Автоматический регулятор Советский патент 1941 года по МПК F27D11/10 G05B11/01 

Описание патента на изобретение SU58790A1

Предмет изобретения составляет индукционный автоматический регулятор для однофазных и многофазньГх дуговых и рудных печей, позволяющий производить плавное регулирование, причем регулятор не только производит включение и выключение электродвигателя, выполняющего подъем и опускание электрода печи, но и увеличивает или уменьшает скорость подачи электрода в зависимости от величины отклонения режима печи от нормального.

Основную часть устройства для регулирования печей составляет самый регу-лятор индукционного типа с электромагнитными системами тока и напряжения, компенсирующими друг друга при нормальном режиме, у которого, согласно изобретению, между этими системами, с целью увеличения чувствительности, расположена третья электромагнитная система, возбуждаемая от постороннего, не подвергаемого регулированию напряжения, например, от другой фазы питающей печь сети.

В качестве двигателя для подъема электрода может применяться, согласно изобретению, или репульсионный коллекторный электродвигатель типа Дери или же обыкновенный асинхронный электродвигатель трехфазного тока с регулируемым числом оборотов.

Для изменения числа оборотов электродвигателей подачи, в зависимости от величины отклонения режима печи от нормального, на оси регулятора помещен потенциометр, сопротивление которого включено в схему реверсивной следящей системы.

Эта следящая система, в случае применения репульсионного коллекторного двигателя, производит перемещение щеток последнего, чем производится изменение его числа оборотов, а следовательно, и скорости подачи электрода печи.

При применении же асинхронного электродвигателя для подачи электрода такая же следящая система производит перемещение щеток реостата, включенного в цепь фазного ротора электродвигателя.

В несколько иной форме выполнения ось индукционного регулятора непосредственно связана со следящей системой другого типа, производящей перемещение

щеток регулируемого реостата, включенного в цепь ротора электродвигателя, или же перемещение щеток коллекторного репульсионного электродвигателя.

На чертеже фиг. 1 показывает принципиальную схему индукционного регулятора, согласно изобретению; фиг. 2 - диаграмму его магнитных потоков; фиг. 3 - схему расположения одного из магнитопроводов регулятора и его диска; фиг. 4 - устройство поворотного потенциометра на оси регулятора фиг. 5 и 6 - поперечный и продольный разрезы выключателя торможения, помещаемого на конце оси электродвигателя для подачи электрода; фиг. 7 - схему применения регулятора для регулирования дуговой печи с проводящей подиной, с коллекторным репульсионным двигателем Дери для подачи электрода печи; фиг. 8 - то же с асинхронным двигателем, фиг. 9 - еще одну схему также с асинхронным двигателем, но с другой формой выполнения следящей системы, фиг. 10 - схему этой следящей системы.

Индукционный регулятор состоит из трех магнитопроводов А, В и С (фиг. 1), имеющих форму замкнутого кольца для магнитного потока Ф (фиг. 3) с воздущным зазором а. В зазорах всех трех магнитопроводов расположен металлический (алюминиевый) дирк V, укрепленный на оси О, расположенной горизонтально.

При помощи легких спиральных пружинок диск V удерживается в некотором исходном начальном положении.

Катущка магнитопровода А получает напряжение от трансформатора тока фазы Т печи. Катущка магнитопровода В включена параллельно регулируемой дуге и, таким образом, напряжение на ней пропорционально и дуги.

Ток и напряжение на дуге совпадают по фазе. При

AW AV и

р

магн. Амагн. В

будет иметь место равенство потоков в двух крайних магнитопроводах, т. е.

ФА ФвКатушка магнитопровода С питается от фазы 5 сети или специального трансформатора, включенного по той же группе соединений, что и .печной трансформатор

(на фяг. 1, чтобы не вводить добавочных цепей, питание обмотки С показано от фазы S печи).

