Устройство для контроля мощности электропечи Советский патент 1983 года по МПК G01R21/06 G01R21/10 H05B1/02 

1

Изобретение относится к электротермии и может быть применено для контроля мощности нагревательной электропечи с чисто ак- тивным нагревателем при симметричном токе.

По основному авт. св. N921120 известно устройство контроля мощности электропечи, содержащее. одноканальный датчик мощности на одном квадратичном преобразователе, два линейных преобразователя напряжения и тока, сопротивление нагрузки, выпрямитель, выполненный в виде вентильного моста с щуйтом на выходе, последовательно с которым включены в одну цепь ВЫХОД другого линейного преобразователя, дополнительный вентильный мост с квадратичным преобразователем на; выходе и сопротивление нагрузки. Для учета потерь мощности в короткой сети печи шунт выполнен с отводом,, к которому подключен один из вентилей выпрямителя {11

Недостатком известного устройства является снижение точности контроля мощности в области малых токов из-за пели11еЙ1гого выходного сопротивления веитилыгого моста с

щунтом, что ограничивает снизу диапазон точного контроля мощности.

Цель изобретения повышение точности и расщирение диапазона коитроля мощности, ,

Для достижения этой цепи в устройстве меж-i ду вентильным мостом выпрямителя линейноп) преобразователя тока и щуитом включен стабилитрон.

Включение стабилитрона позволяет поддержать на неизменном уровне сопротивление

10 вентильного моста с шунтом (и со стабилитроном) в случае, когда ток линейного преобразователя тока становится меньше тока линейного преобразователя напряжения и. напряжение на щунте меняет знак. Таким образом, режим работы всего устройства не изменяется в области малых токов.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие его работу.

20

Устройство состоит из одноканального датчика мощности на одном квадратичном преобразователе 1, двух линейных преобразователей напряжения и тока в виде трансформато3996ров напряжения 2 и тока 3 , шунта 4, стабилитрона 5, сопротивления нагрузки 6, выпрямителя 7, вьтолненного в виде вентильйо г моста 6 последовательно соединенным шуитоМ и стабилит{х ном на выходе, последовательно « которым включены в одну цепь выход линей ного преобразователя напряжения, дрполн ятель1 ный вентильный мост 8 с квадратичным преобразователем 1 на выходе и сопротивление нагрузки 6. Шунт выполнен с отводом 9, к .которому подключен один из вентилей выпря мителя 7. Устройство включено в цепь симмет ричного ток j чисто активного нагревателя 10, причем в цепи могут быть большие (относительно) сопротивления 11, характеризующие потери в короткой сети. Для регулирования мощности электропечи в ее цепи может быть включен произвольный силовой преобразова- , тель 12, например тиристорньщ. При работе устройства (фиг, 1) в замкн том контуре из вторичной обмотки трансформатора 2, шунта 4 , сопротивления нагрузки 6, вентильного моста 8 с квадратичным преобразователем 1 складываются сигналы, пропорциональные напряжению модулю L сигнала тока i,-, а сумма прикладывается к квадратичному преобразователю Uj,. Нелинейная волыамперная характеристика этого преобразователя настраивается с учетом сопротивления самого преобразователя 1, нагрузки 6, шунта 4, обмоток трансформатора 2 и при зтом обеспечивает пропорциональность выходного тока ( напряжения U, квадрату упомянутой суМмы (диаграммы фиг. 2 г-е показаны в увеличенном по сравнению с фиг. 2 а, в масштабе). При большом токе i. (фиг. 2, от О до 21С) на стабилитроне 5 почти все время падает напряжение Upy на уровне напряжения стабилизации, но благодаря работе трансформатора тока в режиме генератора тока это только несколько увеличивает потери в устройстве, не влияя па точность. Напряжение на шунте 4 Uy имеет достаточно сложную форму, так как определяется падением напряжения от разности токов ш- ш -1Чт1На фиг. 2 от О до 2 тс напряжение на шунте все время положительно, -поэтому сопро тивление «пунта 4 участвует в формировании вольтамперной характеристики квадратичного преобразователя 1, и среднее значение выходного напряжения тока 1а|,(хсропределяемое через площади Sj 5Л%„.1, .) (3(, Ч:|-(итн-Чт получался пропорцинальным г щности Р вЫУСр -Q (S-t-S) - Fuidcut p . при нулевом ке i. (фиГ, 2, от 2 72 о 41) напряжение на шунте 4 получается Ьтрицательньпл на участке от 2 7Г до ЗП, но это напряжение прикладывается к закрытому ста-билитрону 5, поэтому шунт 4 не 3aKjOpa4HBaeiся и его сопротивление по прежнему участвует в формировании характеристики квадратичного преобразователя 1. Среднее значение выходного напряжения получается нулевым, так как Si 82. Если бы стабилитрон 5 отсутствовал, то на участках бтрйцатёльного напряжения па шунте (как на фиг. 2 е от 2 ТС до 37t) он бы шунтировался мостом 7, его сопротивление исключалось бы из замкнутого контура и появлялась бы значительная методическая погрешность (диаграмма для этого случая показана на фиг. 2 штриховыми линиями). Данная погрешность появилась бы и при малых токах -. в режимах, когда на шунте 4 появляются отрицательные напряжения. Область применения устройства ограничена чисто активной нагрузкой и симметричным током, что однако, в основном, соответствует характеру нагрузки электропечей сопротивления Фо р м у л а изобретения Устройство для контроля мощности электропечи с симметричным чисто активным током по авт. св. N 921120, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона контроля мощности, на выходе выпрямителя линейного преобразователя тока последовательно с шунтом включен стабилитрон. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 921120. кл. Н 05 В 1/02, 1980.

.1