ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ Советский патент 1969 года по МПК G05F1/66 

Известные элект|рогидравлические регуляторы для .регулирования мощности дуговой электранечи путем -перемещения электродов, содержащ.ие приводной гидроцияиидр, блок задания номинальной мощности и электромеханическ ий преобразователь сигналов рассогласовая.ия по току и иапряжению фазы, механически соединенный с плунжером силового управляющего золотника, имеющего зону нечувствительности, .подключенного ;к напорной и сливиой магистралям, не обеспечивают точного поддержания заданного уровня электрической энергии, вводимой в ванну электропечи.

Это объясняется, Б частности, тем, что быстродействие регулятора ограничено, например, условия1ми устойчивости. Следовательно, всегда с момента возникновения возмущения до его ликвидации имеет место отклонение режима от заданного, причем чем больше амплитуда возмущения, тем больше и длительное от.клонение. Кроме того, реальный регулятор, в отличие от идеального, в целях повышения устойчивости системы Всегда .имеет зону нечувствительности, в пределах которой регулируемый параметр не контролируется. В современных регуляторах дуговых электропечей нечувствительность колеблется в пределах 3-7% от номинального значения регулируемого параметра.

торые в процессе работы электропечи вычисляют разность между заданным и фактическим значением Количества электроэнергии, вводимой в электропечь, а затем осуществляют коррекцию уставки электрического режима. Однако они не нашли широкого применения ввиду их сложности.

Основной отличительной особенностью описываемого регулятора является то, что он снабжен электрогидравлическим интегратором, состоящим из двух симметричных секций, один .выход каждой из которых связан с блоком задания номинальной мощности, другой выход через запорный золотник - со сливной магистралью, вход через дополнительный управляющий золотник - с напорной магистралью, а плунжеры силового и дополнительного управляющих золотников механически соединены. Это повышает точность регулирования.

Отличие состоит также .в конкретном использовании электрогидравлического интегратора.

Принципиальная схема предлагаемого регулятора 1представлена на фиг. I; на фиг. 2 показан график его работы, где /ф - ток фазы печи; б/ -зона нечувствительности регулятора; Луст , fijcT - уставки тока печи; Wy- - удельный расход электроэнергии; 6, -область минимального удельного расхода электроэнергии; t - время.

Электропечь / (см. фиг. 1) содержит трансформаторы фазного напряжения 2 и фаз-ного тока 5, к зажимам .которых подключаются однофазные конденсаторные двигатели : и 5 таким образом, что их моменты встречны.

Валы двигателей жестко соединены шестерней, находящейся в зацеплении с рейкой силового золотника 6, который управляет плунжером перемещения электрода 7.

Сил.овой золотник жестко сочленен с распределительным золотником 8. В отличие от силового золотника, имеющего положительное перекрытие, распределительный золотник имеет нулевое нерекрытие, иначе говоря, нулевую зону нечувствительности по перемещению.

Полости распределигельного золотника сообщаются с объемными накопителями 9 и 10, жидкость из .которых раздельно периодически сливается через электрогидравлические золотники 11 12 или -одновременно через золотник 13.

Разность уровней скопившейся в наконителях жидкости измеряется двумя поплавками 14 и 15, соединенными короамыслом, имеющим подвижный заземленный контакт.

В случае, когда электропечь работает в заданном режиме, сигналы на зажимах двигателей 4 н 5, управляющих силовым 6 и распределительным 8 золотниками равны, а плунжеры последних под воздействием установочных (пружин находятся в нулевом положении. При этом магистраль, соединяющая силовой золотНИК с плунжером электрода 7, и магистраль напора распределительного золотника перекрыты. Накопители 9 и 10 не содержат в себе жидкости, а их сливные магистрали заперты золотниками 11 и 12.

В случае, когда электропечь работает в режиме, ОТЛИЧНОМ от заданного, с превышением мощности, нанример, возрастает ток фазы, а напряжение ее снижается, тогда моменты, развиваемые двигателями 4 н 5, окажутся неравными, и ПОД воздействием избыточного момента двигателя 4 ллунжеры силового 6 и распределительного 8 золотников переместятся на соответствующую величину. Если перемещение плунжера золотника 6 окажется за пределами границы зоны нечувствительности, то нлунжер перемещения электрода 7 будет сообщен с напорной магистралью гидравлического источника нитання, и электрод 16 будет перемещаться вверх до тех нор, нока не восстановится равенство сигналов на двигателях 4 и 5.

Если перемещение плунжера силового золотнЕка 6 Произойдет в пределах границ зоны нечувствительности, то перемещения электрода 16 не последует. Однако в том и другом случае распределительный золотник 8, имеющий нулевую зону нечувствительности, откроет доступ жидкости в накопитель 9 в количестве, пропордиональном смещению его плунжера (иначе говоря, пропорционально амплитуде возмущения) и длительности отклонения. Поскольку профиль плунжера золотника 5 выполнен пропорциональным, то количество жидкости, накопившейся в накопителе в процессе отклонения режима, пропорционально количеству электроэнергии, введенному в конкретном случае сверх заданной нормы.

В общем случае таких отклонений может быть большое количество, и всякий раз жидкость будет накопляться в накопителе 9. Поскольку уровень жидкости в накопителе 9 превышает уровень жидкости в накопителе 10, то

поплавок накопителя 9 распололсится выше

поплавка накопителя 10 и контакт KZ будет

замкнут.

