Файл: Любутин О.С. Автоматизация производства стеклянного волокна.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

лостого хода и требуемый диапазон изменения тока управления. Того же результата можно было бы до­ стигнуть, используя обмотку управления. Однако при­ менение специальной обмотки смещения обеспечивает гальваническую развязку входной цепи от цепи смеще­ ния. Применение смещения в магнитных усилителях без

обратной связи позволяет

сделать их

чувствительными

к полярности тока управления.

 

Для управления тепловым режимом 200-фильерных

стеклоплавильных сосудов

с

высоким

уровнем стекло­

массы (и более мощных)

в

промышленности стеклово­

локна применяются силовые магнитные усилители типа УСО (усилитель сухой однофазный) с внутренней обратной связью. Магнитопровод усилителя типа УСО собирается из пластин электротехнической стали марки Э-330 П-образной формы. На каждом стержне магнитопровода расположены по одной катушке обмотки пере­ менного тока и по три катушки обмоток управления, причем одна из них, имеющая большее число витков (собственно обмотка управления), расположена под обмоткой переменного тока, а две другие (обмотка смещения и обмотка обратной связи) — над ней. Концы катушек переменного тока подводятся к панели и соеди­

няются между собой

последовательно

или параллельно,

в

зависимости

от

питающего напряжения (380 или

220

б). Четыре

катушки управления,

расположенные

в одной горизонтальной плоскости, соединяются после­ довательно, образуя обмотку управления. Аналогично соединены катушки обмоток смещения и обратной свя­ зи, имеющие одинаковые параметры.

Поставляемые заводом-изготовителем блоки селено­ вых выпрямителей серии Я (с удвоенной плотностью тока) для внутренней обратной связи не получили ши­ рокого применения в промышленности стекловолокна вследствие громоздкости и недостаточно высоких экс­ плуатационных качеств. Вместо них применяются си­ ловые кремниевые вентили типа ВКД, ВК и ПВКЛ. Не­ обходимую для управления нагревом стеклоплавильно­ го сосуда характеристику магнитного усилителя получают подачей в обмотку смещения тока силон 0,6—0,9 а. Ток смещения может быть получен как путем выпрямления переменного напряжения, питающего цепь нагрузки, так и от независимого источника посто­ янного тока (рис. 27). Наиболее целесообразно осуще-

75


ствлять смещение выпрямленным током от

общего

с нагрузкой источника, так как в этом случае

удается

значительно уменьшить влияние колебаний напряжения сети на статическую характеристику усилителя. При питании обмотки смещения от общего источника пере­ менного тока понижение напряжения сети приводит к уменьшению тока смещения, что вызывает увеличение

тока нагрузки. В этом

случае изменение напряжения

сети в пределах +10%-практически

не влияет па харак­

теристику магнитного

усилителя

в

области

рабочего

участка.

 

 

 

 

Для более устойчивой работы

магнитного

усилителя

в схеме управления нагревом стеклоплавильного сосуда

дополнительная обмотка

обратной связи используется

для введения внешней

отрицательной обратной

связи

по току (см. рис. 3) или по напряжению. С целью

ослаб­

ления влияния наводок переменного тока, а также для регулирования тока смещения и величины обратной связи в цепь обмоток смещения и внешней обратной связи усилителя включаются добавочные сопротивле­ ния. По тем же причинам, а также для согласования магнитного усилителя с выходным каскадом регулято­ ра в цепь обмотки управления также вводится дополни­ тельное сопротивление.

Основные технические параметры магнитных усили­ телей типа УСО на напряжение 380 в приведены

втабл. 6.

Всвязи с интенсификацией производства в настоя­ щее время в промышленности стеклянного волокна определилась тенденция к применению все более мощ­

ных стеклоплавильных сосудов (400-, 800-фильерных). С переходом на использование таких сосудов изменяют­

ся

и требования

к силовому электрооборудованию

и элементам управления. Технико-экономический

ана­

лиз

(см. главу 4)

показывает, что на ближайшее

буду­

щее промышленность стеклянного волокна должна ориентироваться на применение тиристорных элементов (вместо магнитных) в системах регулирования тепло­ вого режима стеклоплавильных сосудов. Последнее по­ зволяет обеспечить номинальную производительность

стеклоплавильных

сосудов в течение всего срока их

службы; уменьшить

капитальные

затраты

в 2—3 раза;

уменьшить габаритные размеры силового

оборудования

в 1,21,5 раза (что имеет особое

значение при односта-

76


 

 

а

 

 

m

 

Мощность* квав

:

Тип

Номинальный нагрузкиток

магнит­

 

 

ного у с и ­

 

 

лителя

 

 

УСО-5

5

13

УСО-7

7

18,5

УСО-10

10

26

УСО-14

14

37

УСО-20

20

53

УСО-28

28

74

УСО-40

40

105

УСО-56

56

147

УСО-80

80

210

Кратностьизме­ токаненияна­ грузки

 

Обмотка

управления

 

Обмотка смещения**

а

 

 

добавочное сопротивле­ цепивние управления омв

сз

 

 

добавочное сопротивле­ цепивние смещения вом

 

с<

о

и

о;

о

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

3

 

о

 

о

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.