-При таком питании катушек магнитопроводОБ Л, Б и С путем включения омических и индуктивных сопротивлений можно добиться, чтобы при нормальном ходе печи Ф было равно Ф и составляло с Ф, угол в 90°. При этом каждый из потоков Фд и Фд будет, взаимодействуя с токами в диске от потока Ф, стремиться увлекать диск.

Если вследствие изменения режима печи один из потоков Фд или Фд сделается больще другого, то равновесное положение диска нарушается и он будет вращаться в сторону отстающего потока. Поскольку, однако, оба потока опережают на 90° поток Ф, то в каждом случае будет устанавливаться результирующий момент, пропорциональный их разности

,

В

Если, например, ток печи увеличится, то одновременно увеличится Ф и уменьшится Фд. Появится пропорциональный отклонению режима от номинального фиктивный результирующий поток, который образует с потоком Ф бег)щее поле; последнее начнет увлекать диск и, повернув его на некоторый угол, тем или иным путем включит электродвигатель на подъем.

Наличие магнитопровода С позволяет значительно увеличить чувствительность регулятора.

Потоки Фд и Фд сделать большими нельзя, так как регулятор должен быть универсальным и единым для всевозможных типов дуговых печей, в том числе и рудных, работаюших на низком напряжении, что ограничивает величину Ф. От трансформатора тока в обмотку А пропускать ток больше 1 ампера также нельзя, ибо в цепи трансформатора тока устанавливается регулятор тока печи.

Так как катушка магнитопровода с потоком Ф питается от самостоятельной сети, то поток Ф, напротив, можно сделать достаточно большим, .введя через эту катушку почти всю мощность, потребную для вращения системы. Поэтому роль катушек магнитопроводов А и В

сводится лишь к тому, что они дают направление этой энергии, будучи сами сравнительно маломощными.

На оси диска V помещается ртутный опрокидной переключатель С/7 (фиг. 7 и 8) и потенциометр регулятора ПР (фиг. 4, 7 и 8). Так как последний укреплен на оси диска I/, то он должен иметь незначительный вес, быть малоинерционным и требовать незначительного момента для поворота. Для этого он выполняется из стеклянной трубки диаметром, например, 6 мм, согнутой колечком; в ней помещена спираль с из тонкой проволоки из материала с большим удельным сопротивлением. Вверху сделаны два вывода 9 и 10. Кроме того в трубке помещена тонкая проволочка К, которая имеет вывод 8. Зажимы 9 и 10 являются точками приключения напряжения сети.

Контакт между С и ЛГ осуществляет капля ртути L, которая является движком потенциометра. При поворачивании оси диска V вместе с нею поворачивается и трубка, ртуть же стремится всегда занять нижнее положение, и таким образом, изменяет отношение отрезков L- 9 и L-10 потенциометра.

На фиг. 7 показана схема для регулирования дуговой печи при помощи коллекторного репульсионного электродвигателя Дери.

Схема приведена для одной из фаз Г печи и одного из моментов автоматического регулирования режима, когда мотор перемещения электрода выключен, печной масляник включен и печной трансформатор соединен по схеме Д/д-12.

Для удобства понимания схемы, присоединения каждого провода обозначены на чертеже одинаковыми цифрами.

Пока ток и напряжение дуги равны установленным величинам, диск V регулятора неподвижен, если же режим какой-либо из фаз изменится, например ток Б фазе Т увеличится против номинального, то под влиянием избыточного момента, испытываемого диском V регулятора, последний повернется на некоторый угол, пропорциональный величине изменения тока и напряжения в фазе Г.

Пусть изменение тока будет таким, что при данной установленной чувствительности регулятора замкнутся контакты 7, б переключателя СП.

При этом образуется следующая цепь:

фаза 5 сети, точка 10, контакты 10, 7 переключателя ПРА с ручного на автоматическое управление, соединившиеся контакты 7 - 6 переключателя С/7, катушка 24 контактора торможения КТ, катушка 24 контактора питания КП электродвигателя D и фаза R сети.

