Controlul tiristor al cuptorului cu rezistență. Control automat al temperaturii in cuptoarele electrice. Yarov V. M. Surse de energie ale cuptoarelor cu rezistență electrică Tutorial

• A) continuitatea reglementării. Tiristoarele comută curentul în sarcină la frecvența rețelei (de 50 de ori pe secundă), ceea ce vă permite să mențineți temperatura cu o precizie ridicată și să răspundeți rapid la modificările influențelor perturbatoare;
• B) absența contactelor mecanice crește fiabilitatea și reduce costurile de întreținere și exploatare;
• C) posibilitatea de limitare a curenților de pornire a elementelor electrice de încălzire. Multe cuptoare au elemente de încălzire cu rezistență scăzută la frig, astfel încât curenții de pornire pot fi de 10 sau mai multe ori curentul nominal. Este posibilă limitarea curenților de pornire numai cu ajutorul controlului fază-impuls al tiristoarelor.

R Controlerul de putere a tiristorului dezvoltat de Zvezda-Elektronika LLC este un dispozitiv multifuncțional modern. Sistemul său de control se bazează pe un puternic procesor de semnal digital care monitorizează continuu un număr mare de semnale de control în timp real. Acest lucru determină o serie de avantaje față de echipamente similare:

• configuratie flexibila pentru orice tip de sarcina si proces tehnologic;
• indicație vizuală pe afișajul cu cristale lichide;
• dezvoltat complex de protecții și autodiagnosticare a defecțiunilor;
• suport pentru două moduri de control a tiristoarelor - fază-puls și numeric;
• moduri de stabilizare precisă sau limitare a curentului;
• posibilitatea implementării reglementării multizonale;
• integrare ușoară în sistemele de control al procesului.

Datorită acestui fapt, a fost posibilă dezvoltarea mai multor soluții gata făcute pentru automatizare. Deoarece aceste soluții se bazează pe produse produse în serie, achiziția și implementarea acestui echipament va costa semnificativ mai puțin decât dezvoltarea unui sistem de automatizare personalizat.

Exemplul 1. Automatizarea unui cuptor electric.

Controlerul PID TRM210-Shch1.IR este utilizat pentru controlul automat al cuptorului. La intrarea sa universală este conectat un senzor de temperatură, al cărui element sensibil se află în interiorul cuptorului electric. Controlerul PID măsoară temperatura curentă și acționează asupra controlerului tiristor cu un semnal analogic de 4..20 mA. Astfel, este implementat un sistem de control cu ​​o buclă de feedback închisă a temperaturii. Ieșirea releului a controlerului PID poate fi utilizată pentru alarme.

Exemplul 2. Automatizarea camerei de uscare.

Cu ajutorul programatorului TPM151-Shch1.IR.09 este implementat procesul de uscare a lemnului. Dispozitivul acționează asupra intrării de control a controlerului tiristor cu un semnal analogic de 4..20 mA și, prin urmare, reglează puterea și, prin urmare, temperatura din interiorul camerei, în timp ce ieșirea releului pornește periodic ventilatorul, ceea ce contribuie la uscare mai uniformă. Controlerul de program TRM151 vă permite să efectuați procesul de uscare conform diferitelor programe elaborate de tehnolog, de exemplu, pentru tipuri diferite lemn - molid, pin, stejar etc.

Exemplul 3. Automatizarea unui sistem de încălzire cu mai multe zone.

Un exemplu interesant este sistemul de control încălzitoare cu infraroșu a căror popularitate crește în fiecare an. Pentru aceasta, a fost folosit un controler PID multicanal TRM148. Încălzitoarele sunt conectate conform schemei „stea” cu un fir neutru comun, datorită căruia sunt create trei bucle de control independente. Fiecare zonă are propriul senzor - D1, D2, D3 - luând citiri din care regulatorul PID corectează semnalele de control 4..20 mA pentru controlerul tiristor, care reglează separat puterea în fiecare dintre elementele de încălzire.

Desigur, aceste exemple nu se limitează la gama de sarcini care pot fi rezolvate cu ajutorul unui controler cu tiristoare TPM. Poate, de exemplu, automatizarea camerelor de ventilație de alimentare, camerelor de vopsire, controlul automat al cazanelor electrice pentru încălzire și alimentare cu apă caldă și multe altele.

1 Scopul muncii

1.1 Familiarizați-vă cu dispozitivul cuptorului cu rezistență electrică, încălzitoarele electrice, modul de funcționare al cuptorului electric și circuitul de control electric.

2 Comanda de lucru

2.1 Notați datele tehnice (pașaport) ale cuptorului electric și electric instrumente de masura.

2.2 Familiarizați-vă cu dispozitivul unui cuptor cu rezistență electrică și cu scopul pieselor sale individuale.

2.3 Familiarizați-vă cu circuitul electric pentru controlul modurilor de funcționare ale unui cuptor cu rezistență electrică.

2.4 Colectați schema de conexiuni pentru a efectua experimentul.

2.5 Efectuați un experiment pentru a determina performanța energetică a unui cuptor cu rezistență electrică.

2.6 Întocmește un raport cu privire la munca depusă.

3 Descrierea configurației laboratorului

Instalarea de laborator pentru familiarizarea cu dispozitivul, principiul de funcționare și scopul pieselor individuale ale cuptorului cu rezistență electrică ar trebui să constea într-un cuptor cu rezistență electrică tip camera Modele OKB-194A sau modele H-15 cu încălzitoare de nicrom concepute pentru tratarea termică a metalelor în producția individuală și la scară mică. În plus, trebuie să existe un material sursă pentru tratamentul termic; pentru aceasta, se recomandă pregătirea pieselor care necesită o astfel de prelucrare. Ar trebui cunoscuți principalii parametri ai regimurilor de temperatură.

Termocuplurile sunt introduse în cuptorul electric pentru a controla temperatura. Instalația trebuie să aibă un dispozitiv de control automat al temperaturii și să aibă un set de instrumente de măsură și regulatoare de temperatură pentru încălzirea materialului sursă.

În camera în care se efectuează gemuri, ar trebui să fie atârnate postere care prezintă cuptoare electrice tipuri variate si structuri, scheme de circuite electrice pentru controlul instalatiilor de cuptor electric de incalzire electrica cu rezistenta.

4 Scurte informații teoretice

Cuptoarele cu rezistență electrică, unde energia electrică este transformată în căldură prin corpuri lichide sau solide, au acțiune directă și indirectă. LA cuptoare direct acțiune, corpul încălzit este conectat direct la rețea (Fig. 1) și încălzit de curentul care circulă prin acesta.

Poza 1 - schema circuitului instalații pentru încălzirea directă a unei țagle metalice: 1 - țagle încălzite; 2 - transformator

LA cuptoare indirecte acțiune, căldura este eliberată în elemente speciale de încălzire și transferată corpului încălzit prin radiație, conducție sau convecție a căldurii. Cuptoarele cu rezistență și dispozitivele de încălzire directă sunt utilizate pentru încălzirea produselor cilindrice (tije, țevi) și încălzire indirectă pentru tratarea termică a produselor și materialelor, precum și pentru încălzirea semifabricatelor pentru forjare și ștanțare.

