Устройство для автоматического регулирования мощности дуговой печи Советский патент 1936 года по МПК H05B6/06 H02M5/38 G05F1/66 

Наиболее совершенную автоматическую регулировку мощности дуговой печи дают диференциальные регуляторы ХЭМЗ с двигателями постоянного тока, обеспечивающие во всех дуговых печах при любых схемах соединения трансформатора автоматический пуск, но при непременном условии достаточной проводимости подины.

Существенным недостатком регулятаров с двигателями постоянного тока является необходимость наличия специального преобразования мощностью от 5 до 10 kW, что ведет к удорожанию самой установки, а также необходимость достаточно хорошого ухода за двигателями постоянного тока в виду их неудовлетворительной коммутации при пусках и торможениях, в которых по существу проходит вся работа двигателя.

Известные регулирующие устройства с трехфазными асинхронными двигателями по ряду причин дают менее соверщенную регулировку, хотя применение таких двигателей представляется весьма л елательным в виду того, что в этом случае отпадает надобность в преобразователе.

В предлагаемом устройстве для автоматического регулирования мощности дуговой печи, как и в некоторых известных устройствах этого рода, для опускания и подъема электродов применены трехфазные асинхронные двигатели, включаемые и переключаемые реверсирующими контакторами, управляемыми в свою очередь регулированными реле, например, диференциального типа.

Согласно изобретению, в предлагаемом устройстве применены двухскоростные асинхронные двигатели, присоединенные к сети переменного тока через контактор спуска электродов по схеме нормальной скорости, к контактору подъема-по схеме повыщенной скорости и к выпрямителю - по схеме торможения постоянным током через нормально разомкнутый контактор, электрически сблокированный с контакторами спуска и подъема; этим самым повышается скорость процесса регулирования по сравнению с известными устройствами, работающими на синхронных двигате.1ях. Применение же асинхронных двигателей в предлагаемом устройстве устраняет, по сравнению с установками на постомнном токе,те недостатки этих установок, которые были указаны выше.

В предлагаемом устройстве в качестве двухскоростных асинхронных двигателей могут быть применены двигатели, переключаемые со звезды на две параллельных звезды, при торможении включаемые на купроксный выпрямитель.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; следует иметь в , что схема дана только для одной фазы X, так как для двух других фаз К и он;; совершенно аналогична показанной на чертеже.

При включении печи 1 включается трехполюсный рубильник 12, который подает напряжение на шины устройства. Для включения автоматической регулировки служит переключатель 13, поставленный в правое положение. Мри ручной регулировке переключатель 13 должен находиться в левом положении, и пуск двигателей в этом случае производится нансатием кнопки С (спуск) и кнопки /7 (подъем).

Автоматическая регулировка осуществляется диференциальным регулятором 14, 15 завода ХЭМЗ, состоящим из качающегося коромысла, которое при работе может замыкать то правый пепо движный контакт, то левый неподвижный контакт; на концы коромысла воздействуют катушки напряжения 14 м тока 15. Сердечники катушек, соединенные со свободными концами коромысла, связаны также с масляными демпферами, служащими для устранения излишних колебаний коромысла.

При пуске печи 1 включается катушка напряжения 14, так как начало этой катушки соединено с соответствующей фазой, а конец замкнут в общую звезду с концами от других фаз и заземлен. Сердечник катушки напряжения 14, втянувшись, замыкает коромысло на неподвижный левый контакт и тем самым замыкает цепь контактора 4 спуска электрода. Опускание электродов продолжается до касания одного из них с шихтой, что при достаточной проводимости шихты и подины ведет к закорачиванию напряжения на катушке 14 у соответствующего электрода и к остановке двигателя, т;,к как при отсутствии тока в катушке 14 коромысло приходит в горизонтальное положение

под действием пружин, благодаря чему цепь контактора 4 размыкается.

При первом включении контактора 4 замыкаются его левые блок - контакты, которые включают промежуточное реле 8; последнее своими верхними блокконтактами самоблокируется, а нижними блок-контактами замыкает цепь катушки тормозного контактора 6 и тем самым подготовляет к действию контактор 6 торможения. Включение контактора 4 сопровождается замыканием средних блок-контактов, что приводит к включению катушки тормозного контактора 6. Контактор 6 включается и замыкает цепь купроксного выпрямителя 9, питаемого от соответствующего трехфазного трансформатора. Выпрямленный ток проходит через правый контакт контактора 6 и последовательно через две фазы статора асинхронного двигателя 3; созданное неподвижное магнитное поле статора наводит во вращающемся короткозамкнутом роторе токи, которые, взаимодействуя с полем статора, затормаживают двигатель. При двукратном токе торможения по отношению к номинальному току статора торможение, по указанию автора, продолжается около 0,5 сек.