Катушка 24 включит контактор КП, благодаря чему через точки 19, 20 будет подано напряжение на зажимы 19-20 обмотки статора электродвигателя. Одновременно с этим переключатель контактора КТ соединит рядом расположенные щетки I-3 и 2-4 (пунктирное положение), и электродвигатель D начнет подымать электрод, восстанавливая но.минальный режим печи.

При этом контактор КТ накоротко замыкает сопротивление 53 - 54, так что пуск электродвигателя происходит при номинальном напряжении сети.

Показанная на фиг. 7 схема позволяет в очень широких пределах и весьма плавно регулировать скорость подачи электрода в зависимости от отклонения режима печи, что можно видеть, если проследить цепь автоматического регулирования скорости электродвигателя D.

Как уже было упомянуто выше, угол поворота диска пропорционален изменению режима дуги в соответствующей фазе.

Если ток в дуге больше номинального, то диск V, а вместе с ним и потенциометр регулятора ПР, повернется на некоторый угол, благодаря чему ползушка 8 (капля L) будет снимать с точек 9-10 потенциометра все большее напряжение.

При этом катушка Е электрической муфты РН регулятора подвижных щеток РПЩ окажется под напряжением

где

9-10

и-линейное напряжение сети.

К другой катушке F муфты РН будет приложено напряжение

и -и

F

9-10

Катушка F питается от секционного потенциометра РПЩП. Как будет пояснено ниже, ползушка 15 потенциометра РПЩП для рассматриваемого момента делит сопротивление потенциометра пополам. Следовательно .

Так как поток благодаря этому в магнитопроводе Е будет больше, то цилиндрический диск G притянется к нему, малый фрикционный диск е войдет в зацепление с большим коническим диском g, к последний начнет вращаться; через зубчатый редуктор подвижные ш:етки будут перемеш.аться по стрелке /7, угол между ш,етками 1-3 будет возрастать, и число оборотов двигателя будет увеличиваться (смещение щеток по стрелке /7 соответствует направлению вращения электродвигателя, обусловливающего подъем электрода).

В то же время вращение большого фрикционного диска g будет перемещать ползущку потенциометра РПЩП, укрепленную на его валу. Вращение ползушки по стрелке /7 будет увеличивать напряжение на зажимах 9-15 катушки F муфты РН, и когда наступит равенство V ир, то фрикционное сцепление e-g прекратится. В зависимости от изменения режима дуги на катушку Е будет подано большее или меньшее напряжение, что соответствует различному углу поворота подвижных щеток электродвигателя Дери и, следовательно, различной скорости подъема электрода.

Продолжающееся перемещение электрода будет постепенно восстанавливать первоначальные параметры дуги. Вследствие этого угол поворота диска V регулятора будет под обратным действием пружин уменьшаться, напряжение на катушке Е уменьшится, диск G притянется к катушке F, и войдет в сцепление второй малый фрикционный диск/, который, увлекая большой фрикционный диск g, будет уменьшать угол между щетками 1 - 3, вызывая понижение числа оборотов двигателя D. Когда снова восстановится равенство U Up, фрикционное сцепление прекратится.

Таким образом, ползущка потенцийметра РПЩП будет непрерывно следовать за перемещениями ползушки 8 потенциометра РП регулятора, чем достигается одновременно регулирование скорости числа оборотов электродвигателя D и изменение направления его вращения.

Когда режим в рассматриваемой фазе восстановится, то необходимо еще выключить электродвигатель D и торможением прекратить инерционное движение механизма перемещения электрода.

Это достигается следующим образом. Как только разомкнутся контакты 7 - 6 переключателя С/7, цепь контакторов КТ и КП, которая была описана выше, оборвется. Однако первый же оборот электродвигателя на подъем замкнет цепь управления торможением электродвигателя.