Încălzirea materialului sursă în cuptoarele cu rezistență electrică, de regulă, se realizează la o anumită temperatură (setată). Perioada de încălzire este urmată de o perioadă de menținere necesară pentru egalizarea temperaturii. Măsurarea temperaturii de încălzire și controlul pe parcursul procesului tehnologic de încălzire pot fi efectuate vizual și automat utilizând regulatoare automate conform metodei de pornire și oprire (pornire și oprire periodică a cuptorului).

Figura 2 prezintă o schemă de circuit a controlului unui cuptor electric cu reglare on-off.

Figura 2 - Schema schematică a cuptorului cu control on-off

Schema prevede control manual și automat. Dacă comutatorul P pus în poziție 1 , atunci circuitul va fi setat pe control manual și poziția 2 comutatorul comută circuitul pe control automat. Pornirea și oprirea elementelor de încălzire NE produs de termostat TP, ale căror contacte, în funcție de temperatura din cuptor, închid sau deschid circuitul bobinei contactorului L direct sau prin releu intermediar RP. Temperatura de încălzire poate fi controlată prin schimbarea puterii cuptorului - comutarea încălzitoarelor de la un triunghi la o stea (Fig. 3, a), în timp ce puterea cuptorului este redusă cu un factor de trei, iar pentru cuptoarele monofazate, prin comutare. de la o conexiune paralelă a încălzitoarelor la una în serie (Fig. 3, b) .

Figura 3 - Circuit electric pentru comutarea încălzitoarelor cuptorului: a - de la un triunghi la o stea; b - de la paralel la serial

În cuptoarele cu rezistență electrică, materialele cu rezistivitate ridicată sunt folosite ca elemente de încălzire. Aceste materiale nu ar trebui să se oxideze, iar oxizii formați la suprafață nu ar trebui să spargă și să revină la fluctuațiile de temperatură.

Cuptoarele cu cameră sunt cele mai utilizate pentru încălzirea materiilor prime datorită versatilității lor; sunt realizate sub formă de cameră dreptunghiulară cu căptușeală refractară și izolație termică, acoperită cu o vatră și închisă într-o carcasă metalică. Cuptoarele din seria H sunt realizate cu încălzitoare cu bandă sau sârmă așezate pe rafturi ceramice. Cuptoarele de tip OKB-194 (Fig. 4 și Fig. 5) sunt realizate în două camere, camera superioară este echipată cu încălzitoare de carborundum, iar cea inferioară cu nicrom.

Figura 4 - Cuptor electric camera tip OKB-194: 1 - mecanism de ridicare a usii camerei superioare; 2 - role ale ușii camerei inferioare; 3 - izolatie termica; 4 - camera superioara; 5 - camera inferioară; 6 - placa de vatra

Instrucțiuni

Datele tehnice (pașaport) ale cuptorului electric, echipamentelor de control și monitorizare și instrumentelor electrice de măsură se înregistrează conform datelor tabelare ale echipamentului. În viitor, aceste informații ar trebui să fie reflectate în raportul de lucru. Datele tehnice ale echipamentului sunt parametrii lor nominali, prin urmare, în timpul funcționării, este necesar să se respecte curentul, tensiunea, puterea și alte valori specificate în pașapoarte.

Când vă familiarizați cu un cuptor cu rezistență electrică, ar trebui să acordați atenție designului său și aranjamentului elementelor de încălzire și amplasării acestora în cuptor. Se recomandă măsurarea rezistenței elementelor de încălzire cu un tester. Luați o schiță a dispozitivului de pornire, acordați atenție unității sale. Aflați ce regimuri de temperatură trebuie respectate în timpul tratamentului termic al materiei prime (pieselor) în timpul experimentului. Specificați ce instrumente vor măsura temperatura de încălzire, unde vor fi instalate termocuplurile. Schema de conectare electrică a cuptorului electric și a instrumentelor de măsură pentru experiment este prezentată în fig. 5.

Elevii trebuie să selecteze instrumentele electrice de măsură, echipamentele de control, să facă conexiunile necesare și, înainte de punerea în funcțiune a circuitului, să-l predea conducătorului clasei pentru verificare.

Figura 5 - Schema electrică schematică a cuptorului tip OKB-194: a - schema electrică; b - schema de funcționare a comutatorului universal UP

După verificarea schemei electrice și obținerea permisiunii și a instrucțiunilor de la șeful de lecție pentru tratarea termică a materialului sursă, elevii introduc materialul (piesele) sursă în dispozitivul de încărcare și pornesc cuptorul. În timpul experimentului, este necesar să se observe cu atenție citirile instrumentelor electrice și de măsurare a căldurii (ampermetru, voltmetru, wattmetru, dispozitiv de termocuplu secundar) și să se înregistreze citirile acestora la intervale regulate. Introduceți datele observațiilor și calculelor ulterioare în Tabelul 1. Când se atinge temperatura limită (în funcție de sarcină) și prezența regulatorului, temperatura va fi reglată. Este necesar să urmăriți modul în care funcționează regulatorul și să notați momentul întreruperii curentului. La sfârșitul experimentului, determinați consumul de energie și factorul de putere al instalației.

Consum DAR energia electrică este determinată de citirea contorului, iar în cazul în care este absentă în circuit, puteți utiliza valorile puterii R(după cum este indicat de wattmetru) și durată t lucrări:

A = Pt.(1)

Factorul de putere de instalare:

cosφ = Р/( UI).(2)

Tabelul 1 - Date experimentale

Raportul asupra lucrării este întocmit în forma specificată în Anexa 1. Raportul trebuie să conțină datele pașaportului aparatului și instrumentelor de măsură ale mașinii, să descrie pe scurt proiectarea cuptorului cu rezistență electrică, modul de tratare termică a materialului sursă, furnizați o schiță a dispozitivului de încărcare, amplasarea elementelor electrice de încălzire, schema de conectare electrică a dispozitivelor și aparatelor utilizate în experiment. Înregistrați rezultatele observațiilor și calculelor. Descrieți metode de control al temperaturii în timpul tratamentului termic. Răspunde la întrebări de securitate.

Rezumat disertație pe tema „Îmbunătățirea eficienței sistemelor de alimentare cu energie pentru cuptoare cu rezistență electrică multizonă cu controlere cu tiristoare”

Moscova Ovden Lenin și Ovden OCTOBER REVOLUTION Energy Institute

Ca manuscris RAZGONOV YENGSHIY LVOVICH

creșterea eficienței sistemelor de alimentare cu energie pentru multi-zone cuptoare electrice rezistențe cu regulatoare cu tiristoare

Specialităţi: 05.09.03 - Complexe Zlaktrotehnice

și sisteme, inclusiv reglementarea și gestionarea acestora;

09/05/10 - Eivktregerdache procese și instalații

Moscova - 1991

Lucrarea a fost efectuată la Departamentul de alimentare cu energie a întreprinderilor industriale al Institutului de inginerie energetică Alya-Atin.

Consilier științific - Doctor în Științe Tehnice, Profesor A.V.BOLOTOV

Oponenți oficiali - doctor în științe tehnice,

Profesor V.V.SHEVCHENKO - Candidat la Științe Tehnice, Asociat științific superior .Șeful Laboratorului Superior Yu.S.

