Способ автоматического управления электрическим режимом трехфазной рудовосстановительной электропечи Советский патент 1983 года по МПК H05B7/148 F27D11/00 

ел

о

00 00

Изобретение относится к электротермии, конкретнее к способам управления электрическим режимом рудовое становительных электрических печей.

Управление электрическим режимом рудовосстановительной электрической печи должно обеспечить равномерный ход технологического процесса в зоне каждого электрода путем выбора соответствующей посадки электродов и-уровней питающего напряжения печного трансформатора. При этом наблюдается максимум вводимой в печь мощности.

Иэвестен способ автоматического управления электрическим режимом рудовосстановительной печи, при котором управление сводится к стабилйзации фазного тока и активной мощности путем перемещения электродов и переключения ступеней напряжения печного тpaнcфopмatopa по фазам fl .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ автоматического управлений электрическим режимом трехфазной восстановительной электропечи, при котором измеряют ток электрода каждо фазы, формируют сигнал, пропорциональный площади динамической вольтамперной характеристики каждой фазы, сравнивают ток каждой фазы и воздействуют на привод перемещения электрода и на переключатель ступеней напряжения печного трансформатора J2.

Недостатком известного способа явл-яется Н1гзкая производительность печи.

Цель изобретения - повышение про,изводительности электропечи.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу автоматического управления электрическим режимом трехфазной рудовосстановительной , электропечи, при котором измеряют то электрода каждой фазы, формируют сигнал, пропорциональный площади динамической характеристики (ДВА) каждой фазы, сравнивают ток каждой фазы с опорным значением и воздействуют на привод перемещения электрода и на переключатель ступеней напряжения печного трансформатора, формируют сигнал, пропорциональный углу наклона ДВАХ каждой фазы и оси токов, перемещают электрод фазы до положения, соответствующего минималь ному значению площади ДВАХ, фиксируют электрод в этом положении, перемещают электроды соседних фаз, выравнивая сигналы, пропорциональные площади ДВАХ ч углу их наклона к оси токов, с соответствующими сигналами первой фазы, а при отклонении токов каждой фазы от опорного значения переключают ступени напряжения печного трансформатора.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, реализующего способ j на фиг.2 -качественные диаграммы ДВАХ.I

Характеристика А |есть ДВАХ первой фазы нерациональногс режима; характеристика В - ДВАХ гтервой фазы рационального режима; характеристика С - ДВАХ первой азы возмущенного рационального режима по току.

К рудоврсстанови ельной печи 1 через.датчики 2 напряжения электрод нуль и 3 тока подключен формирователь 4 ДВАХ, первый выход которого соединен с первым входом блока 5 симметрирования фаз печи непосредственно, а-второй вырсод соединён с вторым входом блока |5 симметрирования фаз печи через П|ервый оптимизатор 6, второй выход КОТОРОГО подключен к регулятору 7 перемещения электрода печи 1 и третий выход перйого оптимизатора б соединен с инициативным входом второго оптимизатора 8, второй вход Koiropora подключен ;к второму выходу датчика 3 фазного тока электрода печи 1, а выход вто- ррго оптимизатора 8 оединен с соответствующим входом регулятора 9 переключения ступеней апряжения транс. форматора печи 1, . замыканмцего контур стабилизации фазного тока электрода; первый выход 6ло|{а 5 симметрирования фаз печи I подключен к входу третьего оптимизатор- 10 второй фазы, а второй выход-блока 5 симметрирования фаз печи 1 соединен с входом четвертого оптим11затора 11 третьей фазы рудовосстановительной печи 1 .

Способ осуществляется следуяицим образом.

Измеряют фазный тбк и напряжение электрод-нульМ первого электрода печи 1 и с помощью формирователя 4 ДВАХ формирую электрический сигнал, пропорциональный площади ДВАХ.

перемещают электрод первой фазы в сторону уменьшения величины этого сигнала, т.е в сторону уменьшения площсщи ДВАХ. Очевидно, что перемещение электрод возможно и целесообразно в диапазоне рабочих токов и рабочих напряжений фазы печи Первый оптимизатор 6 выполняет в данном случае роль устройства, сравнения с памятью с воздействием на исполнительный механизм перемещения электрода первой фаэЬ|Г. При достижени минимума электрического сигнала с формирователя 4 ДВАХ (фиг.2, характеристика В) заглубление электрода данной фазы фиксируют. Этот минимум соответствует минима ьно возможным потерям в печи по первой фазе.

Достижение рационального режима электрической печи возможно вследствне изменения геометрии реактивного контура между первьмэлектродом и сседними электродами, а также сопротивлением ванны печи. Данный рациональный режим характеризуется минимальным отрицательным дифференциальным сопротивлением по первой фазе.

Параметры ДВАХ первой фазы, характеризующей выбранный рациональный режим - сигналы, пропорциональные ее минимальной площади и углу наклона ДВАХ к оси тока поступают в блок 5 симметрирования фаз печи, С целью максимально возможного симметрирования перемещают электроды соседних второй и третьей фаз в сторону уменьшения сигналов рассогласования соответствующих параметров ДВАХ каждой фазы с рациональными параметрами ДВАХ первдй фазы, которые, в данном случае, остаются неизменными..

