Принципиальная схема регулятора БРМ-1

Бесконтактный регулятор мощности БРМ-1 состоит из шести идентичных каналов. Ниже рассмотрена принципиальная схема регулятора для двух каналов — двух электродов одной фазы (рис. 40).

С входного преобразователя тока TT снимается напряжение постоянного тока, пропорциональное силе тока фазы, которое поступает на блоки деления БД-1 и БД-2 в качестве делимого. С входных преобразователей напряжения 7Н-1, 7Н-2 снимается напряженно постоянного тока, пропорциональное напряжению «электрод — под», которое поступает на блоки деления в качестве делителя.

В измерительной части регулятора БРМ-1 в качестве блока деления применено вычислительное устройство аналогового типа, представляющее собой время-импульсное делительное устройство, вырабатывающее на выходе отрицательные импульсы, амплитуда и частота следования которых постоянны, а длительность импульсов изменяется пропорционально частному от деления выходных напряжений.

Схема блока деления собрана на транзисторах Т1—Т6. Для управления ключами Tе и Tз используется напряжение 6 о частотой 1400 гц, вырабатываемое специальным генератором, расположенным в блоке питания. Применение управляющего напряжения частотой 1400 гц вместо частоты 50 гц снижает собственное время запаздывания блока деления.

При положительной полуволне управляющего напряжения ключ T2 (n—P—n) открыт, а ключ T3 и транзистор T1 закрыты; конденсатор C1 заряжается по цени R8, R1-2, D1, R7 до величины напряжения, пропорционально силе тока фазы. При этом триод T4 закрыт, а на коллекторе выходного составного ключа T5—T6 напряжение равно нулю, так как он насыщен отрицательным напряжением, поступающим на фазу через сопротивление R3.

При отрицательной полуволне управляющего напряжения ключ T3 открывается и заряд конденсатора C1 прекращается, при этом диод Д1 препятствует разряду конденсатора через открытый триод T3. Одновременно ключ T2 запирается, T1 открывается и начинается разряд конденсатора С1. Транзистор T1 включен по схеме с общей базой, в результате чего обеспечивается разряд конденсатора C1 током, пропорциональным напряжению на электроде. Ток разряда, протекая по сопротивлению R7, насыщает триод T4, который, открываясь, шунтирует базу триода T5. Составной ключ T5—T6 запирается и на его коллекторе появляется импульс отрицательного напряжения, длительность которого определяется временем разряда конденсатора C1. Время разряда прямо пропорционально напряжению на конденсаторе (т.е. силе тока фазы) и обратно пропорционально силе тока разряда (т.е. напряжению на электроде).

Описанный цикл работы устройства (заряд—разряд конденсатора) повторяется с частотой 1400 гц. Постоянная составляющая полученной последовательности импульсов, выделяемая при помощи усредняющего фильтра, пропорциональна отношению силы тока фазы к напряжению на электроде, т.е. проводимости.

Блок формирования командной информации (БФ-1, БФ-2) предназначен для выработки команды управления (подъем и спуск) электродами в зависимости от установленного задания и величины проводимости. Выходной сигнал с блока деления подается в одну диагональ моста R1—R4. Во вторую диагональ моста в качестве опорного напряжения подастся стабилизированное напряжение постоянного тока. Ступенчатое сопротивление R2 является задатчиком регулируемого параметра. Разностное напряжение с моста сравнения подается на инвертор, состоящий из триодов T1, T2, сопротивлений R5—R10 и диодов Д4, Д5. При увеличении проводимости потенциал на коллекторе T1 уменьшается, а на коллекторе T2 увеличивается, и релейный сигнал через диод Д4 поступает на вход канала управления подъемом электрода. При уменьшении проводимости релейный сигнал через диод Д5 поступает на вход канала управления спуском электрода.

Оба канала управления перемещением электрода идентичны. Каждый канал содержит усилитель сигнала рассогласования, реле времени, несимметричный триггер. Усилитель сигнала рассогласования выполнен на транзисторах T3, T5. Первый каскад (T3) — усилитель, собранный по схеме с общим эмиттером. Переменным сопротивлением изменяется уровень сигнала, необходимый для отпирания триодов T3, T4 и тем самым регулируется чувствительность блока формирования. Второй каскад T5-эмиттерный повторитель, служит для усиления мощности и согласования выходного усилителя с входом реле времени.