В этой цепи ток пойдет от фазы через точку 10, контакты 18 - 15 - 14 РПЩП, контакты 14-13 выключателя торможения ВТ, блок-контакты 13-24 контактора КП, которые при включенном КП замкнуты, и через катушку контактора /С/7 в фазу /. Следовательно, при размыкании контактов 7 - 6 регулятора, теряет возбуждение лишь катушка 24 контактора КТ, и его переключатель пружиной перебрасывается в положение, показанное на чертеже сплошными линиями. При этом напряжение сети с двигателя не снимается, ибо контактор КП включен, но ток торможения ограничивается в цепи 19-20 статора сопротивлением 53-54 (г), которое включается при размыкании контактов 53-54 контактора КТ. Выключение КТ переключает щетки коллектора двигателя, соединяя соответственно щетки 2-3 и 1-4. При этом меняется направление поля, и производится плавное и быстрое торможение.

Как только электрОлТ;вигатель D остановится, необходимо тотчас снять с него напряжение, чтобы торможение не превратилось в реверс. Эту задачу выполняет выключатель торможения ВТ, который в этот момент размыкает контакты 13-14, благодаря чему ЛГЯ выключается.

Устройство выключателя торможения ВТ состоит в следуюпхем,

К свободному концу вала электродвигателя привертывается шайба 39 с валиком 40, на котором сидят шайбы 41 и 40 (фиг. 5 и 6). Они зажимают пластинку 43, сидящую на бортике шайбы 41. Последняя прикреплена к валику упорным винтом. Давление на пластинку 43 достигается пружиной 48, распирающей шайбы 49 и 42.

При вращении ротора электродвигателя весь механизм вращается, увлекая за собой пластинку 43,

Однако, повернувшись на некоторый угол, пластинка 43 останавливается ограничителем 44. При этом замыкаются два выводя, 13а -12 или 13Ь -14 ртутного

переключателя 47 (для схемы фиг. 7- 13-12 или 13-14).

До тех пор, пока ротор вращается или тормозится, замкнута одна пара контактов. Как только ротор остановится и повернется в противоположную сторону на первые 30-40°, пластинка 43 будет увлечена трением о шайбы 41 и 42, и замкнется другая пара контактов, что, как указано было выше, вызовет отключение двигателя. Чтобы шайба 42 не проскальзывала относительно пружины 48, поставлен направляющий палец 50.

Вся конструкция заключена в кожух 46 и крепится к крышке подшипника электродвигателя винтами изнутри. Для универсальности механизма ограничитель 44 делается удлиненным. Несколько удлинен и кожух 46. Таким образом, указанная конструкция может быть установлена на электродвигателе разного габарита.

Отвернув крышку 51, обслуживающий персонал может производить осмотр механизма.

Нагрев от трения и истирание пластинки 43 незначительны, так как момент, потребный для поворота пластинки и колбочки 47 со ртутью, невелик, и требуется весьма слабое нажатие пружины 48. Пружина работает в условиях статической нагрузки.

Выще был описан полный цикл работы для одного из возможных случаев нарушения режима печи.

По окончании цикла работы схема снова готова к действию независимо от того, какая пара контактов 7 - 5 или 7-6 переключателя СП на оси диска V включится после этого.

Если, например, после окончания описанного цикла ток установится ниже номинально заданного, то диск V пройдет через положение номинального режима и повернет потенциометр ПР на некоторый угол по стрелке С (спуск электрода).

Если угол поворота диска, обусловленный величиной отклонения тока, недостаточен для замыкания контактов 5 - 7 регулятора, то электродвигатель не включится; тем не менее ползушка 15 потенциометра РПЩП, следуя за изменениями ползушки 8 потенциометра ПР, подаст напряжение на катушку муфты РН, и коллекторная щетка 3 электродвигателя D повернется на некоторый угол влево относительно неподвижной щетки 1.

Этим двигатель будет подготовлен к направлению вращения, обусловливающему спуск электрода, и, как только замкнутся контакты 5-7, ротор его начнет вращаться, опуская электрод.

Повторится весь описанный выше цикл, но уже для спуска электрода. В результате снова будет восстановлен номинальный режим печи.

Если в случае резкого изменения режима в период торможения двигателя потребуется направление его вращения, отвечающее инерционному выбегу, то переключение контактора КТ прервет торможение, и у двигателя установится число оборотов, определяемое отклонением режима от нормального.

