Регулятор мощности для шестиэлектродной трехфазной рудно-термической печи Советский патент 1992 года по МПК H05B7/148 

Изобретение относится к электротермии, конкретнее к управлению электрическим режимом рудно-термических печей с прямоугольной ванной.

Целью изобретения является повышение производительности печи путем увеличения точности регулирования.

На фиг. 1 изображена схема, поясняющая принцип действия регулятора; на фиг. 2 - структурная схема регулятора.

Измеряют электрические параметры фазы шестиэлектродной рудно-термиче- ской печи, т.е. Ui2, Ui, U2, I. Для представленной схемы замещения значение тока

фазы можно определить следующим образом

Ui , U12 Ri Яш

.U 2+Ui2 R2 Riu

VI СО XI XI

о ю

После измерения электрических параметров фазы печи перемещают первый электрод на величины ДН в пределах рабочего режима. Как правило, это перемещение осуществляется в пределах 2-4% от номинального значения тока I фазы. Соответственно сопротивление подэлектродного объема первого электрода получает приращение

RI RI + AR:

Ток I фазы изменяется на величину Г 1 +Д .

Кроме того, изменятся напряжения Ui и U2 электрод- нулевая точка подины первого и второго электродов. Эти напряжения получают приращение

Ui Ui+AU; U2; Ua+AU2.

Так как перемещение А1Г первого электрода осуществляется в пределах 2-4%- ной зоны номинальных значений, то сопротивление межэлектродного объема изменяется незначительно, и этим изменением можно пренебречь. Перемещение первого электрода на 3-5 см, например, вверх не влияет на сопротивление Рш межэлектродного объема фазы печи, так как верхний слой холодной шихты указанной толщины практически не участвует в проводимости межэлектродного тока ш, и ток ш определяется слоями разогретой, полурасплавленной и расплавленной шихты 1.

После перемещения Ah первого электрода значение тока определится следующим образом:

, , U2 , U12

R2 RUI

или

, Ul U12

W Яш Определим приращение тока фазы

Л1 Ц. R2 R2

Так как параметры АI и А г изменяются, то сопротивление подэлектродного объема второго электрода определяется следующим образом

р -ALJ2

R2 rВеличина сопротивления Рш межэлектродного объема определяется по формуле для вновь измеренного значения тока I фазы, т.е.

RUI -

U12

I - U2 /R2

Из формулы измерения тока I фазы печи получает значение сопротивления RI подэлектродного объема первого электрода

Ri

Ui

I - Ui2/Ru

0

Аналогично определяются сопротивления подэлектродного и межэлектродного объемов остальных фаз печи.

Регулятор печи 1 содержит датчик тока 2, датчик напряжения между электродами 3, датчики напряжений между первым электродом и нулевой точкой подины 4 и между вторым электродом и нулевой точкой подины 5, первый выход датчика 5 через блок b вычисления приращения напряжения подключен к первому входу первого делителя 7, 5 который своим вторым входом подключен через блок 8 вычисления приращения тока к первому выходу датчика 2 тока, первый выход первого делителя 7 соединен с первым входом второго делителя 9, запитанно- го своим вторым входом от второго выхода датчика 5 напряжения между вторым электродом и нулевой точкой подины, а выход второго делителя 9 соединен с первым входом первого блока 10 вычитания, второй вход которого запитан от второго выхода датчика 2 тока; выход первого блока 9 вычитания соединен с первым входом третьего делителя 11, подключенного своим вторым входом к первому выходу датчика 3 напряжения между электродами, а выход третьего делителя 11 соединен с первым входом четвертого делителя 12, своим вторым входом запитанного от второго выхода датчика 3 напряжения, выход четвертого делителя 12 подключен к первому входу второго блока 13 вычитания, запитанного своим вторым входом от третьего выхода датчика 2 тока, выход второго блока 13 вычитания соединен с первым входом пятого делителя 14, подключенного своим вторым входом к датчику 3 напряжения, выход пятого делителя 14 соединен с первым входом блока управления перемещением первого электрода 15, запитанного от второго выхода датчика 4 напряжения, а блок управления перемещением второго электрода 16, запитанный от второго выхода датчика 5 напряжения, своим вторым входом соединен с вторым выходом первого делителя 7.

Регулятор работает следующим образом.

