Задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой электропечи Советский патент 1985 года по МПК H05B7/148 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для регулирования и стабилизации мощност дуговых сталеплавильных электропечей. Известен задатчик мощности регулятора электрического режима.дуговой электропечи, содержащий измерительнь трансформатор тока, два согласующих трансформатора, потенциометр задания напряжения дуги, потенциометр задани тока дуги и регулируемый резистор, включенный во входную цепь блока интегрирования , причем движок регулируемого резистора механически связан с дйижком потенциометра задания тока lj. Работа данного устройства основан на сравнении сигналов, пропорциональ ных напряжению и току электрической дуги. Однако такой задатчик не обеспечивает постоянства его коэффициент передачи при изменении задания автоматическому регулятору,поскольку в известном задатчике мощности с изменением задания по току (напряжению) изменяется коэффициент передачи цепи измерения тока. Наиболее близким к предлагаемому по техническому существу является задатчик мощности регулятора электри ческого режима дуговой электропечи, содержащий первый и второй регулируе мые резисторы, измерительный трансформатор тока, подключенный через первый согласующий трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания тока дуги, второй согласующий трансформатор, к вторичной обмот ке которого подключена входная диагональ второго вьшрямительного моста, выходная диагональ которого че рез второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги 2j . Недостатком этого устройства является то, что увеличение задания по току (напряжению) дуги уменьшает ся коэффициент передачи измерительно цепи тока (напряжения) дуги приводит к снижению точности регулирования , а уменьшение задания по току (напряжению) дуги увеличивается коэффициент передачи измерительной цени тока (напряжения) дуп - к возрастанию колебательности процесса регулирования и даже (при глубоком регулировании) к потере устойчивости, вследствие возрастания совокупного коэффициента усиления системы автоматического регулирования. Цель изобретения - повьппение качества регулирования за счет автоматического обеспечения постоянства коэффициента передачи задатчика при изменении задания регулятору. Поставленная цель достигается тем, что в задатчике мощности регулятора электрического режима дуговой электропечи, содержащем первый и второй регулируемые резисторы, измерительный трансформатор тока, подключенный через первый согласующий трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фршьтр соединена с потенциометром задания тока дуги, второй согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключена входная диагональ второго вьшрямительного моста, выходная диагональ которого через второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги, первьй регулируемый резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания тока дуги, а второй регулируемый резистор включен последовательно в выходную цепь потенхдаометра задания напряжения дуги, причем движки первого и второго регулируемых . резисторов механически связаны соответственно с движками потенциометров задания тока и напряжения дуги. На фиг.1 дана схема регулятора мощности дуговой электропечи с г.редлагаемым задатчиком; на фиг.2 структурная схема части системы регулирования мощности дуговой сталеплавильной печи. Регулятор мощности дуговой электропечи состоит из задатчика 1 мощности, реверсивного тиристорного усилителя 2, электродвигателя 3 механизма перемещения электрода 4. Задатчик мощности содержит измерительный трансформатор 5 тока, выход которого подключен к первичной обмотке первого согласующего трансформатора 6 с вторичной обмоткой 7, второй согласующий трансформатор 8 с тп-оричиой обмоткой 9, выпрямительный мост 10, входная диагональ которого подключена к вторичной обмотке 7 согласующего трансформатора 6, выпрямите пьный мост 11, входная диагональ которого подключена к вторичной обмотке 9 согласующег трансформатора 8, сглаживающий фильт 12,подключенный к выходной диагонал вьтрямительного моста 10, сглаживающий фильтр 13, подключенный к выходной диагонали вьшрямит.