Întreprindere lider - Uzina ceramică Tselinograd

Susținerea disertației va avea loc „” ^^ 1991. oră în public. min. pentru întâlnire

Institutul de Cercetare al Consiliului de specialitate K 053.26.06 al Ordinului Lenin din Moscova și al Ordinului Revoluției din octombrie al Institutului Energetic.

Feedback (două copii, sigilat) vă rugăm să trimiteți la adresa: 105835, GSP, Moscova, B-250, Krasnokazarmennaya st. 14, om de știință Soveg MPEI.

Teza poate fi găsită în biblioteca MS.

Secretar științific al Consiliului de specialitate K 053.16.06

Candidat la științe tehnice, profesor asociat ^ AsGeUl t.v.asharova,

" \ DESCRIEREA GENERALĂ A LUCRĂRII

■L „CPU i ®

De obicei ^ t ^ cei ^. dezvoltare modernă Economia națională este asociată cu o creștere a utilizării proceselor electrotermale care asigură o calitate îmbunătățită a materialelor și produselor, apariția de noi tehnologii avansate, o creștere a productivității muncii și o îmbunătățire a situației de mediu. Instalațiile electrotermale moderne se caracterizează printr-o creștere a puterii unitare, ceea ce contribuie la creșterea productivității și la scăderea costurilor de producție și a eficienței.

Cu toate acestea, creșterea puterii și complicarea instalațiilor electrotermale în sine, a modurilor lor de funcționare și reglare duce la faptul că, în calitate de consumator de energie electrică, acestea reprezintă o sarcină neliniară care are un efect semnificativ asupra sistemului de alimentare cu energie electrică. . Semnificația influenței instalațiilor electrotermale asupra rețelei de alimentare devine clară, având în vedere că acestea consumă aproximativ o treime din toată energia electrică produsă.

Acest lucru face ca este foarte relevantă rezolvarea problemelor de organizare rațională a alimentării cu energie electrică pentru instalații electrotehnologice puternice, îmbunătățirea calității energiei electrice,

În această lucrare, pe exemplul cuptoarelor electrice puternice cu rezistență continuă, cu regulatoare de temperatură cu tiristoare, sunt luate în considerare modalități posibile de îmbunătățire a alimentării acestora prin reducerea influenței neliniarității sarcinii, care sunt asigurate prin alegerea metodelor de control rațional. Vzalizarea acestor moduri mai subtile de a controla o sarcină neliniară multicanal poate fi furnizată pe scena modernă folosind microprocesoare.

Scopul lucrării este de a dezvolta sisteme digitale de control al alimentării cu energie electrică pentru cuptoare electrice puternice cu rezistență multi-zonă cu regulatoare de temperatură cu tiristoare care îmbunătățesc calitatea energiei electrice.

anergie prin reducerea nivelului componentelor armonice superioare.

Pentru a atinge acest obiectiv, în lucrare au fost stabilite și rezolvate următoarele sarcini:

1. Analiza circuitelor de alimentare pentru cuptoare puternice cu rezistență electrică multizonă cu regulatoare cu tiristoare

şi identificarea lor ca obiect al alimentării cu energie electrică.

2. Dezvoltarea de modele matematice și fizice pentru alimentarea ratonilor cu o sarcină neliniară multicanal și determinarea caracteristicilor energetice și a nivelurilor superioare. componente armonice generate de regulatoarele de temperatură cu tiristoare ale cuptoarelor cu rezistență electrică cu mai multe zone.

3. Dezvoltarea metodelor pentru controlul sincronizat al unei sarcini multicanal cu controlul puterii fază-impuls și lățimea impulsului și determinarea indicatorilor de calitate a puterii pentru natura deterministă și aleatorie a modificărilor de sarcină.

4. Optimizarea ghidurilor de funcționare pentru sistemul de alimentare cu energie a cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă cu control sincronizat.

5. Studii experimentale ale sistemelor de alimentare cu energie electrică prin cuptoare cu rezistență electrică multizonă la diferite căi controlul puterii pentru a testa funcționarea sistemelor de control dezvoltate.

6. Dezvoltarea sistemelor digitale de control al alimentării cu energie electrică pentru cuptoare cu rezistență electrică multizonă, algoritmi de control și implementare hardware.

Metode de cercetare” Metodele teoriei circuite electrice, analiză diferențială, metode ale teoriei controlului automat, metode numerice de rezolvare a ecuațiilor pe calculator, metode de modelare fizică, metode de planificare a experimentelor și analiză de regresie.

Noutatea de duș a lucrării este următoarea:

A fost dezvoltat un model matematic simplificat al sistemului

sursa de alimentare la o sarcină neliniară multicanal, care permite utilizarea ZSH pentru a determina compoziția și nivelurile componentelor armonice superioare ale curenților și tensiunilor, precum și puterea totală și indicatorii de energie integrati.

2. A fost dezvoltat un model fizic al sistemului de alimentare cu energie a unui circuit de rezistență electrică cu mai multe zone cu controlere de putere cu tiristoare, ceea ce face posibilă studierea influenței rezistenței interne a sistemului asupra indicatorilor de calitate ai energiei electrice.

3. S-a realizat un studiu pe modele de compoziție și niveluri ale componentelor armonice superioare generate de regulatoarele tiristor-kymya cu control fază-impuls și s-au obținut dependențe care fac posibilă determinarea nivelurilor și compoziției armonicilor superioare pe alimentatorul stației. autobuze și prezice schimbarea lor în timp.

4. Se obțin dependențe analitice ale indicatorilor principali de energie și ale indicatorilor de calitate pentru o sarcină activă multicanal controlată de regulatoare de putere cu lățime de impuls.

5. Se obțin dependențe analitice ale indicatorilor principali de energie și ale indicatorilor de calitate a puterii pentru controlul sincronizat al unei sarcini multicanal cu control al puterii fază-impuls și lățimea impulsului.

6. Au fost dezvoltate metode de control sincronizat al cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă, optimizând modul de consum al cuptorului prin criteriul dispersiei minime a puterii.

7. Au fost obținute relații care au legat indicatorii tehnologici și energetici ai cuptoarelor cu rezistență electrică cu parametrii de timp ai algoritmului de control sincronizat, în special, perioada discretă.

Beneficiul practic al lucrării constă în faptul că sunt propuși, dezvoltați, testați experimental și implementați noi metode și algoritmi pentru controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă.

la cuptoarele industriale, noi sisteme de control digital care reduc nivelul armonicilor superioare și puterea instalată a stațiilor de alimentare.

Citirea rezultatelor lucrării Au fost elaborate metode pentru calcularea indicatorilor energetici ai nivelului și compoziției componentelor armonice superioare ale curenților și tensiunilor în zonele individuale ale unui cuptor cu mai multe zone și a unei substații de alimentare cu fază-impuls, impuls- control latime si sincronizat, folosit la CCC pentru modernizarea statiei de alimentare. Sistemul digital dezvoltat pentru controlul sincronizat al unui cuptor cu rezistență electrică cu mai multe zone cu controlere de putere cu tiristoare a fost implementat pe cuptorul pentru arderea barelor ceramice de la TsKK. La Comisia Centrală de Control au fost transmise recomandări privind implementarea unui sistem cu microprocesor dezvoltat pe baza IISE pentru controlul integrat al regimului tehnologic și al consumului de energie al cuptoarelor cu rezistență electrică multizonală pentru arderea produselor ceramice. Efectul economic așteptat din punerea în aplicare a rezultatelor lucrării este de aproximativ 30 de mii de ruble. pe an pe unitate.

