Устройство для регулирования электрического режима дуговой многофазной электропечи Советский патент 1986 года по МПК H05B7/156 

Изобретение относится к электроэнергии, в частности к дуговым сталеплавильным печам и установкам.

Цель изобретения - повышение качества регулирования путем увеличения точности поддержания заданного регулируемого параметра соотношение напряжения и тока дуги.

На чертеже изображена функциональ ная схема устройства для одной фазы печи.

Устройство содержит датчики тока 1 дуги и напряжения 2, пераь}й блок 3 сравнения, тиристорные преобразователи 4, электрогидравлический преобразователь 5, состоящий из двух исполнительных двигателей 6 и 7, дифференциального редуктора 8, соединенного со штоком золотника гидроусили- теля 9, датчик 10 положения золотника гидроусихштеля, представляющий собой трехобмоточиый трансформатор с подвижным ферромагкитньм сердечником, жестко соединенП)1м через рейку дифференциального редуктора с золотником гидроусилителя, первичная обмотка датчика подключена к генератору П синусоидального напряжения, две вторичные обмотки подключены к алпрямителяы 12. Генератор П синусоидального напряжения высокой частоты выполнен на операционном усили теле по схеме основанной на принципе использования 0В цепи обратной связи резонансного контура - моста Вина, причем частота генерации определяется номиналами элементов реактивной части моста и является источником синусоидального напряжения высокой частоты для датчика положения золотника гидроусилителя. Выпрямители 12, собранные каждый на двух операционных усилителях, соединенных диода так, что полярность коэффициента усиления переключается при изменении полярности входного сигнала, а полярность выходного сигнала остается постоянной. Схема второго блока J 3 сравнения собрана на резисторах. Двухкаскадный фильтр 14 собран на операционных усилителях со скоростью спада частотной характеристики каждого каскада 40 дБ/дек. схема построена на основе неинвертиру ющего включения операционного усилителя. Устройство содержит также электрод 15 и исполнительный механизм 16

0

5

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда о- отношение текущих значений напряже- 5 ния и тока дуги, снимаеьвле с датчиков тока 1 и напряжения 2, равно за данному соотношению и, если золотник гидроусилителя находятся в среднем положении, сигнал с выхода фильтра 14 равен нулю. С выхода блока 3 сравнения сигнал отсутствует и на двигателях 6 и 7 присутствует только напряжение осцилляции. Датчик 10 положения золотника гидроусилителя ра- ботает так, что если сердечник датчика расположен симметрично относительно вторичных обмоток, что соответствует нулевому положению эолотни- ка гидроусилителя, то напряжения на

0 вторичных обмотках датчика 10 равны. При смещении сердеч1шка ia какую-либо сторону из этого положения напряжение на одной из обмоток увеличивается, на второй уменьшается. Разность напряжений вторичных обмоток пропорциональна величине перемещения сердечника, т.е. золотника гидроусилителя.

Если по какой либо причине золот0 ник гидроусилителя смещается в ка- кунг-либо сторону, напряжения с вторичных обмоток датчика 0 не равпл. Перемен{в 1е напряжения, снимаемые с кахода датчика 10, выпрямляются вы5 прямителями 12, сравниваются между собой в схеме 13 сравнения и полученная разность поступает на фильтр 14, KOTOpi i отфильтрошлвает несущую частоту генератора 11 синусоидально-

0 г-о напряжения. После 4 шьтра разност- Шгий сигнал, пропорциональный величине перемещения золотника гидроусилителя 9, в виде постоянного напряже- ioia определенной полярности (в за5 висимости от направления смещения золотника) поступает на вход блока 3 сравнения, где сравнивается с сигналом задания Uj для систеьал управления электрогидравлического преобразователя, величина которого про- порциоиальпа отклонению соотношения текувд х значений напряжения и тока дуп от заданного.

Когда и О, т.е. когда отклоне5 ние между текущим и задавшим соотношением напряжения и тока дуги отсутствует, сигнал , поступающий с фильтра 54, является задающим сигналом для системы управления электрогидравлического преобразователя. В зависимости от знака сигнала IV с выхода блока 3 сравнения сигнал поступает на один из тиристорных преобразователей 4, с выхода которого, преобразованный и усиленный, он поступает на соответствующий двигатель, перемещающий рейку дифференциального редуктора 8, соответственно и золотник гидроусилителя 9, в сторону, противоположную смещению, таким образом золотник гидроусилителя 9 возвращается в среднее положение. При зтом сердечник датчика также возвра- щается в нейтральное положение, следовательно, напряжения с его вторичных обмоток равны и сигналы с выхода cxeMd 13 сравнения соответственно и с фильтра 14 равны нулю, т.е. U . Сигнал с блока сравнения 3 отсутствует, так как разностный сигнал между задающим сигналом и корректирующим сигналом равен нулю, т.е. ft-Uj Оф 0. Следовательно, на вы- ходе тиристорного преобразователя сигнал также отсутствует, на двигателях присутствуют только напряжения осцилляции и система приходит в равновесное состояние.

