Устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи Советский патент 1985 года по МПК H05B7/148 

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выделения активной составляющей фазного напряжения содержнт запоминающий повторитель, соединенный управляющим входом с выходом дифференциатора, причем вход дифференциатора является первым входом блока, выход повторителя - выходом блока, а его вход - вторым входом блока.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок ограничения упора содержит ключевой и пороговый элементы, первый и второй диоды и размыкающий контакт конечного выключателя верхнего положения электрода, причем катод первого диода подключен к входу ключевого элемента,

анод второго через размыкающий контакт конечного выключателя - к выходу ключевo o элемента, являющемуся выходом блока анод первого диода и катод второго соединены между собой и точка их соединения является входом блока, управляющий вход ключевого элемента подключен к выходу порогового элемента, вход которого является управляющим входом блока.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый делитель фазного напряжения выполнен в виде цифроаналогового преобразователя; аналоговый вход которого является первым входом делителя, цифровой вход - вторым входом делителя, а выход преобразователя - выходом делителя.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее для каждой фазы печи привод перемещения электрода, пропорционально-интегральныйрегулятор соединенный первым входом с выходом блока выделения активной составляющей фазного напряжения, первый вход которого через первый фильтр подключен к датчику тока, второй вход через второй фильтр - к датчику напряжения и задатчик энергетического режима, отличающееся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей электропечи путем оптимизации режима ее работы и улучшения динамических характеристик системы автоматического регулирования, оно снабжено для каждой фазы управляемым делител.ем фазного напряжения, регулятором тока дуги и блоком ограничения упора, управляемый делитель фазного напряжения подключен первы, входом к выходу датчика напряжения, VTtr,4jiM - к выходу задатчика энергетичеI режима, а выходом - к второму вхо-. .i.y пропорционально-интегрального регу(Л лятора, выход последнего соединен с первым входом регулятора тока дуги, второй вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через блок ограничения упора к приводу перемещения электрода, при этом управляющий вход блока ограничения упора соединен с выходом датчика напряжения О5 05

1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для автоматического управления энергетическим режимом дуговой электропечи путем перемещения электродов.

Цель изобретения - повыщение техникоэкономических показателей электропечи путем оптимизации режима ее работы и улучщения динамических характеристик системы автоматического регулирования.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для автоматического управления энергетическим режимом дуговой электропечи; на фиг. 2 - схема блока выделения активной составляющей; на фиг. 3 - одна из возможных схем блока ограничения упора электрода.

Устройство (фиг. 1) содержит дуговую электропечь 1 с питающим трансформатором 2 и переключателем ступеней напряжения (ПСН) 3. Электропечной агрегат оснащен датчиками фазного напряжения 4 и тока 5. Выходы синалов переменного тока с этих датчиков через фильтры 6 и 7 подключены соответственно к первому и второму входам блока 8 выделения активной составляющей фазного напряжения в виде произведения фазного напряжения на коэффициент мощности цепи дуги .

К выходу выпрямленного сигнала датчика фазного напряжения подключен управляемый делитель 9, который предназначен для выделения части фазного напряжения пУ4 Управляемый делитель 9 содержит множительное устройство на основе преобразо вателя код-аналог, первый (аналоговый) вход которого соединен с выходом датчика

4 напряжения (фиг. 1), а второй (цифровой) через переключатель 10 рода работ - с задатчиком 11 энергетического режима или с выходом управляющего вычислительного комплекса (УВК) 26, который связан также с переключателем 3 ступеней напряжения. Выход управляемого делителя 9 подключен к первому входу регулятора 12 коэффициента мощности, второй вход которого соединен с выходом блока 8 выделения активной составляющей фазного напряжения. Регулятор 12 предназначен для сравнения сигналов, пропорциональных m Уф cos/ и п V(j3 , и формирования задания на ток дуги. Для того, чтобы обеспечить регулирование по ощибке и ее интегралу (астатическое регулирование) регулятор выбирается пропорционально-интегральным.

Конденсатор 13 и резистор 14 являются элементами корректирующей цепи и подбираются при настройке.

Выход регулятора 12 коэффициента мощности соединен с первым входом регулятора тока 15, который своим вторым входом связан с выходом выпрямленного сигнала датчика тока 5.

Регулятор тока 15, как подчиненный, может быть выбран пропорциональным. Регулятор 15 предназначен для сравнения сигналов задания и обратной связи по току дуги и формирования сигнала задания на скорость привода перемещения электрода. Резистор 16 - элемент корректирующей цепи.