Drro ^ acir lucrare.Principalele prevederi şi rezultate ale lucrării de disertaţie au fost raportate şi discutate la conferinţele ştiinţifice şi tehnice republicane şi ale întregii uniuni: Alma-Ata (1978 + 1988), Pavlodar (1989). Svepdlovsk, ODyuss (1984.1987) ”Kyiv, Chernigov (1985), Riga (1987.1988), Tallinn (1981), precum și la o serie de seminarii și reuniuni științifice și tehnice ale departamentului AZGUS!Sh (Moscova 1991).

Publicaţii Pe tema tezei au fost publicate 12 publicaţii. S-a primit o decizie pozitivă cu privire la eliberarea unui certificat de drept de autor pentru o cerere de invenții.

Traseul și domeniul de activitate. Lucrarea constă dintr-o introducere, patru capitole, o concluzie, o bibliografie x anexe. Conține 193 de pagini de text de bază dactilografiat, 36 de figuri și 12 tabele pe 4 6 pagini, o bibliografie de 7 7 titluri.

și aplicații pe pagini.

În introducere se ia în considerare starea problemei, se fundamentează relevanța acesteia și se determină principalele direcții de cercetare.

Acest capitol analizează sistemele de alimentare cu energie și metodele de control al temperaturii cuptoarelor cu rezistență electrică continuă. Sunt investigate proprietățile, modurile electrice și tehnologice de funcționare ale cuptoarelor cu rezistență electrică continuă ca obiecte de control și alimentare.

Pe exemplul cuptoarelor cu rezistență electrică pentru arderea produselor ceramice ale Uzinei Ceramice din Tselinograd (TsKK), se arată că învățarea caracteristicilor procesului tehnologic de funcționare a cuptoarelor și a modurilor electrice de funcționare ale regulatoarelor este principalul motiv care împiedică raționalitatea. organizarea alimentării cu energie electrică, determinând o scădere a calității energiei electrice și conducând la o eficiență scăzută în utilizarea echipamentelor electrice.

Se arată că organizarea alimentării cu energie electrică pentru cuptoare puternice cu rezistență electrică cu mai multe zone (R1S) este o problemă complexă de optimizare, care include alegerea unei locații raționale a substațiilor și a nivelurilor de tensiune, o schemă de alimentare cu energie, o metodă de control al puterea introdusă în cuptor și luarea în considerare obligatorie a caracteristicilor procesului tehnologic de funcționare a cuptorului. Ca criterii de optimizare, se propune utilizarea unor astfel de indicatori ca minim de dispersie de putere, un minim de pierderi de putere în sistem, asigurând indicatorii necesari de calitate a puterii, în special, nivelul minim de „componente armonice superioare”.

Analiza lucrărilor privind organizarea alimentării cu energie și reglarea modurilor de funcționare ale AL a arătat că acestor probleme li s-a acordat o mare atenție în calitate de oameni de știință, completând

chinuiți de probleme de alimentare și de calitate a energiei electrice: Venikov V.A., 1edorov A.A., Hezhelekko I.V., Shevchenko V.V., Kudrin B.I. și alții, precum și oameni de știință din domeniul controlului instalațiilor electrotermale: Svenchansky A.D., Altgauzen A.P., Polishchuk Ya.A. și alții, reprezentând școlile științifice ale MPEI și VNIIZGO. Aceste lucrări nu includ solutii la cheie privind alegerea schemelor și metodelor raționale de control al cuptoarelor electrice cu mai multe zone, oferind o îmbunătățire a performanței energetice.

Pe baza rezultatelor analizei, lucrarea prezintă principalele metode de gestionare a zonelor multiple<ПС, базирующие на жесткой синхронизации периодов работы каддой зоны. Сформулированы цель и задачи исследования.

Bgdrad g/gava este dedicat studiului schemelor de alimentare și a calității energiei atunci când 31C este alimentat de la convertoare tiristoare cu control fază-impuls. Pe baza analizei schemelor de alimentare cu energie electrică a cuptoarelor cu rezistență multizonă pentru arderea produselor ceramice în raport cu CCC, se arată că, ținând cont de natura neliniară a sarcinii variabile, este oportună trecerea de la un nivel cu trei niveluri. la un sistem pe două nivele cu o intrare adâncă de PO/O.4 kV, cu canalizare a puterii către regulatoarele tiristorice cu ajutorul conductelor ъ folosind blocul „busbar-pack”. Ca soluție intermediară se poate recomanda un sistem de alimentare cu trei nivele de tensiune 110/10/0,4 kV.

Determinarea și predicția compoziției armonice și a nivelului componentelor armonice superioare ale curentului și tensiunii generate de regulatoarele de tensiune giristorice care alimentează<ПС. Предложена эквивалентная схема замещения многозонной ШС с тиристорными регуляторами и питающей подстанцией, приведенная на рис.1. Показано, что схема рис.1 является инвариантной к способу управления тиристорными регуляторами и определяет многозоннув aiC как объект электроснабжения. Токи и напряжения в элементах схемы рис.1 для любой гармонической составляю-

sunt determinate de sistemul de ecuații:

Tc \u003d "Uc / Zc; 7Р \u003d Uc / Xcj

Zi -- ($> -W/^Hi ;

el = im/Ha>;

¿/f = £c-I(Zc~£r ; * fx + Ac = ,

unde t este curentul în „ramura a r” (zona a doua a cuptorului), creat de prima componentă armonică, i.e. Rețeaua EMF Ec i

Ie - prima componentă armonică a curentului de rețea;

1e - prima componentă armonică a curentului capacitiv al rețelei;

Uc - tensiunea (potenţialul) nodului de circuit echivalent la care sunt conectate zonele cuptorului; /l" - curent în ramura L -a, creat de componenta armonică $ -a) J os - ¡) -a componentă a curentului rețelei;

1/e - i> -a componenta a curentului capacitiv al retelei;

Tensiunea nodului pentru componenta Y-a armonică.

Sistemul (I) permite o „soluție analitică care determină curenții și tensiunea în orice punct al circuitului, cu toate acestea, este oportun să se utilizeze o soluție numerică pentru 2Sh, pentru care

programul a fost dezvoltat.

Studiile sistemului rksL asupra ESH și folosind modelul fizic dezvoltat, care repetă sistemul real de alimentare cu energie, au arătat că influența rezistenței interne a substației de alimentare pentru parametrii reali ai cuptoarelor este mică, nu depășește 5% * Acest lucru a permis analiza ulterioară bazată pe un circuit echivalent simplificat, în care stația de alimentare are capacitate nelimitată.

Compoziția armonică a curenților și tensiunilor din sistem este determinată pentru controlul defazării regulatorilor thyrishorn. Se arată că în sistem acționează doar componente armonice impare, dintre care a 3-a nu trece în rețeaua de alimentare, iar cele mai semnificative sunt a 5-a, a 7-a și Cth. Modul tehnologic al cuptorului cu rezistență și puterea instalată a încălzitoarelor în fiecare zonă sunt astfel încât controlerele de putere a tiristoarelor în stare staționară funcționează mult timp cu unghiul de control d b 010 duce la nivelul componentelor armonice superioare indicate mai multe ori mai mari decât valorile permise de GOST.

