Устройство для измерения коэффициента несинусоидальности тока дуги дуговой электропечи Советский патент 1988 года по МПК G01R23/00 

оо

оэ а

Изобретение относится к области- электротермии и предназначено для измерения усредненных информативных значений коэффициента несинусоидаль- нести тока дуги в системах автоматического управления электрическим режимом дуговых электропечей.

Целью изобретения является повышение точности измерения усредненных информативных значений коэффициента несинусоидальности тока дуги дуговой электропечи.

На фиг.Г представлена функциональная .схема устройства; на фиг,2 - за- висимость тока дуги I, от напряжения

о

на дуге Ug электропечной установки, где точка А (U,., а.уст Рабочая точка печи, соответствующая установленному .электрическому режиму рабо- ты дуговой электропечи; U и I - напряжение и ток дуги, соответствую- щие установленному электрическому режиму; 1ц - ток эксплуатационного трехфазного короткого зa шкaния электропечи; 1 и I,; - значения токов дуг, ограничивающие область информативных электрических режимов работы электропередачи.

Устройство содержит датчик мгно- венного значения тока дуги 1, фильтр высших частот 2, пропускающий полосовой фильтр первой гармоники .3, блок средневыпрямпенного значения тока 4, первый преобразователь эффективного значения 5, блок деления 6, второй преобразователь эффективного значения 7, фильтр низших частот 8, первое устройство выборки-хранения (УВХ) 9, управляемый интегратор 10, второе устройство выборки-хранения ГУВХ) П, регистратор 12, компаратор 13, таймер 14,

Выход датчика мгновенного значения тока 1 дуги соединен с входом фильтра высших частот 2 с входом пропускающего полосового фильтра первой гармоники 3 и с входом блока средне- выпрямленного значения тока 4, выход фильтра высших частот 2 через первый преобразователь эффективного значения 5 соединен с первым входом устройства деления 6, а выход пропуска- нлцего полосового фильтра первой гармоники 3 через второй преобразоваг тель эффективного значения 7 подключен к второму входу блока деления 6, выход блока деления 6 через последовательно соединенные фильтр низких

частот 8, первое УВХ 9, интегратор 10, второе УВХ 11 соединен с входом регистратора 12, причем выход блока средневыпрямпенного значения тока 4 через компаратор 13 соединен с управляющим входом первого УВХ 9, а первый - третий выходы таймера 14 подключены соответственно к первому и второму управляющим входам интегратора 10 и к управляющему входу второго УВХ 11 о

Устройство работает следующим образом

С выхода датчика мгновенного значения тока дуги 1, сигнал поступает на вход фильтра высших частот 2 и на вход пропускающего полосового фильтра первой гармоники 3, Фильтр высших частот 2, имеющий коэффициент передачи равный единице пропускает на вход первого преобразователя эффективного значения 5 лишь сигналы высших гармоник тока дуги (второй третьей, четвертой и т,д,). Первый преобразователь эффективного значения 5 вычисляет эффективное (действующее) значение высших гармонических составляющих и подает этот сигнал на первый вход блока деления 6. Пропускающий полосовой фильтр первой гармоники 3, коэффициент передачи которого равен единице, из входного сигнала i (t) выделяет лшпь сигнал первой гармоники и подает его на вход второго преобразователя эффективного значения 7, который вычисляет эффективное значение первой гармоники и подает его на второй вход блока деления 6, который производит деление текущего эффективного значения высших гармонических составляющих кривой тока дуги на текущее эффективное значение первой гармоники тока дуги. Таким образом, на выходе блока деления б получается сигнал, пропорциональный текущему значению коэффициента несинусоидальности тока дуги дуговой электропечи, С выхода блока деления 6 этот сигнал поступает на вход фильтра низших частот 8, который производит усреднение этого сигнала

Постоянная времени фильтра низши частот 8 может быть определена из требуемого усреднения измеряемой величины по формуле

Т - fPl - 1)

J . 1 у

1

где D - дисперсия неусредненног.э

значения измеряемой величины (текущего значения коэффициента несинусоидальности тока дуги);

d. - требуемое среднеквадратичес- кое отклонение усредненного значения измеряемой величины;