Контактор торможения 6 механически связан с реле времени, которое включается одновременно с этим контактором. Реле BpeMeiiH 7 служит для обрыва цепи контактора 6 торможения и промежуточного реле 8 при окончании процесса торможения, т. е. через 0,5 сек., и тем самым приводит схему в первоначальное положение.

В момент прикосновения электродов второй фазы к шихте между нею и первой фазой происходит короткое замыкание через шихту, что вызывает бросок тока в катушке 15; это обстоятельство приводит к замыканию цепи контактора 5 подъема.

Двигатель 3 с двойной скоростью включится на подъем. Аналогичное явление произойдет и со второй и третьей фазами, если они уже коснулись шихты. Подъем электрода ведет к уменьшению силы тока в дуге к увеличению напряжения на катушке 14.

При некотором заданном регулировочным сопротивлением 19 значении

силы тока в катушке 15 наступает баланс сил, воздействующих на коромысло, и коромысло возвращается к равновесию; при этом выключается контактор 5 подъема, и наступает процесс торможения, описанный выше. Для исключения возможности включения двигателя 3 при не отключенном контакторе торможения в схеме кроме электрической блокировки предусматривается механическая связь между контакторами пуска и торможения, которая на чертеже не показана.

При бурном процессе работц печи могут быть включены шунтирующие сопротивления: для катушки напряжения- сопротивления 17 и для катушки тока сопротивления 18.

Роль этих сопротивлений сводится к тому, что при очень больших толчках тока (во время замыкания контактора 5) ш унтирование части обмотки катущек не приводит к отпаданию коромысла и двигатель 3 продолжает поднимать электрод до баланса между катушками.

При малых толчках тока происходят частые включения и выключения двигателя; при таком толчке шунтируется часть витков обмотки; это приводит к уменьшению тягового усилия; если при этом после отпадания контактора электрод недостаточно еще поднялся и баланс не наступил, то происходит новое включение; эти толчки повторяются до наступления баланса между катушками.

Добавочное сопротивление 20 в цепи катушки 14 имеет несколько ступеней грубой настройки, применяемой при переключении трансформатора 2 со звезды на треугольник.

Для ограничения спуска двигателя служит ограничитель 10 и для ограничения подъема-ограничитель 11.

Существенным преимуществом предлагаемого устройства для автоматической регулировки мощности дуговых печей с двухскоростными асинхронными короткозамкнутыми двигателями (с глубоким пазом ротора) и динамическим торможением от купроксных выпрямителей является то, что с одной стороны применение двухскоростного двигателя с переключением при постоянном моменте вращения дает возможность вести более форсированно регулировку, т. е. сократить время подъема электрода/а также значительно сократить время разгона двигателя, так как двигатель с глубоким пазом имеет значительный пусковой момент при сравнительно пониженных кратностях пускового тока, величина момента практически во время пуска остается постоянной до полного разворота двигателя, что дает возможность иметь равномерное ускорение,

С другой стороны применение динамического торможения от купроксных выпрямителей вместо механического торможения, применяемого в известных схемах с асинхронными двигателями фирмы АЕГ и Ваттфорда, дает возможность упростить конструкцию механизма передвижения электродов и сократить время самого торможения до 0,2-0,5 сек, что исключает апериодичность в действии регулятора.

Предмет изобретения.

Устройство для автоматического регулирования мощности дуговой печи, состоящее из регулировочных реле, в особенности диференциального типа, управляющих ревзрсируюпхими контактами асинхронных двигателей, служащих для опускания и подъема электродов, отличающееся, тем,что, с целью ускорения процесса регулирования, обмотки статоров двухскоростных асинхронных двигателей 3 присоединены к сети переменного тока контактора 4 спуска по схеме нормальной скорости, к контактору 5 подъема-по схеме повышенной скорости, а к выпрямителю 9-по схеме торможения постоянным током через нормально разомкнутый контактор 6, цепь управления коим проведена через блок - контакты контакторов 4 и 5 так, чтобы контактор 6 замыкался лишь при разомкнутых контакторах 4 и 5.