В случае, когда сигнал задания для системы управления электрогидравлического преобразователя не равен нулю Uj О, устройство регулирования отрабатывает сигнал рассогласования между сигналом задания и коррек-труюащм сигналом Ц, т.е. , О. При зтом необходимая величина смещения золотника пропопорцио- нальна разнице напряжений задакяцего и корректирующего сигналов, а направление смещения зависит от их знака.

Таким образом, сигнал задания для системы управления электрогид- равлического преобразователя корректируется в каждый момент времени напряжением коррекции, величина которого пропорциональна смещению золотника гидроусилителя от нулевого положения, исключая при этом лишнее перемещение электродов.

з20 2530

595224

Применение предлагаемого устройства позволяет значительно повысить качество регулирования, исключить смещение статических характеристик 5 регулятора за счет контроля нулевого положения золотника гидроусилителя, тем самым устраняя произвольное перемещение электрода, что в свою очередь позволяет С1шзить время 10 авкн, удельный расход электроэнергии и увеличить производительность электропечи.

Формула изобретения

Устройство для регулирования электрического режима дуговой миогофаз- ной электропечи, содержащее для каждой фазы датчик тока и датчик напряжения, соединенные с першт и вторым входами первого блока сравиения, каждый из двух выходов которого через тиристорный преобразователь и двигатель подключен к соответствующему ему входу дифференциального редуктора злектрогидраш1ического преобразователя, выход которого через золотник подключен к исполнительиому механизму перемещения электрода, о т ли чающееся тем, что, с цепью повышения качества регулирования путем увеличения точности поддержания заданного зкачетшя соотно- щения тока и напряжения, оно допол- иительно снабжено датчиком положения золотника, выполненным в виде трех- обмоточнаго трансформатора с подвиж- WIM сердечником, генератором синусоидального напряжения высокой частоты, двумя выпрямителяьш, вторым блоком сравнения и i)uibTpoM, а первый блок сравнения - третьим входом, причем сердечник датчика положения золотиика механически связан с золотником его первичная обмотка соеди- нена с выходом генератора синусоидального напряжения высокой частоты, а к 1ходы вторичных обмоток через выпрямители - с соответствукицими им входами второго блока сравнения, выход которого через фильтр соединен с третьим входом первого блока сравнения.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам дуговых электропечей. Целью изобретения является повьвпение качества регулирования за счет увеличения точности поддержания заданного-регули-, руемого параметра. Сигнал задания для системы управления электрогидравлического преобразователя корректируется в каждый момент времени напряжением коррекции, величина котог- рого пропорциональна смещению золотника гидроусилителя (ЗГ), которое коитролируется датчиком положения (ДП) 0, представлякицим собой трех- обмоточный трансформатор с подвижным ферромагнитным сердечником, жест- косоеданенньм через рейку дифференциального редуктора ЗГ. Первичная обмотка ДП 10 соединена с генератором синусоидального напряжения II, две вторичные обмотки - с выпрямителями 12. Если сердечш1к ДП 10 расположен симметрично относительно вторичных обмоток, что соответствует нулевому положению ЗГ, то напряжения на вторичных обмотках ДП 10 равны . При смещении сердечника напряжение на одной из обмоток увеличивается, на другой уменьшается разность напряжений вторичных обмоток, пропорциональная величине перемещения ЗГ, поступает через выпря в1тели 12 и фильтр 14 на вход блока 3 сравнения в виде постоянного напряжения U, где сравнивается с сигналом задания Uj, величина которого пропорциональна отклонению между теку|щт и Заданиям соотношением напряжения и тока дуги. В случае когда Uj«0, сигнал и является задающнм снгнапом для системы управления. В зависимости от знака сигнала Uc;; с выхода блока 3 сравнения он поступает на одни из тиристорных преобразователей 4, с выхода которого, преобразованшлй и усиленный, поступает на соответствую111ий двигатель 6 или 7, который перемещает ЗГ в сторону, противоположную смещению, возвращая его в среднее положение. При этом сердечник ДП также возвращается в нейтральное положение И Цф О, Таким образом, предлагаемое устройство исключает смещение статических характеристик регулятора путем контроля нулевого положения ЗГ, устраняя лишние перемещения электродов, t ил.

Редактор М Бланар

Составитель Е.Косарев

Техред И.Поповйч Корректор г.Решетник

Заказ 5142/59Тираж 7W Подяисное

ВНШШИ Гоеударствеияого комитета СССР

по делам иэобретеиий и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская яаб. д.4/5

Пронэводственио-потграфическое пред(фиятйе, г .Ужгород, ул. Проектная ,