Однако катуш-ка реле еще не находится

под напряжением, так как контакты реле времени и блокировочного реле разомкнуты.

Реле времени РВ работает с независимым отсчетом времени и Но истечении наперед заданного времени, например 10 мин, замыкаег

свой контакт в цепи катушки реле PZ (а контакт KZ был замкнут ранее) и начинает отсчет времени заново.

При этом катушка реле PZ, получив питание, посредством промежуточного реле РП блокирует контакт реле времени РВ, замыкает свой контакт Б цепи двигателя 4, шунтируя сопротивлепие Ri, повышая тем самым ток в цени, что эквивалентно изменению уставкн мошности, н подает питание на катушку золотника 11, установленного на сливе накопителя 9.

Повышение тока в цепи двигателя приводит

к неравенству встречных моментов двигателей

и 5, в результате чего регулятор переместит

электрод 16 вверх до восстановления равенства моментов двигателей, управляющих золотником 6.

Па графике (ом. фиг. 2) это соответствует моменту времени , когда регулятор перешел из режима работы с уставкой /lycT на режим

работы с уставкой /зуст В течение времени / равном времени слива жидкости из накопителя 9 до выравнивания уровней жидкости в накопителях 9 и 10, регулятор работает с пониженной уставкой мощности печи, причем

это понижение Компенсирует ранее соверщившийся перебор мощности. Время экспериментально подбирается регулировкой дросселя Др2 в зависимости от величины сопротивления 1 (глубины коррекции).

Глубина коррекции может -быть такой, что коррекция произойдет в пределах -оптимального удельного расхода электроэнергии. По истечении избытка жидкости из накопителя 9 контакт Kz размыкается, катушка реле

PZ обесточивается. Следовательно, размыкаются контакты реле PZ в цепи двигателя 4 и катушки золотника ,11, а регулятор из режима работы с уставкой /ауст в момент времени tz переходит в режим работы с уставкой /lycxВ случае, когда электропечь работает в режиме, отличном от заданного, с нонижением 1МОШНОСТИ, например ток фазы понижается, напряжение фазы возрастает, тогда момент двигателя 4 окажется меньше момента двигатепереместится в сторону соединения |Магистрали (Слива с плунжером перемещения электрода 7, и электрод 16 будет перемещаться до тех пор, шока не наступит равенство напряжений на двигателях 4 и 5.

Распределительный золотник 8 открывает доступ масла в накопитель W. При подъеме поплавка 1-5 замкнется контакт К. Затем, когда реле Времени РВ замкнет свой контакт, и катуЩКа реле PI окажется под напряжением, произойдет замыкание контакта, щунтирующего сопротивление в цепи двигателя 5, и произойдет смена уставки мощности в сторону ее увел ичения. Длительность коррекции зависиг от .величины лревыщения уровня жидкости в накопителе 10 над уровнем жидкости в накопителе 9.

В -процессе работы регулятора возможен такой случай, когда накопление жидкости в накопителях 9 и 10 Происходит одновременно так, что коррекция не последует, накопители окажутся переполненными. На этот случай в схеме предусмотрен золотник 13 быстрого сброса жидкости, который вступает в действие, когда Контакты Al и /Сг разомкнуты, .и возвращает схему к нулевым условиям.

Предмет изобретения

1. Элактрогидравлический регулятор для регулирования мощности дуговой электропечи путем перемещения электродов, содержащий приводной гидроцилиндр, блок задания номинальной мощности и электромеханический преобразователь сигналов рассогласования По току и напряжению фазы, механически соединенный с плунжером силового управляющего золотника, имеющего зону нечувствительности, подключенного к напорной и сливной магистралям, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности регулирования, он снабжен электрогидравлическим интегратором, состоящим из двух симметричных секций, один выход каждой из которых овязан с указанным блоком задания номинальной мощности,Второй выход че,рез запорный золотник - со сливной магистралью, вход через дополнительный управляющий золотник - с напорной магистралью, а плунжеры силового и дополнительного управляющих золотников механически соединены,

2. Регулятор по ц. 1, отличающийся тем, что каждая из секций интегратора выполнена в виде цилиндра-накопителя с поплавком, поплавки обоих цилиндров соединены уравновещивающим рычажным коромыслом, на котором закреплен заземленный подвижный контакт трехпознционного контактора, каждый из двух неподвижных контактов которого под1ключен к (выходу катущки Одного из двух реле, вторые выводы катущек которых объединены и соединены через контакты реле времени и блокирующ е контакты с незаземлеяным полюсом источника питания цепей управления,

один (Контакт каждого реле соединен с блоком задания воМ:Инальной мощности, а другой связан с электромагнитами, управляющими запорными золотникам.и цилиндров на выходе цилиндров-накопителей.

3. Регулятор по пп. 1 и 2, отличающийся те, что, с целью иолного и быстрого опорожнения цилиндров-накопителей от жидкости пр.и равенстве ее уровней в цилиндрах и подготовки интегратора к очередному циклу, цилиндры

снабжены дополнительными сл,ивными патрубками, которые объединены и через вспомогательный запорный золотник соединены со сливной магистралью, а катушка управления этого золотника управляется обоими указанными

реле.

Напор

Слив

ut.f