Устройство для автоматического регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи Советский патент 1989 года по МПК H05B7/148 

4

о:

00

Изобретение относится к электротермии, в частности к управлению электрическим режимом дуговой электропечи.

Целью изобретения является повышение точности управления электрическим режимом путем исключения возникновения резонансных колебаний электрода.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для автоматического регулирования мощности дуговой электропечи содержит датчики 1 и 2 электрических параметров дуги, подключенные к входам блока 3 формирования управляющих сигналов, выход которого через операционный усилитель 4 и усилитель 5 мощности связан с исполнительным механизмом 6 перемещения электрода 7. Вход датчика 8 перемещения электрода связан с электродом 7, а его выход через блок 9 выделения и усиления переменной составляющей, элемент 0 временной задержки, ключ 11, управляемый фазовращатель 12 - с инверсным входом операционного усилителя 4. К выходу блока 9 выделения и усиления переменной составляющей через преобразователь 13 гармонического сигнала в импульсный подключен вход блока 14 дифференцирования, первый выход которого через первый диод 15 соединен с первым входом первого логического элемента И 16 и первым входом таймера 17, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И. Второй выход блока 14 через второй диод 18 соединен с первым входом второго логического элемента И 19 и вторым входом таймера, второй выход которого соединен с вторым входом второго элемента И. Выход первого логического элемента И 16 соединен с вторым входом ключа 1, выход второго логического элемента И 19 соединен с третьим входом ключа П. Первый вход фазочувствитель- ного детектора 20 соединен с выходом ключа 11, второй его вход - с выходом блока 3 формирования управляющего сигнала, а выход - с управляющим входом управляемого фазовращателя 12.

Устройство работает следующим образом.

Если в процессе работы печи возникают автоколебания электрода 7 с периодом Т, они фиксируются датчиком 8 и преобразуются в нем в аналоговый электрический сигнал. Переменная составляющая этого сигнала выделяется и усиливается блоком 9 и, если открыт ключ 11, поступает через фазовращатель 12 на инверснь й вход операционного усилителя 4. Колебания электрода приводят к колебанию электрических параметров дуги, например напряжения, и как следствие к колебанию с той же частотой сигнала на выходе блока 3. В операционном усилителе 4 мгновенные значения двух сигналов суммируются с обратными знаками и полностью компенсируются, так как

фазовый сдвиг сигналов, обусловленный инерционностью механизма перемещения, регулятора и других, автоматически устраняется управляемым фазовращателем 12. Последний поворачивает вектор электрического сигнала с выхода блока 8 в сторону

опережения так, чтобы оба сигнала на входах операционного усилителя 4 всегда совпадали по фазе. Любое изменение фазы фиксируется фазочувствительным детекто ром 20 и корректируется фазовращателем 12. Полная компенсация периодических сигналов в операционном усилителе 4 обеспечивается установкой соответствующих передаточных коэффициентов по его входам.

, Непериодическая составляющая управляющего сигнала поступает через усилитель 5 мощности на вход исполнительного механизма 6 перемещения электрода и обеспечивает непрерывное регулирование мощности дуги в соответствии с заданным в

0 блоке 3 оптимальным режимом. Электронный ключ 11 закрывается, если сигнал на вы.- ходе блока 9 становится непериодическим и негармоническим, или, если частота колебаний отличается от резонансной частоты, обеспечивается электронной схемой распознавания признаков автоколебаний. Преобразованный в блоке 13 импульсный сигнал дифференцируется блоком 14 и разделяется диодами 15 и 18 на два канала. В таймере 17 разделенные разнопо0 лярные импульсы, совпадающие по времени с передними фронтами импульсов блока 13, задерживаются на время, равное периоду Т автоколебаний на собственнойфезонансной) частоте. Если периоды следования импульсов отличаются от Т, на первые и вто5 рые входы логических элементов И 16 и 19 они поступают в разные моменты времени, в связи с чем на входе ключа 11 открывающие его импульсы отсутствуют. Если период автоколебаний, т. е. период следования разнополярных импульсов равен Т,

одновременно на входах и выходах элементов И 16 и 19 появляются импульсы, открывающие ключ 11. Для исключения среза передних фронтов разнополярных полуволн сигналов, поступающих на первый

с вход ключа И, к выходу блока 9 подключен элемент 10 временной задержки. Устройство обеспечивает повыщение точности управления электрическим режимом путем исключения автоколебаний электродов без вывода регулятора из работы. Это по0 вышает производительность печи, снижает количество поломок электродов и других элементов электропечи.

Формула изобретения

5 Устройство для автоматического регулирования моплности трехфазной дуговой электропечи, содержащее для каждой фазы печи блок формирования управляющих сигналов, входы которого соединены с выходами датчиков электрических параметров фаз, а выход связан с первым входом операционного усилителя, выход которого через усилитель мощности соединен с входом исполнительного-механизма перемещения электрода, ключ, датчик перемещения электрода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления электрическим режимом путем исключения возникновения резонансных колебаний электрода, оно дополнительно снабжено двумя логическими элементами И, элементом временной задержки, фазочувствительным детектором, управляемым фазовращателем, блоком диф- ференцирования, преобразователем гармонического сигнала в импульсный, таймером, двумя диодами и блоком выделения и усиления переменной составляющей, вход которого соединен с выходом датчика перемещения электрода, а выход - с входом элемента временной задержки и через преобразователь гармонического сигнала в импульсный с входом блока дифференцирования, первый выход которого соединен с анодом первого диода, а второй выход - с катодом второго, катод первого диода соединен с первым входом первого логического элемента И и с первым таймером, анод второго диода соединен с первым входом второго логического элемента И и с вторым входом таймера, первый выход таймера соединен с вторым входом-первого логического элемента И, второй выход таймера - с вторым входом второго логического элемента И, выход элемента временной задержки соединен с первым входом ключа, второй вход которого соедннен с выход эм первого логического элемента И, третий вход - с выходом второго логи5 ческого элемента И, выход ключа соединен с первым входом фазочувствитель- ного детектора и входом управляемого фазовращателя, выход блока формирования управляющих сигналов соединен с вторым входом фазочувствительного детектора, вы0 ход которого соединен с управляющим входом управляющего фазовращателя, выход которого соединен с вторым входом операционного усилителя.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности управления электрическим режимом путем исключения возникновения резонансных колебаний электрода. При возникновении автоколебаний сигнал с выхода датчика 8 перемещения электрода выделяется блоком 9 и, если открыт ключ 11, подается через элемент 10 временной задержки и фазовращатель 12 на инверсный вход операционного усилителя 4, компенсируя автоколебания управляющего сигнала с выхода регулятора. Ключ 11 открывается, когда возникают автоколебания на резонансной частоте, что определяется схемой распознавания, включающей элементы 13-19. Фазовращатель 12 автоматически сдвигает фазу сигнала автоколебаний с выхода датчика 8 так, чтобы на входах усилителя гармонические сигналы подавались в противофазе. Устройство предотвращает поломки электродов. 1 ил. I (Л