Устройство для контроля мощности электропечи — SU 921120 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 921120(51)М. Кд. Н 05 8 1/02 6 01 В 21/10 Гооударстмнный комитет ссса ао делен изобретений н открытий;41(088,8) Опубликовано 150482Бюллетень1" Дата опубликования описания 17.04.82 ители 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПЕЧ ный переключ ель, управляемыи окой частоты 21. генератора н Это устро ного пе сложно Наиболее ением являроля мощноее однокан лизся м техническим ретройство для конктропечи, содержа датчик мощности н разователе, аунт, узки и два линейя напряжения и то ти эл альныипрео ие наг квадратично сопротивлен и преобразовате печи, например виде трансфорока, к выходуключен выпрями матора напряжения и одного из которых и ельНед 31. остатками уст экая чувствит не менее 83/ игнала в балл сложность н мости точного ух вторичных ора напряженироистваельность вляютс го н из за полез- противиз-за неания цепотери ного с лениях обходи пей дв формат мощност стных с строик соглас луобмоток тра по коэффициен и Государственныи научно; институт кварцевого стеклаИзобретение относится к электротер мии и может быть применено для контро"ля моцности нагревательной электропечи с чисто активным нагревателем при симметричном токе.Известно устройство для контроля мощности электропечи, содержащее датчик мощности на двух квадратичных преобразователях, два линейных преобразователя тока и напряжения и ва" риаторы коэффициента передачи, позволяюцие учесть потери в короткой сети 11 .Это устройство из-за наличия двух квадратичных преобразователей слонтно при применении к электропечам с чисто активным нагревателем при симметричном токе,Известно устройство, содержащее одноканальный датчик (преобразователь) мощности на одном квадратичном преобразователе, два линейных преобразо" вателя тока и напряжения, электронный фазоинверсный каскад и электронство из-за наличия элекключателя и генератора3 92112 трансформации и сопротивлению, неучет потерь мощности в короткой сети элек. тропечи.Целью изобретения является повышение чувствительности, точность кон троля мощности печи и упрощение нас.тройки устройства.Для достижения этой цели выпрямитель выполнен в виде вентильного моста с шунтом на выходе, последова О тельно с которым включены выход второго линейного преобразователя, со.противление нагрузки и вход дополнительного вентильного моста, к выходу которого подсоединен квадратич ный преобразователь.Кроме того, шунт может быть снабжен отводом, к которому подключен один из вентилей выпрямителя.Данное включение элементов устройства позволяет избавиться от. балластных сопротивлений, что увеличивает чувствительность по мощности выходного сигнала более чем в 5 раз; применение в первом выпрямителе мостовой д схемы вместо нулевой устраняет необходимость согласования двух дифференциально включенных цепей, что упрощает настройку устройства; выполнение шунта с отводом позволяет учесть потери мощности в короткой .сети печи, что повышает точность контроля мощности в самой печи. На фиг. 1 и 2 представлены два варианта устройства; на фиг. 3 - вре 35 менные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство состоит из одноканального датчика мощности на одном квад 40 ратичном преобразователе 1, двух линейных преобразователей напряжения и тока в виде трансформаторов напряжения 2 и тока 3, шунтов 4 и 5, сопротивления нагрузки Рн 6, выпрямителя 7, выполненного в виде вентиль 45 ного моста с шунтом на выходе, последовательно с которым включены в одну цепь выход другого линейного преобразователя, дополнительный вентильный мост 8, с квадратичным пре- ф образователем на выходе и сопротивление. нагрузки. На фиг. 1 шунт 4 выполнен с отводом 9, к которому подключен один из вентилей выпрямителя 7. Устройство включено в цепь симметричного тока чисто активного нагре вателя 10, причем в цепи могут быть большие (относительно) сопротивления 0 411, характеризующие потери в короткой сети.Устройство работает следующим образом.На фиг, 1 выпрямитель 7 с шунтом4 подключен к выходу трансформаторатока 3, и при отсутствии отвода 9 нашунте получается напряжение, пропорциональное модулю тока печи. На фиг,1этот же выпрямитель подключен к выходу трансформатора напряжения 2, ина шунте получается напряжение, пропорциональное модулю напряжения печи.Напряжение шунта 4 суммируется с напряжением выхода второго линейногопреобразователя, т.