Способ контроля обратной ЭДС серии алюминиевых электролизеров Советский патент 1989 года по МПК C25C3/20 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть-использовано при автоматическом управлении про- цессом электролиза.

.Целью изобретения является повышение точности контроля обратной ЭДС.

На чертеже представлена блок-схема реализации способа контроля обратной ЭДС серии электролизеров.

В цепь, соединяющую выход кремние- во-преобразовательной подстанции (КПП) 1 с входом серии электролизеров 2, включены датчики 3, 4 постоянных составляющих напряжения и тока серии, а также датчики 5, 6 переменных составляющих напряжение тока сигналов. Выходы датчиков 5, 6 переменных составляющих напряжения и тока соединены с входами модуля 7 полосовых фильтров, 9ЫХОДЫ которого подключены к входам модуля 8 усилителя-нормализатора. Выходы модуля 8 усилителя-нормализатора

и выходы датчиков 3, 4 постоянных составляющих напряжения и тока соединены с входами коммутатора 9 сигналов. Выход коммутатора 9 соединен с входом модуля о аналого-цифрового преобразователя. Выходы модуля 10 аналого-цифрового преобразователя соединены с входами процессора 1I, который связан с печатагацим устройством 12.

Способ реализуется следующим образом.

Сигналы, пропорциональные постоянным составляющим напряжения Up и тока серии 1, с датчиков 3 и 4 (преобразователи Е 846) поступают на входы коммутатора 9 сигналов. С помощью датчика 5 разделительной емкостью, включенной последовательно с первичной обмоткой, производится измерение переменной составляющей напряжения серии-. Датчик 6 служит для измерения

СО

с:

о:

00

со vj

ел

переменной составляюга.еи тока, и представляет собой воздушный трансформатор, охватывающий, накет шин.одной полярности, который соединяет выход - кремниево-преобразонательной подстанции 1 с входом серии электролизеров 2, Сигналы с датчиков 5 и 6 переменных: составляющих напряжения и тока

поступают на .входы, модуля 7 полосовых

20

фильтров, который.предназначен для вьщеления из .всего спектра .сигналов гармонических составляющих частотой 600 Гц (основной гармоники). Сигналы с выходов модуля 7 полосовых фильтров is по.ступают на входы модуля 8 усилитея-нормализатора , преобразуются в сигналы.постоянного тока и подаются . далее на входы коммутатора 9 сигналов. Коммутатором .9 с дискретностью 5-10 МС подключают выхо/хы датчиков

к аналого-цифровому преобразователю. 10. Процессор 11 считывает значения

сигналов и производит их усреднение за период, равный 10-20 с.-Затем по данным переменных составля сга;мх напря жения и тока рассчитывают полное сопротивление- серии по выраженшо

7 - Пл- J-n

N5 усредненные значения переменных составляюпшх напряжения и тока серии,, выраженшо

35

25

30

где и,

а по

где и

и, R,-- 1„

,1 40

45

усредненные значения по- сто янньпс составля1ощ 1х напряжения и тока серии, рассчитывают значение обратной ЭДС серии.

Значение сопротивления серии постоянному току Р(- определя1от по выражению

RJ, Tfl-Zp.

Значение масштабного, коэффициента m хранится в оперативной пам5гги и периодически уточняется. Для этого производят, измерение значений постоянных составляющих напряжения и тока до и после переключения напряжения выпрямительных агрегатовJ связанного с необходимостью стабилизации тока (контур управления переключением ступеней не показан), и расчет коэффициента по выражению

УС° - УС J „uUc1

IfO - If- 2j,&IcZc

55

m

и,

с 5

значе.иие постоянных сос- тавля шшх напряжения и тока до переключения i ступеней; 1«| то лее, после переключения ступеней.

Периодически значения обратной ЭДС серии выводят на печатаюпгее уст0

s

5

5

0

0

5

5

Пример. Измерение постоянного тока осуществляется с помощью преобразователя Е 846/1, вход кбфррого подключали к измерительному шунту существующей на КТШ схемы измерения. Постоянную составляющую напрялсения серии измеряют с помогдью преобразователя Е - 846/2, на входе которого устанавливали пороговый стабилитрон Д 814 Д с напряжением пробоя 380 В и токоогранкгчиваюшие резисторы.