Выход регулятора 15 соединен через блок 17 ограничения упора электрода с входом привода 18 перемещения электрода. Управляющий вход блока 17 связан с выходом выпрямителя датчика 4 фазного напряжения. Блок 8 (фиг. 2) содержит запоминающий повторитель 19 и дифференциатор 20. Блок 17 ограничения упора электрода (фиг. 3) снабжен ключевым элементом 21, пороговым элементом 22 и двумя диодами 23 и 24. Вход ключевого элемента 21 связан с сигнальным входом блока через диод 23, включенный в прямом направлении, а выход - с выходом блока. Второй диод 24 включен в обратном направлении через ю размыкающий контакт конечного выключа- теля 25 верхнего положения элемент электродЛ. Пороговый элемент 22 соединен своим входом с управляющим входом блока 17, связанным с датчиком 4 фазного напряжения (фиг. 1), а выходом - с управляющим входом ключевого элемента 21. Блок предназначен для устранения воздействия остаточного напряжения на выходе пропорционально-интегрального регулятора 12 коэффициента мощности на привод 1820 при зажигании дуги. Устройство работает следующим образом. После включения питающего трансформатора 2 появляется сигнал напряжения на выходе датчика 4 фазного напряжения и с выхода управляемого делителя 9 подается25 задающий сигнал на вход регулятора 12 коэффициента мощности. При этом сигнал с выхода блока 8 выделения активной соетавляющей отсутствует вследствие отсутствия фазного тока. Регуляторы коэффи- д циента мощности 12 и тока 15 формируют сигнал управления приводом 18 перемещения электрода. Этот сигнал подается через ключевой элемент блока 17 ограничения упора электрода на вход привода 18 и отрабатывается путем перемещения электрода35 «вниз до соприкосновения с металлической щихтой электрода данной фазы. В результате сигнал на выходе датчика 4 фазного напряжения становится равным нулю благодаря тому, что вход датчика фазного напряжения каждой фазы включен между соответст: вующим электродом и заземленной подиной печи, а нулевая точка питающего трансформатора 2 с подиной не соединяется. Таким образом, цепь тока по-прежнему не замкнута и сигнал датчика тока отсут-45 ствует. Пороговый элемент 22 (фиг. 3 ) в блоке 17 ограничения упора срабатывает и вызывает размыкание ключевого элемента 21. который размыкает цепь задания скорости привода 18 для направления «вниз и тем50 самым снимает давление электрода на щихпри достижении шихты вторым электродом замыкается цепь тока и на второй вход регулятора тока 15 подается сигнал с дат.чика тока 5. Сигнал с выхода регулятора тока 15 через диод 24, включенный в обратном направлении, размыкающий контакт конечного выключателя 25 (блок 17) подается на вход привода 18, который перемещает электрод «вверх и, следовательно, зажигает дугу. Одновременно появляется сигнал на выходе блока 8 выделения активной составляющей фазного напряжения, работа которого основана на фиксации мгновенных значений фазного напряжения в моменты, соответствующие максимумам фазного тока. Сигнал, соответствующий, активной составляющей фазного напряжения, сравнивается на входе регулятора 12 коэффициента мощности с сигналом задания, соответствующим части фазного напряжения. Если это равенство нарушается в ту или другую сторону, то задание на ток дуги изменяется таким образом, чтобы восстановить задан коэффициент мощности. Сигнал на выходе регулятора 12 коэффициента мощности представляет собой сумму разностного входного сигнала и его интеграла. При этом пропорциональная составляющая обеспечивает высокое быстродействие регулятора, а интегральная - его высокую точность, Выходной сигнал регулятора 12 коэффициента мощности сравнивается на входе регулятора тока 15 с сигналом, пропорциональным текущему значению фазного тока, Усиленное рассогласование между заданной и фактической величиной фазного тока через блок 17 ограничения упора отрабатывается приводом 18. Устройство позволяет контролировать активную мощность, вводимую в печь, и поддерживать оптимальные энергетические режимы на различных стадиях плавки благодаря возможной оперативной перенастройки на заданный оптимум и может найти щирокое применение при работе в особых технологических режимах ..связанных с введением легирующих добавок, вследствие устранения влияния нестабильности питающей сети, уменьшения взаимного влияния фазных токоподводов и повышения точности и быстродействия сократить количество необоснованных перемещений электродов и время отработки возмущения (нарушения режима), что приводит к уменьшению дисперсии тока дуги и повышению КПД печи; осуществить совместную работу с цифровыми управляющими устройствами - цифровыми задатчиками, локальными системами автоматизации и автоматизированными системами управления технологическими процессами АСУТП.