На первом делителе 7 осуществляется операция деления, т.е. AU2/AI. Выход первого делителя 7 Д1 представляет собой электрический сигнал, пропорциональный величине сопротивления R2. Этот сигнал поступает в качестве регулируемой величины на блок управления 16 перемещением второго электрода. Этот же сигнал поступает на

0

5

0

5

0

5

0

5

второй делитель 9 Д2, где осуществляется операция деления Ui /R2. С помощью первого блока 10 вычитания БВ1 формируется разность {I -U2 /R2}. Этот сигнал поступает на третий делитель 11, ДЗ, на выходе которого фиксируется сигнал, пропорциональный RUJ, т.е.

-

U12

- U2VR2

Четвертый делитель 12 Д4 и второй блок 13 вычитания БВ2 формируют сигнал, пропорциональный величине {Г-1)12/Кш}. В дальнейшем этот сигнал поступает на пятый делитель 14, где осуществляется формирование регулируемой величины

Ri

Ui

I -Ui2/Ru

Сигналы, пропорциональные R2 и Ri , поступают на блоки 15 и 16 перемещения второго и первого электродов соответственно ИМП- ВЭ и ИМППЭ. В этих блоках формируются электрические сигналы, пропорциональные активной мощности под каждым электродом, т.е.

Pi(Ui )2/Ri ; Pz (U2 ).

Сигналы, пропорциональные PI и Ра в блоках 15и 16 сравниваются с соответствующими сигналами задания Ртзад и Р2зад. Рассогласования этих сигналов являются управляющими воздействиями на привод перемещения соответствующих электродов печи 1.

Формула изобретения

Регулятор мощности для шестиэлект- родной трехфазной рудно-термической печи, содержащий для каждой фазы печи датчик тока, датчик напряжения между электродами, блок управления перемещением первого электрода и блок управления перемещением второго электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи путем увеличения

точности регулирования, он дополнительно содержит датчик напряжения между первым электродом и нулевой точкой подины, датчик напряжения между вторым электродом и нулевой точкой подины, пять делителей, два блока вычитания, блок вычисления приращения тока и блок вычисления приращения напряжения, вход которого соединен с первым выходом датчика напряжения

между вторым электродом и нулевой точкой подины, а выход - с первым входом первого делителя, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления приращения тока, вход которого соединен с первым выходом датчика тока, первый выход первого делителя соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика напряжения между вторым электродом и нулевой точкой

подины, выход второго делителя соединен с первым входом первого блока вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика тока, выход первого блока вычитания соединен с первым входом

третьего делителя, второй вход которого соединен с первым выходом датчика напряжения между электродами, выход третьего делителя соединен с первым входом четвертого делителя, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика напряжения между электродами, выход четвертого делителя соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с третьим выходом датчика тока, выход второго блока вычитания соединен с первым входом пятого делителя, второй вход которого соединен с первым выходом датчика напряжения между первым электродом и нулевой точкой подины, выход пятого делителя соединен с первым входом блока управления перемещением первого электрода, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика напряжения между первым электродом и нулевой точкой

подины, первый вход блока управления перемещением второго электрода соединен с вторым выходом первого делителя, а второй вход - с третьим выходом датчика напряжения между вторым электродом и нулевой

точкой подины.

Использование: плавка ферросплавов. Сущность изобретения: регулятор содержит подключенные к низкой стороне печного трансформатора датчик тока, датчик фазного напряжения, датчик напряжения Первый электрод-точка подины, равноотстоящая от каждого электрода, датчик напряжения В то рой электрод-точка подины, равноотстоящая от каждого электрода, датчик активной мощности первого и второго электродов, блок определения сопротивления подэлектродных объемов печного пространства, блок усреднения, схему сравнения, два датчика положения электродов, два исполнительных механизма перемещения электродов, семь сумматоров, восемь инверторов, два устройства выборки и хранения, четыре схемы отключения, два блока определения знака, две схемы ИЛИ, четыре схемы И, два блока перемножения, семь блоков деления. Путем подачи пробного управляющего сигнала с помощью блока определения сопротивления определяется сопротивление подэлектродного пространства. Путем выделения активной мощности осуществляется управление электрическим режимом с помощью электродов каждой фазы. 2 ил. СО с