е,пьного моста 11, потенциометры 14 и 15 задания то ка и напряжения дуги, подключенные к выходам сглаживающих фильтров 12 и 13,первый регулируемый резистор 16, движок которого механически связан с движком потенциометра 14 задания тока дуги и второй регулируемый резистор 17, движок которого механичес ки связан с движком потенциометра 15 задания напряжения дуги. Задатчик работает следующим образом . Сигнал, пропорциональный току дуги, с измерительного .трансформатора 5 и сигнал, пропорциональный напряжению на дуге, подаются соответственно на первичные обмотки согласующих трансформаторов 6 и 8. Переменно напряжение с вторичных обмоток 7 и 9 поступает соответственно на выпрямительные мосты 10 и 11 и далее через сглаживающие фильтры 12 и 13 на по.Тенциометры 14 и 15 задания трка и напряжения дуги. При равенстве напря жений, снимаемых с потенциометров 14 и 15, сигнал на выходе задатчика 1 мощности.отсутствует, напряжение на входе реверсивного тиристорного усилителя 2 равно нулю, электродвигател 3 механизма перемещения электрода 4 неподвижен. При нарушении заданного режима печи на выходе задатчика 1 мощности появляется постоянное напряжение, величина и полярность которого зависят от величины и характера возмзоцения. При этом электродвигатель 3 разгоняется, перемещая электрод 4 в направлении компенсации рассогласования.. При,увеличении (уменьшении) задания регулятору по току (напряжению) дуги,путем перемещения вниз (вверх) движка потенциометра 14 (15), на входе реверсивного тиристорного усилителя 2 появляется напряжение положительной (отрицательной) полярнос ти, величина которого пропорциональна величине перемещения движка. Одновременно с изменением положения движка потенциометра 14 (15) изменяется и положение движка регулируемого резистора 16 (17), причем с уменьшением (увеличением) коэффициента деления потенциометра 14 (15) уменьшается (увеличивается) величина сопротивления между точками 5 и Ь (аи ) регулируемого резистора 16 (17). Величины сопротивлений регулируемых резисторов 16 и 17 подбирают таким образом, чтобы коэффициент передачи задатчика 1 мощности в целом при изменении задания регулятору не изменялся . 1 При появлении напряжения на входе реверсивного тиристорного уси-. лителя 2 положительной (отрицательной) полярности электродвигатель 3 разгоняется в направлении опускания (подъема) электрода 4. По мере опускания (подъема) электрода возрастает (уменьшается) ток дуги и соответственно напряжение на выходе потенциометра 14 (точки 9 одновременно уменьшается (возрастает) напряжение дуги и соответственно напряжение на выходе потенциометра 15 (точки е и ж) , напряжение на входе реверсивного тиристорного усилителя 2 при этом уменьшается. При достижении напряжения на выходе задатчика мощности (точки О и S ) величины равной нулю электродвигатель 3 останавливается. Таким образом, в данном регуляторе с предлагаемым задатчиком мощности при изменении задания совокупный коэффициент усиления системы остается постоянным, что позволяет повысить точность и устойчивость работы системы регулирования и стабилиза,ции мощности дуги. Изменение, задания регулятору в существующих задатчиках мощности Производится путем изменения коэффТ1Циентов передачи цепей измерения напряжения и тока электрической дуги, за счет изменения коэффициентов деления потенциометров задания напряжения и тока дуги. Для пояснения сущности предлагаемого технического решения рассмотрим фрагмент структурной схемы системы регулирования мощности дуговой сталеплавильной печи (фиг.2), где: L« - длина электрической дуги (перемещение электрода); Uf - ток и напряжение дуги; и - напряжения, пропорциотоку и напряжению дуги; нальные Ub-U/ - разность сигналов, пропорциональных току и напряжению дуги, снимаемых с потенциометров 1 и 15 (рассогласования); Kt - коэффициент передачи дугово электропечи по току дуги (входная величина - длина электрической дуги выходная величина - ток дуги); К2 - коэффициент передачи цепи измерения тока дуги (входная величи на - ток дуги, выходная величина напряжение U, на выходе потенциомет ра 14 задания тока дуги). Цепь измерения в данном случив включает