Ca urmare a studiilor efectuate asupra modelului fizic al sistemului, ecuația de regresie a formei

* 0,34- + 0,55 XcU - (2)

Pl x "- 0,05 * sXnSS, Xcd Xtf XM5 ^S

unde următoarele valori sunt luate ca bază: ■

Xc$ \u003d 0,158 Ohm, Xn e \u003d 0,282 Ohm, u \u003d 40 °. Rezultatul obţinut confirmă dependenţele analitice şi

este de acord cu rezultatele experimentelor efectuate direct pe impas.

Sarcina, care este o buclă cu mai multe zone cu regulatoare de temperatură giristor, este aleatorie în timp. Prin urmare, în lucrare au fost efectuate studii ale sarcinilor probabilistice și ale nivelurilor componentelor armonice superioare. Aceste studii au fost realizate și pe un model fizic prin metode de proiectare experimentală, iar rezultatele sunt prezentate sub formă de ecuații de regresie.

În cel de-al treilea capitol sunt investigate principalele proprietăți ale sistemului propus de control al alimentării sincronizate pentru bucle multi-zone cu controlere cu giratori.

Controlul sincronizat al cuptoarelor cu mai multe zone cu regulatoare de temperatură cu tiristoare poate fi utilizat atât cu reglarea tensiunii fază-impuls, cât și cu lățimea impulsului.Cu un astfel de control, canalele sarcinii multicanal sunt conectate la rețeaua de alimentare nu simultan, ci în serie. de anumite grupuri (Fig. 2).Posibilitatea unei astfel de organizări a controlului sarcinii multicanal se datorează faptului că în cuptoarele cu rezistență rezerva de putere a cuptoarelor cu mai multe zone cu regulatoare cu tiristoare face posibilă excluderea pauzelor „Boston” în rețeaua de alimentare și astfel uniformizează curba de sarcină și minimizează nivelul componentelor armonice superioare.

Cu control sincronizat al controlerelor tiristoare cu control fază-impuls, unghiul de control

oC în regimul staționar poate fi redus de la cA* la = ¿¡r. unde Y este numărul de cicluri, pornit

Care descompune perioada de comutare a fiecărei zone de cuptor. Este recomandabil să alegeți numărul ^ proporțional cu numărul de zone ale cuptorului, dar nu mai puțin de 10. În acest caz, trecerea de la un control simplu fază-impuls la unul sincronizat duce la o scădere a unghiului de control la o valoare.

valoarea * , la care coeficientul de non-sinusoidalitate scade de la 22 la 5% (adică nu depășește până la

permis de valorile GOST), iar factorul de putere crește de la 0,7 la 0,95. Din comparația de mai sus, rezultă că trecerea la controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență multi-gaz cu controlere tiristoare cu control fază-impuls face posibilă reducerea puterii instalate a echipamentelor electrice cu aproximativ 25% și renunțarea la utilizarea dispozitivelor de compensare fshiro. la substaţie.

În plus, utilizarea controlului sincronizat face posibilă uniformizarea graficului consumului de energie prin selectarea numărului și puterii zonelor de cuptor pornite simultan.

În această lucrare se obțin dependențe care determină principalele caracteristici energetice, puterea totală, nivelul componentelor armonice superioare pentru o sarcină deterministă și aleatorie cu control sincronizat al cuptoarelor cu rezistență multizonă cu controlere tiristoare echipate cu control fază-impuls.

Lucrarea arată că cea mai bună performanță energetică și calitatea puterii sunt asigurate prin utilizarea controlului sincronizat în combinație cu controlul echilibrului puls al tiristoarelor. Pe baza relațiilor cunoscute care determină caracteristicile energetice ale unui regulator curent alternativ cu control al lățimii impulsurilor, hârtia a obținut dependențe pentru caracteristicile energetice, consumul total de putere la o sarcină deterministă și aleatorie creată de cuptoare cu rezistență multizonă cu control sincronizat al zonelor, în care se utilizează reglarea lățimii impulsului a tiristoarelor.

Cu lățimea impulsului și controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență, alegerea perioadei de cuantizare este importantă. Este direct legată de analiza procesului tehnologic în care este utilizat cuptorul cu rezistență și de caracteristicile sale dinamice ca obiect de control al temperaturii. În muncă:. pe-

se pare că perioada admisibilă de cuantificare a timpului, adică. perioada de comutare a zonei kaldaoy a cuptorului trebuie să satisfacă inegalitatea

",eG s-i-s/r* n t-SJaj * o)

unde Tc este constanta de timp a cuptorului; 8 - precizia controlului temperaturii; j> - excesul puterii instalate a cuptorului Pnoy peste puterea medie Rav necesară pentru menținerea valorii de temperatură setată. Se arată că perioada de cuantizare T pentru cuptoarele din clasa considerată este mai mică de 30 min.

A patra secțiune discută implementarea metodelor propuse pentru controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență multizonă cu regulatoare de temperatură cu tiristoare, prezintă metodologia și rezultatele studiilor experimentale ale sistemelor de alimentare cu control fază-impuls și lățimea impulsului tiristorashului în industrie. cuptoare cu mai multe zone. O caracteristică a metodologiei de determinare experimentală a nivelurilor și compoziției componentelor armonice superioare ale curenților și tensiunilor din diferite părți ale sistemului de alimentare este oscilograful și înregistrarea magnetică a curbelor de tensiune și curent. Pe lângă aceste metode, s-au folosit analizoare care oferă o evaluare integrală a calității energiei electrice - coeficientul de nesinusoidalitate.

Figura 3 prezintă spectrogramele curenților și tensiunilor la pinii substației care alimentează cuptorul cu rezistență multizonă, obținute atunci când controlerele tiristoare funcționează în modul de control fază-impuls. Pe fig. Figura 4 prezintă histograme ale coeficientului de non-sinusoidalitate Kns luate în aceleași condiții simultan cu spectrogramele. Studiile experimentale confirmă rezultatele studiilor teoretice și ale modelării fizice cu o acuratețe a erorii de măsurare care nu depășește 2$. LA

sau r 4 b r th im

o g 4 b a (o / b / z

5 £ 7,0 $.2 9,4 ¿0,5 patru

con n / e i e r

■ În special, validitatea ipotezei adoptate în capitolul P a fost confirmată experimental că rezistența stației de alimentare poate să nu fie luată în considerare la analiza calității energiei electrice și puterea sistemului poate fi considerată nelimitată.

Studiile experimentale au confirmat probabilitatea mare de apariție a unei componente de curent constant în rețeaua de alimentare cu o setare incorectă (asimetrice) a sistemului de control a tiristoarelor impuls-fază.