Реле времени состоит из конденсатора C1, сопротивлений R18, R19 и диодов Д6, Д8. При отсутствии сигнала рассогласования триод T5 открыт и конденсатор С1 полностью заряжен до напряжения 12 в. При появлении сигнала рассогласования триод T5 запирается и конденсатор C1 разряжается через сопротивление R18—R19, R22—R23. Время разряда регулируется переменным сопротивлением Ri19 и, таким образом, устанавливается задержка времени срабатывания на включение соленоида (вверх или вниз при отклонении регулируемой величины). При устранении сигнала рассогласования соленоид отключается практически мгновенно, так как время заряда конденсатора С1 незначительно.

Несимметричный триггер (триггер Шмитта) собран на транзисторах T7, T9. В зависимости от величины входного сигнала у триггера имеется два устойчивых состояния. Если входное напряжение больше уровня его срабатывания, то транзистор T7 открыт, a T9 закрыт. Если входное напряжение меньше уровня его срабатывания, то наоборот. Срабатывание триггера Шмитта происходит после разряда конденсатора C1 до уровня запирания T7. Триггер формирует прямоугольный сигнал для блока оконечных усилителей.

Блок оконечных усилителей (БОУ-1, БОУ-2) выполнен двухкаскадным на транзисторах T1, T2. Нагрузкой БОУ является катушка соленоида золотника для гидропривода перемещения электродов и катушка контактора или обмотка управления магнитного усилителя для электропривода перемещения электродов.

Блок перераспределения мощности (БП) состоит из двух диодов Д3, нижних концевых выключателей Кв1, Kв2 и ключей выбора режима управления электродом К1 и K2. При срабатывании концевого выключателя одного из электродов фазы Кв1 или Kв2 сигнал рассогласования, снимаемый со схемы сравнения канала регулирования данного электрода, подастся на вход качала регулирования смежного электрода. Таким образом, на вход канала регулирования смежного электрода подается сигнал, равный сумме сигналов рассогласования первого и второго электродов. Диоды Д3 обеспечивают прохождение с одного капала нa другой сигнала только одного знака, вызывающего опускание электрода. Сигнал, вызывающий подъем электрода, через диод не проходит и отрабатывается своим каналом. Этим достигается возможность восстановления нормального режима работы канала после перепуска соответствующего электрода. При невозможности управления одним из электродов (например, вследствие неисправности привода) ключ K1 или К2, отключающий управление электродом, связывает оба какала регулирования, шунтируя диоды Д3, что обеспечивает поддержание требуемой мощности фазы одним электродом.

Особенностью регулятора БРМ-1 является выполнение его на транзисторах и полная бесконтактность, что значительно повышает его эксплуатационную надежность и динамические свойства и выгодно отличает от существующих CAP мощности РТП.

С целью выбора параметров и определения режимов работы элементов схемы, нахождения передаточных функций и временных характеристик осуществлен расчет всех разработанных элементов и блоков регулятора БРМ-1. В результате расчета установлено следующее: элементы схемы работают в нормальном режиме; регулировка усилителя сигнала рассогласования позволяет в широких пределах изменять передаточную функцию блока формирования, величину петель гистерезиса и зоны нечувствительности; регулировка реле времени не влияет па пороги срабатывания, но существенно влияет на величину времени запаздывания при отпускании схемы; постоянные времени переходного процесса составляют при запуске T3=0,0175 сек, при отпускании Тот = 0,187/5,0 сек; вероятность безотказной работы регулятора БРМ-1 к моменту времени T=8000 ч составляет 0,96.

Необходимые режимы работы узлов регулятора, их взаимодействие и устойчивость определены и отработаны в лабораторных условиях на физической модели руднотермической печи.

В комплект БРМ-1 входят: одно измерительное и регулирующее устройство, один блок питания; шесть задатчиков проводимости (нагрузки).

Питание осуществляется переменным током, частотой 50 гц, напряжением 220 в±10%.

Измерительное и регулирующее устройство монтируют па отдельном основании со штепсельными разумами, в которых устанавливают: блоки деления, формирования и оконечных усилителей. Нa передней панели установлены задатчики времени задержки и зоны нечувствительности, а также лампы, сигнализирующие о выдаче команд на перемещение соответствующих электродов. Регуляторы БРМ-1 выпускают в двух модификациях: БРМ-1/6 — для шестиэлектроных печей и БРМ-1/3 — для трехэлектродных печей.