После подачи электрических сигналов на блок 5 симметрирования фаз печи с вькода первого оптимизатора

Iподают сигнал на включение контура .

стабилизации тока первой фазы. Вслествие жесткой фиксации заглубления первого электрода стабилизацию тока фазы осуществляют путем переключени ступеней напряжения питающего трансформатора данной фазы. При повышени током заданного рабочего диапазона воздействуют на регулятор 9 переключения ступеней напряжения в a.ioрону уменьшения сигнала рассогласо ваняя по току.Стабилизацию рационал ного режима осуществляют с помощью датчика 3 фазного тока электрода, второго оптимизатора 8 и регулятора 9 переключения ступеней напряжения первой фазы. Аналогичньм образом поддерживают рациональные режимы соседйих фаз.

. Формирователь 4 ДВАХ можно выполнить на базе обычного осциллсзграфа с координатной сеткой, в узлах которой находятся светодирды, поз- воляющие путем применения стандар ных блоков определить площадь ДВАХ и угол ее наклона и далее выделить электрические сигналы по данным величинам,Первый оптимизатор б выпоняется на базе устройства сравнения и ячейки памяти. Этот блок сравнивает два значения входных сигналов : предыдущий и последуквдий - и на основании такого сравнения выдает сигнал на регулятор перемещения электрода. Если рассогласование не- значительно, что соответствует минимуму выходного сигнала с формирователя 4 ДВАХ, то воздействие на регулятор не подается. Блок 5 симметрирования фаз реализуется в виде устройств сравнения поступающих с

формирователя 4 ДВАХ сигналов с аналогичными сигналами с других фаз.При превышении сигналов рассогласованийпо фазам генерируются управляющие воздействия на перемещение электродов соседних фаз с целью максимально возможного симметрирования всей печи в целом. Второй оптимизатор 8 также содержит устройства сравнения текущего значения фазного тока с рабочим заданием и при отклонении

этого сигнала в ту или иную сторону в диапазоне рабочего режима или вне его выдает соответствующие управляющие сигналы на регулятор переключения

ступеней напряжения. Структура третьего 10 и четвертого 11 оптимизато- ров аналогична. Остальные блоки являются стандартными.

Пример. Для некоторого рационального режима работы первойфазы рудовосСтановительной.печи выходной сигнал с формирователя ДВАХ (фиг.2Jхарактеристика А), пропорционален 12 см и равен 108. Электрод перемещают в сторону уменьшения этого сигнала. В данном случае электрод подншнают до уровня, соответствующего характеристике В (рациональный режим первой фазы). Площадь этой ДЕАХ 9,5 см2 и уровань сигнала с выхода формирователя ДВАХ соответствует 8Ь. Дальнейшее поднимание электрода приводит к увеличению площади ДВАХ вследствие увеличения отрицательного дифференциального Сопротивления электрического . контура. Кроме того, уменьшается фаз- ный ток, который выходит за.пределы рабочего диапазона л 1р в пределах от

до 3 тох (фиг. 2) . Поэтому заглубление электрода фигксируют при выбранных ранее параметрах ДВАХ (характеристика В). Для данной характеристики формируют электрический сигнал, пропорциональный .углу ее наклона к оси тока Л 45. Величина этого сигнала равна 10 Ь. Сигналы 8Ь и . 10Ь подают на блок симметрирования фаз печи, где сравниваются с соответ-, ствующкми сигналами соседних фаз и перемещают электроды в сторону уменьшения рассогласования по перечисленным параметрам..

Включают контур стабилизации вы- бранного рационального режима печи по Оазному току. Если на первую фазу подействовало воз.мущение, в результате чего площсщь ДВАХ изменила свою величину (характеристика С) и стала равной 13,5 см с углом наклона 48°, то, поскольку электрод зафиксирован, переключают ступень напряжения трансформатора (фиг.2) до полной компенсации возмущения, коитролируя при этом рассогласованив

51О50138

фазного тока от рационального значе- ному току, но и по ДВАХ регу-; ния IP . Таким образом, осуществля- . лируемо фазы, что . ется стабилизация не только по фаз- во управления электрическим режимом.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ТРЕХч ФАЗНОЙ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕК РРОПЕЧИ при котором измеряют ток электрода каждой фазы, фо1 ируют сигналы, пропорционгшьные площади ди- . намической вольтампериой характерйстики (ДВАХ) каждой фазы, сравнивают .ток каждой фазы с опорннм значением и воздействуют на привод перемещения электрода- и на переключатель ступеней напряжения печного трансформатора, о т ли ч а ю щ и и q я тем, что, С целью повышения произ водительности электропечи, форми- : руют сигнал, пропорциональный углу наклона ДВАХ каждой фазы к оси токов, переметают элей трод Первой фазы до положения, соответствующего минималтгьному значению: площади динамическ:ой вольтамперной характеристики, фиксируют электрод в этом положен.ии, перемещают электроды соседних фаз, выравнивая сигналы, пропорциональ-. ные площади ДВАХ каждой фазы и углу ш их наклона к оси токов с срответству (ощими сигналами первой фазы, а при отклонении токов фаз от опорного значения переключают ступени напря- I жения печного трансформатора. 2