Studiile experimentale ale unui sistem de control sincronizat pentru un cuptor cu mai multe zone cu controlere tiristoare controlate dintr-un sistem fază-impuls au fost efectuate la CCC, unde controlerele cuptorului au fost completate cu o unitate special concepută. Trecerea la controlul sincronizat îmbunătățește performanța energetică a sistemului de alimentare cu energie. De exemplu, toata puterea, consumat de cuptor a scăzut de la 1660 kVA la 1170 kVA, puterea activă egală cu 980 kW a rămas practic neschimbată, iar factorul de putere a crescut de la 0,51 la 0,85. Curentul armonic superior a scăzut de la 500 A la o valoare medie de 200.A. Acest lucru face posibilă abandonarea instalării dispozitivelor de răcire a filtrului și reducerea semnificativă a puterii băncilor de condensatoare. Experimentele au arătat că cuantificarea timpului nu are un efect vizibil asupra acurateței controlului temperaturii în zonele cuptorului.

Implementarea metodei de control sincronizat al unui EOS cu mai multe zone propusă în lucrare sub forma unității suplimentare menționate mai sus care comută setările regulatoarelor tiristoare cu control fază-impuls este adecvată numai pentru operarea cuptoarelor echipate cu fază- regulatoare de puls. Pentru cuptoarele nou proiectate, este recomandabil să utilizați controlere cu tiristoare mai simple și mai fiabile, cu control sincronizat cu lățimea impulsului. Schema unui astfel de sistem de control pentru un cuptor cu rezistență electrică multicanal a fost dezvoltată de autor și analizată în lucrare.

Pe baza legii acestor studii se stabileşte că

Ideea controlului sincronizat al unui „PS de funcționare continuă” cu mai multe zone poate fi realizată cel mai pe deplin într-un sistem bazat pe microprocesor de control integrat al unui proces tehnologic în care este utilizat un cuptor. Figura 5 prezintă o diagramă funcțională a sistemului dezvoltat pentru controlul integrat al procesului tehnologic de ardere a produselor ceramice.

Următorii algoritmi de control al subsistemului au fost dezvoltați în lucrare:

Birou modul electric după criteriul calității puterii;

Controlul vitezei transportorului de alimentare placi ceramice;

Controlul setărilor de temperatură în zonele cuptorului.

Pe baza analizei operațiilor de calcul ale algoritmilor dezvoltați și a timpului necesar implementării acestora, se arată că sistemul de control integrat poate fi implementat pe baza complexului de microprocesoare IISE (sistem de alimentare cu energie de măsurare a informațiilor) construit pe baza microprocesor K580. Acest complex nu este în prezent potrivit pentru creșterea sarcinilor de gestionare a sursei de alimentare și oferă doar măsurarea, procesarea intermediară și înregistrarea parametrilor electrici. Cu toate acestea, așa cum se arată în lucrare, funcționalitatea sa poate fi extinsă pentru a rezolva problemele de control

prin îmbunătățirea software-ului și hardware-ului pentru comunicarea cu obiectul de control.

PRINCIPALELE CONCLUZII PRIVIND LUCRAREA

1. Pe baza unor studii analitice, modelări fizice și experimente, se arată că regulatoarele de putere thyris-mountain cu control fază-impuls în sistemele de control al temperaturii cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă generează componente de curent și tensiune armonici mai mari în stațiile de alimentare cu o tensiune. de 0,4 kV, în timp ce coeficientul de non-susoidalitate

pentru curent este de cel puțin 0,25, pentru tensiune mai mică de 0,1, ceea ce duce la o scădere a factorului de putere la 0,7 și o creștere a puterii instalate a echipamentelor electrice cu 20 + 30%.

2. S-a constatat că transferul regulatoarelor de putere giroscopice de la controlul autonom fază-impuls la rotor-impuls elimină practic apariția componentelor armonice mai mari de curent și tensiune în rețeaua de alimentare, dar duce la apariția oscilațiilor subarmonice și nu îmbunătățirea performanței energetice a sistemului de alimentare cu energie electrică.

3. Analitic și prin experiment pe un cuptor industrial cu mai multe zone, oportunitatea utilizării metodei și sistemului dezvoltat pentru controlul sincronizat al regulatoarelor de temperatură giristorice ale cuptoarelor cu rezistență electrică cu mai multe zone a fost dovedită atât pentru fază-puls, cât și pentru schrotno-Ishul control, iar în raport cu acesta din urmă, armonicile superioare ale curentului pot fi complet excluse din rețeaua de alimentare și tensiune.

4. Optim prin criteriul de control al dispersiei puterii minime se determină algoritmi de control neliniar multicanal. sarcina, care sunt cuptoare cu rezistență electrică din zona Shogo, și parametrii lor de timp, în funcție de caracteristicile tehnologice și energetice ale zonelor individuale ale cuptoarelor.

5. Pe baza IISE a fost dezvoltat un sistem cu microprocesor pentru controlul integrat al procesului tehnologic de ardere a plăcilor ceramice și a consumului de energie al unui cuptor cu rezistență electrică multizonală, care asigură o creștere a calității energiei electrice, o reducere. în consumul de energie și puterea instalată a echipamentelor electrice, o creștere a calității plăcilor ceramice și a productivității instalației.

6. Conform rezultatelor lucrării, sa primit o decizie pozitivă.

Principalele prevederi ale lucrării de disertație sunt reflectate în următoarele publicații.

1. Razgonov E.L. Elaborarea unui algoritm și a unui program pentru calcularea nivelurilor armonicilor superioare în retelelor electrice pe baza metodelor de planificare a experimentelor // Procese de lucru și îmbunătățire a dispozitivelor de inginerie termică și sisteme electrice. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 16-20.

2. Rossman D.M., Razgonov E.L., Trofimov G.G.

Evaluarea erorii în prezicerea nivelurilor de armonici superioare în rețelele electrice // Procese de lucru și îmbunătățire a dispozitivelor de inginerie termică și a sistemelor electrice. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 20-26.

3. Razgonov E.JI., Trofimov G.G. Schimbarea circuitului unui regulator de tensiune tiristor pentru a minimiza armonicile superioare și a îmbunătăți indicatorii tehnici și economici // Electrofizică, Electromecanică și Inginerie Electrică Aplicată. Alma-Ata: KazPTI. 1980. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. S. 173179.

4. Trofimov G.G., Vagonov V.L. Metodă de calcul și predicție a nivelurilor armonicilor superioare în rețelele electrice cu convertoare de supapă // Reducerea distorsiunilor în circuitele cu convertoare semiconductoare de putere. Tallinn: Institutul de Fizică Termică și Electrofizică. 2981. S. 33-40,

5. Kats A.M., Razgonov E.L., Gatsenko H.A. Îmbunătățirea fiabilității și calității energiei electrice în sistemul de alimentare cu energie electrică a unei uzine ceramice // Îmbunătățirea fiabilității și calității furnizării de energie electrică și termică / M. : ShchShP. IS83.

6. Aplicarea teoriei planificării experimentului pentru abordarea problemelor de îmbunătățire a calității energiei electrice / Trofimov G.G., Razgonov E.L., Markus A.S. si altele // Alma-Ata: KazPTI. 1964. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 89-92.

7. Trofimov GG, Razgonov EL Predicția nivelurilor armonicilor superioare în rețelele electrice cu convertoare de putere. M.g MPEI. .¿985. Tr. MPEI. Numărul 59 S. 8895.

