнения и схему коррекции к управляющему каскаду, и блок перераспределения мощности на концевых выключателях, контакты которых включены в цепи связи измерительного и регулирующего каскадов двух электродов.

Принщи.аиальная электрическая схема устройства изображена на чертеже.

Устройство содержит измерительный каскад, включающий трансформатор тока 1, трансформатор напряжения 2 и блок деления 3. На выходе трансформатора тока .получается напряжение, пропорциональное току фазы печи. Это напряжение выпрямляется мостовой схемой 4 и подается на блок деления в качестве делимого (отрицательного знака). С выхода трансформатора напряжения 2, получается напряжение, пропорциональное напряжению на электроде. Это напряжение выпрямляется мостовой схемой 5 и подается на блок деления в качестве делителя (положительного знака).

Блок деления вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, амплитуда и частота следования которых постоянны. Длительность отрицательных импульсов пропорциональна току фазы, а длительность положительных импульсов пропорциональна напряжению на электроде. Постоянная составляющая такой последовательности пропорциональна отношению этих двух величин, т. е. пропорциональна проводимости.

Схема состоит из ключей, собранных на транзисторах Гь Т, Т-, и усилителя на транзисторах Т и 7. При положительной полуволне управляющего напряжения транзистор Ti(h-Р-А) открыт, а транзисторы Т и Тз закрыты. Конденсатор Ci подключается к напряжению отрицательного знака, пропорциональному току электрода (делимому). В результате появления тока заряда конденсатора Ci на сопротивлении RQ создается падение напряжения, которое запирает T. На выходе Т появляется импульс напряжения. При отрицательной полуволне управляющего напрякроются. При этом Гз через сопротивление RS соединит напряжение, пропорциональное делимому, с общей точкой, а Т подключит конденсатор Cj к напряжению, пропорциональному делителю (противоположного зпака), и Cj будет разряжаться через 2, з, R2, и Кб- На сопротивлении 5 создается падение напряжения, которое открывает Т. На выходе получаем импульс напряжения обратной полярности. Диод Д служит для предотвращения разряда Ci. Полученные разнополярные импульсы усиливаются транзистором Та и подаются на усредняющий фильтр, собранный на сопротивлении R7 и конденсаторе Со.

На выходе фильтра получается напряжение, пропорциональное частному (проводимости). Это напряжение подается на схему сравнения.

Регулирующий каскад содержит схему сравнения 6, входной каскад 7 и канал управления подъемом и опусканием электрода.

Схема сравнения выполнена на потенциометрах. Разностное напряжение со схемы сравнения подается на входной каскад. Входной каскад представляет собой мостовую схему, в одну из диагоналей которой включен транзистор. На выходе каскада появляется усиленный сигнал (коэффициент усиления входного каскада порядка пяти), величина и знак которого зависят от величины и знака сигнала рассогласования. Этот сигнал подается на входы каналов управления подъемом и опусканием электродов. Оба канала управления перемещением электрода идентичны. Каждый из них содержит усилитель сигнала рассогласования и схему коррекции, включающую реле времени и несимметричный триггер (триггер Шмитта).

Усилитель сигнала рассогласования состоит из двух каскадов. Первый каскад - усилитель, собранный по схеме с общим эмиттером. Второй каскад - эмиттерный повторитель, примененный для согласования выходного сопротивления усилителя со входом схемы коррекции и для усиления мощности. Схема коррекции содержит реле времени и триггер Шмитта. Реле времени еостонт из конденсатора Сз, сопротивления jRs и диода ДаПри отсутствии сигнала рассогласования транзистор TU открыт и конденсатор Сз полностью заряжен до напряжения 9 вольт от источника (по цепи - 9 вольт, сопротивление коллектор-эмиттер открытого транзистора TS, сопротивление диода Да, Сз, -J-9 вольт). Поетоянная времени цепи заряда при этом незначительна. При появлении сигнала рассогласования напряжение на Выходе эмиттерного повторителя уменьщается и конденсатор Сз разряжается через сопротивление . Время разряда регулируется с помощью переменного сопротивления Rs- Реле времени елужит для фильтрации высокочастотных возмущений электрического режима печи. Выдержку времени реле устанавливают при настройке регулятора в зависимости от характера технологических возмущений и режима работы печи. Напряжение с выхода реле времени подается па триггер Шмитта, собранный на транзисторах ГУ и vg. В зависимости от величины

входного сигнала триггер имеет два возможных соетояния. Если входное напряжение триггера отрицательнее уровня его срабатывания, то транзистор T открыт, а Т - закрыт. Если входное напряжение положительнее уровня срабатывания триггера, то наоборот закрыт, а TS открыт. Триггер формирует прямоугольный сигнал. Управляющий каскад 8 выполнен на транзисторах Тд и Гю, включенных параллельно.

Нагрузкой каскада является катущка соленоида Ci. Транзисторы работают в режиме переключения.

Особенность работы каждого каскада управления заключается в том, что всякое в:ключепие соленоида (вверх или вниз при отклонении регулируемой величины) происходит с задержкой по времени, а отключение соленоида (привода) сигналом противоположного знака - практически мгновенно. Это существепно улучщает динамичеекие качеетва регулятора.

При значительных парущениях технологического режима и длительной работе печи без перепуска электродов (когда один из электродов фазы перемещается до концевого выключателя) возникает необходимость выбрать заданную, мощность фазы перемещением другого электрода. Такие режимы составляют по времени не

менее 15-20% времени работы печи. В мощных руднотермических электропечах отключение в эти периоды регулятора связано со значительными потерями и потому нецелесообразно. Указанную задачу выполняет блок перераспределения мощности, включаемый автоматически.

При срабатывании концевого выключателя одного из электродов фазы замыкаются соответствующие контакты KBi или КВ2, причем

сигнал рассогласования, снимаемый со схемы сравнения этого электрода, подается дополнительно на вход регулирующего каскада второго электрода. Для восстановления нормального режима

работы поеле перепуека электродов сигнал рассогласования со схемы сравнения первого электрода на вход регулирующего каскада второго электрода подают через диод Да- Благодаря этому на вход второго электрода со

схемы сравнения первого проходит сигнал только одного знака - вызывающий опускание электрода. Сигнал, вызывающий подъем электрода, через диод не проходит -и отрабатывается своей схемой.

„

Предмет цзобретения

электрода измерительный каскад с трансформатором тока и напряжения на входе, регулирующий и управляющий каскады, схемы сравнения и коррекции, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автономности, повышения устойчивости, точности регулирования и надежности работы устройства, в нем на входе измерительного каскада установлен блок деления, подключенный через схему сравнения и схему коррекции к управляющему каскаду, и блок лерераспредмения мощности на концевых выключателях, контакты которых включены в цепи связи измерительного и регулирующего каскадов двух электродов.