измерительный трансформатор 5 тока, согласующий трансформатор 6, выпрямитель 10, фильтр 12 и потенциометр 14 задания тока дуги; КЗ - коэффициент передачи дугово электропечи по напряжению дуги (вхо ная величина - длина электрической дуги, выходная величина - напряжени дуги)J К4 - коэффициент передачи цепи измерения напряжения дуги (входная величина - напряжение дуги, выходна величина - напряжение U на выходе потенциометра 15 задания напряжения дуги). Цепь измерения в данном случ включает согласукйций трансформатор 8, выпрямитель 11 фильтр 13 и поте циометр 15 задания напряжения дуги; КЗ - суммарный коэффициент передачи регулируемых резисторов 16 и 1 (входная величина - напряжение рассогласования SQ т.е. разность сигналов, пропорциональных току и напряжению дуги, выжодная величина 6 напряжение на входе реверсивного тиристорного усилителя 2; Кб - коэффициент передачи (усиления) реверсивного тиристорного усилителя 2. Изменение коэффициентов деления потенциометров 14 и 15 при изменении задания регулятору приводит к изменению коэффициентов передачи К2 и К4. Изменение же коэффициентов К2 и К4 (при отсутствии дополнительных регулируемых резисторов 16 и 17 т.е. КЗ 1) приводит к изменению совокупного коэффициента передачи системы регулирования в целом. Так, в нашем случае (при КЗ « 1) коэффищ ент передачи части системы, изображенной на фиг.2, определяется выражением К ( - КЗ-К4)1К6, т.е. любое изменение К2 или К4 прик изменению К . При этом сниК снижает точность стабилизации мощности дуги, так как из теории автоматического регулировайия известно, что точность стабилизации (статическая ошибка регулирования) .замкнутой системы автоматического регулирования прежде всего зависит от совокупного коэффициента усиления разомкнутой сястемы и снижение его увеличивает ошибку регулирования. С другой стороны возрастание совокупного коэффициента приводит к колебательности процесса регулирования и даже потере устойчивости. При этом для сохранения устойчивости необходимо, чтобы система имела большой запас .по амплитуде и фазе, что требует в свою очередь применения сложных стабилизирующих устройств. Для исключения влияния изменения задания регулятору предложено последовательно в канал регулирования включить звено с коэффициентом передачи КЗ # 1 (регулируемые резисторы 16 и 17, движки которых механически, связаны соответственно с потенхщометрами 14 и 15). Коэффициент передачи КЗ является функцией угла поворота потенциометров 14 и 15. Тогда коэффициент передачи части системы, изоб раженной на фиг.2, определяется выражением К (К1.К2-КЗ.К4). КЗ-Кб, при этом с изменением К2 (либо К4) автоматически изменяется КЗ таким образом, что величина К всегда остается постоянной, т.е. при изменении задания регулятору всегда сохраняется условие К (К1К2-КЗ. К4) -КЗКб const. Исходя из этого условия производится расчет и выбор величин сопротивлений регулируемых резисторов 16 и 17. Обеспечивая постоянство величины К, тем самым сохраняется заданная точность и устойчивость системы регулирования, т.е. повьшается качество регулирования. Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения ориентировочно составляет 34,7 тыс.руб. в год.

III г II IU

ЗАДАТЧИК МОЩНОСТИ РЕГУЛЯТОРА :ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержавши первый и второй peгyлиpye a)e резисторы, измерительный .трансформатор тока, подключенный через первый согласуинщй трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания тока дуги, второй согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключена входная диагональ второго выпрямительного моста, выходная диагональ которого через второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества регулирования за счет автоматического обеспечения постоянства коэффициента передачи задатчика при изменении задания регулятору, первьш ре1улируеьн й резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания тока дуги, а второй регулируемый резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания напряжения дуги, причем движки перврго и второго регулируемых резисторов механически связаны соответственно с движками потенциометров задания тока и напряжения дуги. DO 9д э СА