8. Razgonov E.L. Experiență de legare, implementare și operare

gadia sistemelor automatizate de contabilizare a consumului de energie electrica la intreprinderile industriale // Calitatea si pierderile de energie electrica in retelele electrice. / Alma-Ata: KazPTI. 1986. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 12-17.

E.Vazgonov E.L. .Gadenko H.A. Automatizarea contabilitatii si controlul consumului de energie electrica // Sticla si ceramica. 1986. Nr 8. S. 25.

Yu.Dvornikov N.I., Kruchinin S.N., Razgonov E.D. Complex IISE - Electronică pentru modelarea modurilor de canotaj electric pono // Modelarea sistemelor electrice de putere. Riga: Tr. A IX-a Conferință științifică a întregii uniuni. 1987, p. 405-406.

P.Dzhaparova R.K., Markus A.S., Razgonov E.JI. Automatizarea modurilor electrice de îngropare și control procese tehnologice pe baza complexului IISE-ECM. // Probleme reale Inginerie. Alma-Ata: Știință. 1989. S. 16-17.

12. Utilizarea complexului ShZE-8VM pentru controlul instalațiilor electrotermale / Dzhaparova R.K., Markus A.S., Razgonov E.L. etc.// Tr.Mosk.ekergin-t. 1991. Emisiunea. 634. S. 104-109.

Semnat pentru a trata L-"

N.h l /Jó Circulaţie /SO 3at¡u Ü9Q

Tya#*g)t4>mi M/>il, Xf)4rMoha.Mß.cHHa..

• Lucrări similare
  

  • Îmbunătățirea eficienței sistemelor de alimentare cu energie electrică pentru întreprinderile ceramice din industria materialelor de construcții
  • Îmbunătățirea eficienței sistemelor de alimentare cu energie electrică pentru întreprinderile ceramice din industria materialelor de construcții
  • Instalații electrofizice și dispozitive electrice supraconductoare

- un dispozitiv cu proprietățile unui semiconductor, a cărui proiectare se bazează pe un semiconductor monocristal având trei sau mai multe joncțiuni p-n.

Munca lui presupune prezența a două faze stabile:

• „închis” (nivelul de conductivitate este scăzut);
• „deschis” (nivelurile de conductivitate sunt ridicate).

Tiristoarele sunt dispozitive care îndeplinesc funcțiile întrerupătoarelor electronice de putere. Celălalt nume al lor este tiristoare cu o singură operație. Acest dispozitiv vă permite să reglați impactul sarcinilor puternice prin intermediul unor impulsuri minore.

Conform caracteristicii curent-tensiune a tiristorului, o creștere a puterii curentului în acesta va provoca o scădere a tensiunii, adică va apărea o rezistență diferențială negativă.

În plus, aceste dispozitive semiconductoare pot combina circuite cu tensiuni de până la 5000 de volți și curenți de până la 5000 de amperi (la o frecvență de cel mult 1000 Hz).

Tiristoarele cu două și trei ieșiri sunt potrivite pentru funcționare atât cu curent continuu, cât și cu curent alternativ. Cel mai adesea, principiul funcționării lor este comparat cu funcționarea unei diode de redresare și se crede că sunt un analog cu drepturi depline al unui redresor, într-un sens și mai eficient.

Soiurile de tiristoare diferă unele de altele:

• Modul de management.
• Conductivitate (unilaterală sau bilaterală).

Principii generale de management

Structura tiristoarelor are 4 straturi semiconductoare în conexiune în serie (p-n-p-n). Contactul conectat la stratul p exterior este anodul, iar contactul conectat la stratul n exterior este catodul. Ca urmare, cu un ansamblu standard, tiristorul poate avea maximum doi electrozi de control, care sunt atașați de straturile interioare. În funcție de stratul conectat, conductorii sunt împărțiți în dispozitive catodice și anodice în funcție de tipul de control. Primul tip este mai des folosit.

Curentul din tiristoare curge spre catod (din anod), prin urmare, conexiunea cu sursa de curent se face intre anod si borna pozitiva, precum si intre catod si borna negativa.

Tiristoarele cu electrod de control pot fi:

• blocabil;
• Deblocabil.

O proprietate indicativă a dispozitivelor neblocabile este lipsa lor de răspuns la un semnal de la electrodul de control. Singura modalitate de a le închide este reducerea nivelului de curent care curge prin ele, astfel încât să fie inferior puterii curentului de menținere.

Când controlați un tiristor, trebuie luate în considerare unele puncte. Un dispozitiv de acest tip schimbă fazele de funcționare de la „oprit” la „pornit” și înapoi brusc și numai sub condiția unei influențe externe: folosind curent (manipularea tensiunii) sau fotoni (în cazurile cu un fototiristor).

Pentru a înțelege acest punct, trebuie amintit că tiristorul are în principal 3 ieșiri (trinistor): anod, catod și electrod de control.

Ue (electrodul de control) este la fel și este responsabil pentru pornirea și oprirea tiristorului. Deschiderea tiristorului are loc cu condiția ca tensiunea aplicată între A (anod) și K (catod) să devină egală cu sau să depășească volumul de tensiune al trinistorului. Adevărat, în al doilea caz, va fi necesar impactul unui impuls de polaritate pozitivă între Ue și K.

Cu o alimentare constantă cu tensiune, tiristorul poate fi deschis la nesfârșit.

Pentru a-l pune într-o stare închisă, puteți:

• Reduceți nivelul de tensiune între A și K la zero;
• Scădeți valoarea curentului A, astfel încât valorile curentului de menținere să fie mai mari;
• Dacă circuitul este construit pe acțiunea curentului alternativ, dispozitivul se va opri fără interferențe exterioare atunci când nivelul curentului în sine scade la zero;
• Aplicați o tensiune de blocare la Ue (relevant numai pentru soiurile blocabile de dispozitive semiconductoare).

Starea închisă durează și ea la nesfârșit până când apare un impuls de declanșare.

Metode specifice de control

• Amplitudine .

Reprezintă furnizarea unei tensiuni pozitive de mărime variabilă către Ue. Deschiderea tiristorului are loc atunci când tensiunea este suficientă pentru a întrerupe trecerea de control a curentului de redresare (Isp.). Prin modificarea valorii tensiunii pe Ue, devine posibilă modificarea timpului de deschidere a tiristorului.

Principalul dezavantaj al acestei metode este influența puternică a factorului de temperatură. În plus, fiecare tip de tiristor va necesita un tip diferit de rezistor. Acest moment nu adaugă confort în funcționare. În plus, timpul de deschidere al tiristorului poate fi corectat doar cât durează prima 1/2 din semiciclul pozitiv al rețelei.

• Fază.

Constă în schimbarea fazei Ucontrol (în raport cu tensiunea la anod). În acest caz, se utilizează o punte de defazare. Principalul dezavantaj este abruptul scăzut al Ucontrolului, prin urmare, este posibil să se stabilizeze momentul de deschidere al tiristorului doar pentru o perioadă scurtă de timp.

• Fază-puls .

Conceput pentru a depăși deficiențele metodei fazei. În acest scop, la Ue se aplică un impuls de tensiune cu un front abrupt. Această abordare este în prezent cea mai comună.