е, на фиг,1 - снапряжением, пропорциональным напряжению печи, на фиг, 2 - пропорциональным току печи. На фиг. 3 а,б показаны примеры симметричных диаграмм напряжения и тока печи при чисто активном нагревателе 10, а на фиг, 3 всплошной линией - диаграмма напряженияна шунте 4. На фиг. Зг показана сумма напряжений шунта 4 и выхода другого линейного преобразователя. Дляработы схемы принципиально важно,чтобы эта сумма имела противоположныезнаки в различные полупериоды, какэто показано на фиг. Зг. Для этогонеобходимо, чтобы напряжение на шунте 4 было в любой момент временименьше модуля выходного напряжениядругого линейного преобразователя,На фиг. Зд, показана диаграмма выходного тока сопротивления нагрузкиб, который пропорционален квадратусуммарногб напряжения на фиг,Зг иповторяет его знак. Если О(Ы С)напряжение, пропорциональное напряжению нагревателя, ( юг.) - напряжение,пропорциональное току нагревателя,то среднее значение выходного тока 1за период 2. будет пропорциональносредней мощности Р при условии симметрии тока и напряжения относительно оси абсцисс (т.е при отсутствиичетных гармоник):Х 2 й.- / (у. и 1-/ (ц-;):Ю+= /" ОМА+/, ОйЛ)=О)сЫ=-РПри реактивной нагрузке при нали-,чии в токе четных гармоник (при не- симметрии тока), а также, когда на)пряжение шунта 4 превышает величину5 92:1 120 6ммодуля напряжения другого линейного 1 потерям в сопротивлениях короткоипреобразователя и суммарное напря- сети 11 печи.жение на фиг. Зг не становится разно. Применение предлагаемого устройстполярным в разные полупериоды, уст- ва позволяет более чем в 5 раз повы"ройство работает с методической пог" 5 сить точность контроля мощности, упрощает настройку устройства.Весь средний ток протекает черезсопротивление нагрузки 6 Ви, отдавая ей мощность величиной 1 г Кн, Формула изобретениячто более, чем в 5 раз превышает отдаваемую мощность известного устрой- Устройство для контроля мощства, где значительная часть мощнос- ности электропечи с симметричным чисти теряется в балластных сопротивле- то активным током, содержащее однониях. Схемы фиг.1 и 2 симметричных канальный датчик мощности на квадрадля положительной и отрицательной 1 тичном преобразователе, шунт, сополуволн тока .и .напряжения, в том противление нагрузки и два линейныхчисле выходное сопротивление линей- преобразователя напряжения и, токаного преобразователя, подключенного печи, например, в виде трансформа"к выпрямитепю 7, одинаково влияют наторов напряжения и тока, к .выходу од"разнополярные полуволны, Поэтому на ного из которых подключен выпрямительстройка "нуля" в устройстве вообще о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,не требуется, существенно упрощает- с целью повышения чувствительности,ся остальная настройка. точности контроля мощности и упрощеПри подключении одного из венти- ния настройки, выпрямитель выполненлей выпрямителя 7 к отводу 9 шунта 25 в виде вентильного моста с указанМ на фиг. 1 коэффициент передачи ли- ным шунтом на выходе, последованейного преобразователя тока на эле- тельно с которым включены выход вто,ментах 3, 1, 7 и 9 становится раз-, рого линейного преобразователя, со,ным для полуволн тока противополож- противление нагрузки и вход дополного знака. На фиг. 3 в штриховой 30 нительного вентильного моста, к.,линией показано уменьшение выходного выходу которого подсоединен квадрасигнала для положительной полуволны. . тичный преобразователь,При этом, как следует из выражения(1) 2. Устройство по п.1, о т л ивь 1 ходной ток датчика 1 ч а ю щ е е с я тем, что шунт снабжен отводом, к которому подключенгй( . 1 Ы ( .ггодин из вентилей выпрямителя.=-4, Ц- гхо ф=-рн й)Источники информации,определяет мощность сети за вычетом принятые во внимание при экспертизечлена, пропорционального квадрату дей. Авторское свидетельство СССР,действующего тока нагревателя 1 н. 40 по заявке Ю 2722120/07,Здесь ЬК - разность коэффициентов кл. Н 05 В 1/02, 1978передачи по току для разнозначных 2. Авторское свидетельство СССггрполуволн. Подбором величины ЬК доби- Ю 130983, кл. 21 Е 36/02; 1960,ваются вычитания из выходного сигна Патент США М 321855,ла (2) напряжения, пропорционального 45 кл, 32 ч, 19651921120 Турпа Составительехред А, Ач дакт ректорЛ. Бокиан инь За филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,2385/76 Тираж 856 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, 3-35, Подписноеомитета СССРоткрытийшская наб д,