J - постоянная времени аппроксимирующей экспоненты на начальном участке кривой корреляционной функции исходного неусредненного сигнала, С выхода фильтра низших частот 8 сигнал поступает на вход первого УВХ 9, которое необходимо для запоминания последнего значения усредненного сигнала в момент перехода печи в неинформативные электрические режимы и хранения этого значения на протяжении работы печи в неинформативных электрических режимах Управление переходом первого УВХ 9 в режим хранения осуществляется управляющим сигналом, поступающим на его управлякщий вход с выхода компаратора 13,

Определение информативных или неинформативных электрических режимов работы электропечи осуществляется по величине средневыпрямаенного значения тока дуги I, с помощью блока средне- выпрямленного значения тока 4 и компаратора 13о & 1ходной сигнал блока средневыпрямпенного значения тока 4, пропорциональный средневыпрямленно- му значению тока дуги 1, поступает на вход компаратора 13, который определяет в каком режиме - информативном или неинформативном - находится в данный момент рабочая точка печи А (фиго2) путем сравнения тока Ig с заданными значениями. Если рабочей точке печи в данный момент времени соответствует ток дуги

I,.

6 I или о I 3 1,(фиг.2)

что соответствует неинформативному электрическому режиму, то на выходе компаратора 13 сигнал равен логической единице, а при токах дуги I, - информативный электрический режим - на выходе компаратора 13 сигнал равен логическому нулю,

С выхода первого УВХ 9 сигнал поступает на вход управляемого интегратора 10, на выходе котор ого формируется сигнал, пропорциональный среднему значению коэффициента несинусо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

идальности тока дуги в информативных электрических режимах работы электропечи за определенный временной промежуток.

Формирование временных интервалов, определяющих цикл работы интегратора 10 и второго УВХ 11 осуществляется таймером 14 В каждом цикле работы последовательно происходит интегрирование входного сигнала интегратора 10 в течение заданного интервала времени, ввод полученного значения во второе УВХ 11 и подготовка к следующему циклу работы.

Таким образом в устройстве повы- щается точность измерения благодаря тому, что процесс измерения происходит лишь в информативных режимах работы электропечи и с усреднением мгновенных значений коэффициента несинусоидальности на заданном интервале времени.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента несинусоидальности тока дуги дуговой электропечи, содержащее фильтр высших частот, пропускающий полосовой фильтр первой гармоники, первый и второй преобразователи эффективного значения и регистрирующий прибор, при этом выход фильтра высших частот подключен к входу первого преобразователя эффективного значения, а выход пропускающего полосового фильтра первой гармоники соединен с входом второго преобразователя эффективного значения, отличающее ся тем, что, с целью повьшгения точности измерения усредненных информативных значений коэффициента несинусоидапьности тока дуги дуговой электропечи, оно дополнительно снабжено датчиком мгновенного значения тока дуги, блоком средне- выпрямленного значения тока, компаратором, устройством деления, фильтром низших частот, первым и вторым устройствами выборки-хранения, управляемым интегратором и таймером, при этом выход датчика мгновенного значения тока дуги соединен с входом фильтра высших частот, входом пропускающего полосового фильтра первой гармоники и входом блока средневып- рямленного значения тока, а выходы

первого и второго преобразователей эффективного значения соединены соответственно с первым и вторым входами блока деления, выход которого через последовательно соединенные фильтр низших частот, первое устройство выборки-хранения, интегратор и второе устройство выборки-хранения соединен с входом регистратора, вы

ход блока средневыпрямленного значения тока через компаратор соединен с управляклдим входом первого устройства выборки-хранения, а первый, второй и третий выходы таймера подключены соответственно к первому и второму управляющим входам интегратора и управляющему входу второго устройства выборки-хранения.

Изобретение относится к области электротермии и служит для повьше- ния точности измерения усредненных информативных значений коэффициента несинусоидальности тока дуги. Устройство содержит фильтр 2 высших частот, пропускаю15ий полосовой фильтр 3 первой гармоники, преобразователи 5 и 7 эффективного значения и регистратор 12 Благодаря введению блока 4 средневыпрямленных значений тока, блока 6 деления, фильтра 8 низких частот, устройств 9 и 11 выборки-хранения, управляемого интегратора 10, компаратора 13 и таймера 14 процесс измерения происходит лишь в информативных режимах работы электропечи и с усреднением мгновенных значений коэффициента несинусоидальности на заданном интервале времени. 2 ил. (Л

Фиг.1

d.ycfn.