V,

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

30

780

0,2

50

250

390

0,3

25

200

30

780

0,25

57

250

390

0,4

28

200

35

600

0,3

28

250

300

0,55

14

100

35

600

0,4

31

250

300

0,65

16

100

40

380

0,5

10

150

190

0,9

5

40

40

380

0,7

11,3

150

190

1,3

5,6

40

40

250

1,2

3,15

15

180

1,4

2,2

15

45 .

240

1,7

2,5

15

160

2

1,67

15

45

186

2,3

1,65

15

130

2,8

1,1

15

* Указана

габаритная мощность ^ = U M a K C

•'макс-

" Обмотка

обратной связи W 0 - c идентична

обмотке смещения.

Т а б л и ц а 6

Д л и т е л ь н о допустимый ток обмоток управления

исмещения

ва

0,4

0,4

0,65

0,65

1,3

Габаритные-

размеры в мм

235X303X

Х403

235X341 X Х403

240X331 X Х499

240Х369Х

Х499

320X363X

Х605

1,3

320X41IX

 

Х605

3

365X434X

 

Х746

4

405X483X

 

Х801

5

430Х514Х

 

Х866


дийной выработке стеклянного волокна); исключить простои печей, связанные с переключением рабочих об­ моток дросселя насыщения и печного трансформатора; получить практически безынерционные регулирующие органы температурного режима стеклоплавильных со­ судов.

Тиристорные органы управления

В последние годы отечественная электротехническая промышленность разработала и освоила выпуск тири­ сторов на токи большой силы (до 200 а) и высокие на­ пряжения (900 в). Высокий к. п. д., большой срок служ­ бы, безынерционность, малая мощность управления, малые размеры и вес, постоянная готовность к работе являются положительными особенностями тиристоров. Указанные свойства открыли большие возможности для применения тиристоров в промышленности стеклянного волокна в системах регулирования нагревом стекло­

плавильных сосудов.

 

 

Тиристор — управляемый полупроводниковый

вен­

тиль,

представляет собой электрический прибор

иа ос­

нове

четырехслойной монокристаллической

структуры

типа

р—п—р—п с электронной и дырочной

проводи­

мостью. Внешний р-слой тиристора называется анодом,

внешний /г-слой — катодом и

один

из

внутренних

сло­

ев — управляющим

электродом.

 

 

 

 

Зависимость сопротивления главной цепи от величи­

ны тока в прямом

направлении

имеет

нелинейную

ха­

рактеристику

с разрывом.

 

 

 

 

 

Тиристор

может включаться

при

пропускании в

це­

пи управляющего

электрода

импульсов тока длитель­

ностью всего лишь в несколько микросекунд. Это дает возможность коммутировать большие мощности мало­ мощным управляющим сигналом (коэффициент усиле­ ния по мощности равен примерно 104—105). Тиристоры, как правило, работают при напряжении, меньшем напря­ жения включения, и переключаются из непроводящего состояния в проводящее подачей импульса тока в цепь

управляющего электрода. Падение

напряжения

(оста­

точное напряжение)

на открытом

тиристоре

не

превы­

шает

1,5—2

в.

 

 

 

 

 

 

 

 

При смещении тиристора

в

обратном

направлении

его

вольтамперная

характеристика

не

отличается

от

аналогичной

характеристики

обычного

вентиля

в

не-

78


проводящем направлении. Если величина напряжения, приложенного в обратном направлении, превышает ве­ личину пробивного напряжения, наступает разрушение переходов, что приводит к выходу тиристора из строя.

Основные варианты схемы включения тиристоров

Рис. 28. Основные схемы включения тиристоров

а — встречно-параллельная; б — мостовая; а — двойная встречно-параллель­ ная; г — тиристор с дросселем

для управления однофазной нагрузкой переменного

то­

ка приведены на рис. 28 [52].

 

Наиболее распространенной является схема

со

встречно-параллельным включением тиристоров. Им­

пульсы

сигнала

управления

открывают

тиристоры Т\

и Т2

поочередно

со

сдвигом

по

фазе

на

180°. Наиболь­

шее

значение обратного

и прямого

напряжения

на за­

пертом

тиристоре

равны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ п р . м п к с =

^ о б р . м а к с =

^ М )

 

 

 

где UN — амплитудное значение напряжения сети.

 

 

 

Среднее значение анодного

тока

каждого

тиристора

в режиме

максимальной отдачи равно

/ а =

0,45/п , где

/и — действующее значение тока

нагрузки.

 

 

 

Во

втором варианте

схемы

(рис. 28, б) используется

только

один тиристор, который

включен

в

диагональ

моста,

собранного

на

неуправляемых диодах

Д\—Да.

При

этом

тиристор

защищен

от

воздействия

обратного

напряжения и лучше, чем в предыдущей схеме, исполь­ зуется по току. Уменьшается также постоянная состав­ ляющая тока нагрузки, обусловленная разбросом ха­ рактеристик тиристоров. Недостатками этой схемы являются дополнительный расход вентилей в силовой

цепи,

значительное падение

напряжения

на

диодах

и тиристоре, ухудшение

условий

запирания

тиристора.

Схема, изображенная

на

рис.

28, в, в определенном

смысле

занимает промежуточное

положение

по

сравне-

79