Устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи Советский патент 1987 года по МПК H05B7/148 

Изобретение относится к области лектротермии.

Целью изобретения является повыение точности регулирования.

На фиг. 1 представлена функциоальная схема предлагаемого устройста для автоматического управления лектрическим режимом дуговой элекропечи; на фиг. 2 - зависимость опорного значения параметра электроечной установки у f(K), которая соответствует критерию поддерания заданного значения активной мощности;на фиг. 3 - зависимость опорного значения параметра у f(K ), которая соответствует критерию поддержания максимальной мощности.

Устройство содержит датчик 1 тока, датчик 2 напряжения , выходы которых соединены с соответствующими входами счетчиков реактивной 3 и активной 4 энергии,, а выходы счетчиков реактивной 3 и активной 4 энергии соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 5 деления, выход которого соединен с первым входом блока 6 сравнения, а выход последнего через задатчик 7 управления уставкой регулятора положения электродов соединен с входом блока 8 управления приводом перемещения электродов, выходной сигнал которого воздействует на положение электродов. Блок 9 определения опорного значения отношения активной и реактивной энергии содержит датчик

10коэффициента несинусоидальности, вход которого подключен к датчикам

11тока, а выход соединен с входом элемента 12 нелинейных функциональ- ньпс преобразования, управляющий вход которого соединен с выходом блока 13 здания электрического режима, а выход блока 9 подключен к второму входу блока 6 сравнения.

В предлагаемом устройстве автоматическое управление уставками регулятора производится на основе сравнения фактического -у и опорного -у значений параметра элек- тропе чной установки. Заданному электрическому режиму работы электропечи соответствует равенство значений (с определенной точностью) фактического и опорного параметра

Т TIT

5

Одним из критериев оптимальности в управлении электрическим режимом может быть условие поддержания пос- . тоянства активной мощности печи на определенном уровне Р Р, const. Для реализации этого критерия управления в предлагаемом устройстве опорное значение допределяется по зависимости у 14,26 К - 6,917 К + + 2,053 К +0,5, (1) для реализации критерия поддержания максимальной активной мощности опорное значение -у определяется по

у, 9,007 Kt - 1,552

зависимости

к1 +

+ 4,741 К + 1.

(2)

0

5

0

5

0

5

0

5

Указанные зависимости реализуются в элементе 12 нелинейных функциональных преобразований, который может быть выполнен из двух ячеек функционального преобразователя ПФ - 1АИ. В процессе работы блоком 13 задания выбирается одна из ячеек элемента 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы,пропорциональные реактивной и активной энергии (усредненные на определенном временном промежутке) , потребляемой печью, снимаемые со стандартных счетчиков реактивной 3 и активной 4 энергии, поступают на соответствующие входы элемента 5 . деления. Сигнал у ,пропорциональный этому отношению, снимаемый с выхода элемента 5 деления, поступает на первый вход блока 6 сравнения.

Одновременно с выхода датчика 10 коэффициента несинусоидальн ости сиг- нал,пропорциональный усредненному на этом же временном промежутке значению коэффициента несинусоидальности токов дуг, поступает на вход элемента 12 нелинейньш преобразований.

Датчик 10 коэффициента несинусоидальности может быть реализован,например, на основе трех стандартных датчиков коэффициента несинусоидальности и операционном усилителе вычисляющем среднее по трем фазам значение коэффициента несинусоидальности.

В элементе 12 нелинейных преобразований в функции значения коэффициента несинусоидальности К происходит вычисление величины опорного значения параметра регулирования -ji по зависимости f(K), реализованной в этом элементе.