Tiristoare și siguranță

Datorită impulsivității acțiunii lor și prezenței unui curent de recuperare inversă, tiristoarele cresc foarte mult riscul de supratensiune în funcționarea dispozitivului. În plus, pericolul de supratensiune în zona semiconductoare este mare dacă nu există deloc tensiune în alte părți ale circuitului.

Prin urmare, pentru a evita consecințe negative Este obișnuit să folosiți schemele CFTP. Ele previn apariția și reținerea valori critice Voltaj.

Model tiristor cu două tranzistoare

Este foarte posibil să asamblați un dinistor (tiristor cu două fire) sau un trinistor (tiristor cu trei fire) din două tranzistoare. Pentru a face acest lucru, unul dintre ele trebuie să aibă conductivitate p-n-p, celălalt - n-p-n-conductivitate. Tranzistoarele pot fi fabricate atât din siliciu, cât și din germaniu.

Conexiunea dintre ele se realizează prin două canale:

• Anod de la al 2-lea tranzistor + Electrod de control de la primul tranzistor;
• Catod de la primul tranzistor + Electrod de control de la al 2-lea tranzistor.

Dacă nu folosiți electrozi de control, atunci ieșirea va fi un dinistor.

Compatibilitatea tranzistoarelor selectate este determinată de aceeași cantitate de putere. În acest caz, citirile de curent și tensiune trebuie neapărat să fie mai mari decât cele necesare functionare normala dispozitiv. Tensiunea de avarie și datele curentului de reținere depind de calitățile specifice ale tranzistorilor utilizați.

Scrie comentarii, completări la articol, poate am omis ceva. Uitați-vă la , mă voi bucura dacă veți găsi altceva util pe al meu.

Puterea cuptoarelor moderne cu rezistență electrică variază de la fracțiuni de kilowatt la câțiva megawați. Cuptoarele cu o putere mai mare de 20 kW sunt de obicei realizate trifazate și conectate la rețele cu o tensiune de 120, 380, 660 V direct sau prin transformatoare de cuptor. Factorul de putere al cuptoarelor cu rezistență este aproape de 1, distribuția sarcinii pe faze în cuptoarele trifazate este uniformă.

Echipamentele electrice utilizate în EPS sunt împărțite în echipamente de putere, control, măsură și pirometrice.

Echipamentele de alimentare includ transformatoare, autotransformatoare de coborâre și reglare, surse de alimentare care acţionează mecanismele acţionărilor electrice, echipamente de comutare și protecţie a puterii, întrerupătoare, contactoare, demaroare magnetice, întrerupătoare de circuitși siguranțe.

Majoritatea cuptoarelor funcționează pe tensiune de rețea: nu au nevoie de transformatoare și autotransformatoare. Utilizarea transformatoarelor de cuptoare cu coborâre face posibilă creșterea curenților de funcționare și utilizarea conductorilor mai mari pentru fabricarea încălzitoarelor, ceea ce crește rezistența și fiabilitatea acestora,

Toate cuptoarele industriale cu rezistență funcționează în modul de control automat al temperaturii, ceea ce face posibilă conducerea puterii cuptorului cu regimul de temperatură necesar, iar acest lucru, la rândul său, duce la o scădere a consumului specific de energie în comparație cu controlul manual. Reglarea temperaturii de funcționare în cuptoarele cu rezistență electrică se realizează prin schimbarea puterii furnizate cuptorului.

Reglarea puterii de alimentare a cuptorului trebuie făcută în mai multe moduri: oprirea periodică și conectarea cuptorului la rețea (reglare în două poziții); comutarea cuptorului de la stea la delta sau de la serie la paralel (reglare cu trei pozitii).

Cu control pozițional în două poziții (Fig. 4.40), este prezentată o diagramă funcțională de pornire a cuptorului, o schimbare a temperaturii și a puterii), temperatura în spațiul de lucru al EPS este controlată de termocupluri, termometre de rezistență și fotocelule. . Cuptorul este pornit de regulatorul de temperatură prin trimiterea unei comenzi către bobina comutatorului KV.

Temperatura din cuptor crește la o valoare acest moment Termostatul stinge aragazul.

Orez. 4.40. Diagrama funcțională a includerii cuptorului, schimbare

temperatură și putere cu control on-off:

EP - cuptor electric; B - comutator;

RT - regulator de temperatura; KV - bobina întrerupător;

1 - temperatura cuptorului; 2 - temperatura corpului încălzit;

3 - puterea medie consumată de cuptor

Din cauza absorbției de căldură de către corpul încălzit și a pierderilor în spațiul înconjurător, temperatura scade la , după care RT dă din nou comanda de conectare a cuptorului la rețea.

Adâncimea pulsațiilor de temperatură depinde de sensibilitatea RT, de inerția cuptorului și de sensibilitatea senzorului de temperatură.

Cu controlul cu trei poziții, puterea furnizată cuptorului se modifică atunci când încălzitoarele sunt comutate de la stea la triunghi. Reglarea temperaturii prin această metodă permite reducerea puterii consumate din rețea.

Din punct de vedere energetic, această metodă de reglare este destul de eficientă, deoarece nu are un efect dăunător asupra rețelei de alimentare.

Reglarea puterii cuptorului prin schimbarea tensiunii de intrare ar trebui efectuată în mai multe moduri:

Aplicarea transformatoarelor de reglare și autotransformatoarelor cu reglare lină fără contact sub sarcină;

Utilizarea regulatorilor de potențial;

Includerea unor rezistențe suplimentare sub formă de șocuri și reostate în circuitul de încălzire;

Reglarea pulsului folosind regulatoare cu tiristoare.

Utilizarea transformatoarelor cu reglare lină fără contact sub sarcină, autotransformatoare și regulatoare potențiale este asociată cu costuri de capital semnificative, prezența unor pierderi suplimentare și consumul de putere reactivă. Această metodă este rar folosită.

Includerea unei rezistențe inductive sau active suplimentare în circuitul de încălzire este asociată cu pierderi suplimentare și consumul de putere reactivă, ceea ce limitează, de asemenea, utilizarea acestei metode de control.

Reglarea impulsurilor bazată pe regulatoare cu tiristoare se realizează folosind supape semiconductoare, a căror frecvență este selectată pe baza inerției termice a cuptorului electric.

Există trei moduri de bază de control prin impuls al puterii consumate de la rețeaua de curent alternativ:

1. Reglarea impulsului la frecvența de comutare ( - frecvența curentului rețelei de alimentare) cu modificarea momentului deblocării tiristorului se numește de obicei fază-impuls sau fază (curbele a).

2. Reglarea impulsului cu frecventa de comutare crescuta (curbe b).

3. Reglarea impulsului cu frecvență de comutare redusă (curbe c).

Prin intermediul controlului pulsului, este posibil să se obțină un control uniform al puterii pe o gamă largă, aproape fără pierderi suplimentare, asigurându-se că puterea consumată de cuptor și puterea furnizată din rețea se potrivesc.

Pe fig. 4.41 prezintă o diagramă a controlului puterii în impulsuri a cuptorului.

Orez. 4.41. Schema de control al puterii în impulsuri a cuptorului:

EP - cuptor electric; RT - regulator de căldură; UT - unitate de control a regulatorului tiristor; TR - regulator tiristor

Parametrii cuptoarelor de rezistență - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Parametrii cuptoarelor de rezistență” 2017, 2018.