Канал настраивапся так, что Ггри изменении входного сигнала от 380 до 430 Б ток на выходе преобразователя, изменялся от О до 5 мА (0-10 В). Из- мерение переменной сос-тавляющей тока серии производится с помощью воздушного трансформатора с коэффициентом передачи 20 мВ/кА (тарировался на частоте 600 Гц), охва 1ъша сщую пакет шин одноименной полярности. Измерение переменной составляющей напряжения серии осуществляется с помощью трансформатора с разделительной ем- костью,, включенной последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Вторичную обмотку трансформатора подключают к делителю напряжения. Сигналы с выходов воздушного трансформатора и делителя напряжения подают на входы модуля полосовьк ф ипьтров второго порядка, выполненных на базе операционных усилителей Выходные сигналы с модуля полосовых фильтров подают на входы усилнтеля-нормализа-- . тора, прёдставля та ;его собой два канала усиленрю и выпрямления сигналов, пропорциональных переменным состав- лякщим тока и напряжения серии, а также подстройки -крутизны характеристик- переменная составляющая напряжения - ток и переменная составляющая тока - ток нормализатора Сигналы от датчиков постоянной и п.еременной составляющих напряжений и тока серии подают на- входы ком утатора сигналов . сред1-1его уровня КССУ - АСВТ - М, входящего в состав УВК М - 6000. Выход коммутатора КССУ подключают к входу быстродействующего аналого-цифрового

преобразователя А1Ш-8. Дискретность опроса датчиков составляет 0,1 с. Значения постоянных и переменных составляющих напряжения и тока, используемых при расчете обратной ЭДС, по- лучают усреднением их измеренных значений за I0-секундный интервал времени.. Измерения не производятся при наличии анодных эффектов на каком-либо электролизере серии.

Результаты определения обратной ЭДС серии приведены в таблице.

Использование способа контроля обратной ЭДС серии алюминиевых электролизеров, по сравнению с прототипом, обеспечит возможность оперативной оценки ее технологического состояния и введение коррекцией параметров.серии по результатам этой оценки,

Формула изобрет е н и я

Способ контроля обратной ЭДС серии адкминиевых электролизеров, вклю- ,чакщий вычитание из напряжения серии величины, равной произведению тока серии на сопротивление серии, определяемому по переменньм составляющим напряжения и тока с учетом коэффициента, згчитывающего эффект вытеснения переменного тока и реактивную состав

лянхцую сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля обратной ЭДС, периодически производят расчет значения коэффициента, для чего переключают ступени выпрямительных агрегатов, измеряют приращение напряжения и тока серии, а также ее сопротивление по переменным составляющим напряжения и тока, рассчитывают по формуле коэф- :фициент,

0

5

0

m

5

R,

1

,

где R - сопротивление серии, определяемое по приращениям постоянных составляющих напряжения серии UU и тока сеUU

рий UI, R и

Л1

с сопротивление серии, определяемое по переменным составляющим напряжения серии U и тока серии 1

и

а обратную ЭДС определяют по формуле

Е и + mZ,

где Uc - напряжение серии; Ic - ток серии.

Zc

Изобретение относится к цветной металлургий и может быть использовано при автоматическом контроле алнминиевых электролизеров. Цель - повышение точности определения обратной ЭДС. Изобретение позволяет контролировать обратную ЭДС серии по выражению Е U(, - mZc lc, где U, - напряжение серии; Zg - сопротивление серии; 1с - ток серии с учетом коэффициента т, учитывающего эффект вытеснения переменного тока и реактивную составляющую сопротивления, который определяется по значениям приращений тока и напряжения на постоянном токе:, изменение которых достигается переключением ступеней автотрансформаторов и по значениям тока и напряжения на переменном токе. ил., 1 табл. а