Задание электрического режима - выбор определенной зависимости j f(K ) осуществляется блоком 13 задания электрического режима, реализованным, например, на стандартном пакетном переключателе, который коммутирует входы и выходы ячеек элемента 12 нелинейных преобразований и в каждом своем положении включает в работу требуемую зависимость

у f(K). Вычисленное таким образом в блоке 9 опорное значение параметра v поступает на второй вход блока о сравнения, в котором происходит сравнивание значений опорно- го j и фактического v параметра регулирования с точностью, определяемой зоной нечувствительности устройства с/ . Если сигнал ( v - то выходной сигнал блока 6 сравне- ния равен нулю и режим работы электропечи считается равным заданному. Если сигнал I Т Т то на выходе блока 6 сравнения получается сигнал +1 или -1, что вызывает измене- ние уставки регулятора на одну дискретную ступень в сторону уменьшения разбаланса 1-у- .

Блок 6 сравнения может быть реализован, например, на основе стан- дартного реле с тремя устойчивыми состояниями и с регулируемой зоной нечувствительности cf. Значение величины зоны нечувствительности блока 6 сравнения может быть ориенти- ровочно принято равным 0,01 - 0,08 и уточняться в процессе наладки исходя из критериев качества регулирования.

Выходной сигнал блока 6 сравне- ния поступает на вход задатчика 7 уставок регулятора. На входе последнего может быть включен, например, реверсивный двоичный счетчик, который управляется выходным сигналом блока 6 сравнения, а текущее значение этого счетчика непрерывно определяет значение уставки регулятора. Вычисленная таким образом уставка посредством блока 8 управления при- водом перемещения электродов устанавливает требуемое соотношение между токами и напряжениями дуг, обеспечивающее работу электропечи в заданном электрическом режиме.

Таким образом, в предложенном устройстве благодаря наличию контроля текущего значения коэффициента

несинусоидальности К токов дуг и вьиислению в функции его значений величины значения опорного параметра регулирования л представляется возможным поддерживать на заданном уровне параметры элект-рического режима при непрерывно изменяющемся коэффициенте несинусоидальн.ости, т.е. представляется возможность реализовать инвариантную систему регулирования параметров электричес .кого режима по отнощению к величине К. Кроме того, в предлагаемом устройству по сравнению с известным благодаря наличию блока задания электрического редима представляется возможным реализовать различные закны регулирования параметров электрического режима путем включения в работу соответствующей зависимости ()Формула изобретени

Устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее счечики активной и реактивной энергии, соединенные выходами с .входами элемента деления, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока определения опорного значения отношения активной и реактивной энергии, управляющий вход которого соединен с блоком задания электрического режима, а выход блока сравнения через задатчик управления уставкой- регулятора положения электродов соединен с входом блока управления приводом перемещения электрода, о т л и ч а- ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности регулирования,указанный блок определения опорного значения отношения активной и реактивной энергии выполнен в виде датчика коэффициента несинусоидальности тока дуги, вход которого служит входом указанного блока,а выход соединен с входом элемента нелинейных функциональных преобразований, управляющий вход и выход которого служит соответственно управляющим входом и выходом указанного блока, причем элемент нелинейных функциональных преобразований выполнен из двух ячеек, одна из которых реализует зависимость

7 14,126 К, - 6,917 + + 2,053 К + 0,5, а вторая

7, 9,007 K;J - 1,552 К + -I- A,74i К J + 1, .

13399036

где J - опорное значение отношения активной и реативной энергии;

К „ - коэффициент несинусоидальности тока дуги.

1.5

Гт

0.5

0.1 0.2 0.3 ОМ 0.5 Кн Фиг.

Составитель Г.Тараканова Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор В,Бутяга

Заказ 4352/56 Тираж 801Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород , ул. Проектная, 4

0.1 0,2 aj О.Ч 0,5 н Фиг.З

-Изобретение относится к элек- тротехнике. Целью изобретения является повышение точности регулирования. В блоке 9 определяется опорное значение отношения активной и реактивной энергии с учетом коэффициента несинусоидальности тока дуги, измеренного датчиком 10, и заданного электрического режима, реализованного элементом нелинейных функциональных преобразований 12, что позволяет повысить точность поддержания параметров электрического режима в процессе управления. 3 ил. (Л 11 }-KEI- 00 00 со со о со Фае.1