Таким образом, в подобных случаях не будет бесполезно теряться часть накопленной живой силы системы.

Если потребуется реверс мотора, то до момента разрыва контактов 14-18 у РПЩП (предполагая, что последним циклом был подъем) двигатель будет тормозиться, затем подвижные щетки его коллектора, повернувшись в другую сторону относительно неподвижных, включат электродвигатель на реверс, закончив попутно работу торможения.

Если в момент опускания электродов неожиданный обвал шихты потребует быстрого переключения электродвигателя D на подъем, то диск V регулятора, пройдя через нулевое положение, замкнет контакты 6-7, причем, соответственно скорости поворота диска регулятора, последовательно чередуясь, совершатся следующие операции: число оборотов электродвигателя начнет убывать, при размыкании контактов 5 - 7 начнется его торможение, с разрывом контактов 12 -18 РПЩП торможение прекратится, с замыканием контактов 6 - 7 и переходом щеток через нулевое положение торможение закончится, и при повороте щеток на 30 электрических градусов начнется работа электродвигателя на подъем электрода.

Приведенная схема дает возможность автоматического пуска печи при условии достаточной проводимости подины 26.

Схема позволяет перейти с автоматического на ручное управление. Для этого переключается ПРА с автоматического управления (контакты 10-7 и 11-8) на ручное, и поворотом ручки реостата РРУ ручного управления вправо или влево

производится подъем или спуск электрода с желаемой скоростью. Пружина возвращает ручку реостата РРУ в исходное положение. Благодаря этому автоматический регулятор может быть подвергнут осмотру или ремонту без прекращения работы печи.

Редуктор электродвигателя рассчитывается таким образом, чтобы максимальная скорость перемещения электрода (при подъеме) равнялась 1,2 м1мин. Чтобы сделать максимальную скорость спуска порядка 0,8 м1мин., нужно предусмотреть упоры, ограничивающие перемещение щеток на коллекторе на 100 электрических градусов (при положении щеток, соответствующем работе двигателя на спуск электрода).

Таким образом, из описанной схемы видно, что чем больще будет ненормальность хода печи, тем быстрее будут устраняться причины, вызвавшие ее. Регулирование скорости подъема или спуска электрода происходит соверщенно плавно. К моменту установления нормального режима печи электрод подходит с наименьшей скоростью. Это устраняет возможность перерегулирования и обусловливает меньшие потери при торможении. При этом схема дает возможность изменять в желательных соотношениях максимальную скорость спуска и подъема электрода.

По самому принципу включения регулятора (дифференциальное включение обмоток) схема универсальна и может быть применена для рудных, однофазных и многофазных дуговых печей любой мощности.

На фиг. 8 показана схема с применением асинхронного электродвигателя с регулируемым числом оборотов.

Схема приведена для одной из фаз трехфазной дуговой печи, ибо схема для двух других фаз ничем от нее не отличается. Схема приведена для момента, когда режим дуги нормальный, электродвигатель D для перемещения электрода выключен, печной масляник включен, печной трансформатор соединен по схеме Д/д - 12.

Порядок включения каждой из цепей регулятора аналогичен такому же порядку схемы фиг. 7.

При этом порядок включения катушки магнитопровода С состоит в следующем.

При переключении обмоток высокого

напряжения силового трансформатора с соединения обмоток в Д на X и обратно происходит сдвиг фаз э.д.с. в обмотках низкого напряжения. Схема соединения силового трансформатора дает возможность изменить фазы э.д.с. при переключении на -±1 30°, вне зависимости от выбранной группы соединения -Д-12, V. - 6, Д-1, -/Д -7.

Например, для группы //, -12 возможны переключения на V,- 11 и Д/х - 1. При подобном переключении автоматически меняются фазы потоков магнитопроводов А и В, смещаясь во времени на + 30. Для того, чтобы при подобном переключении оставалось Фд - Ф и оба они образовали с Ф угол 90°, необходимо изменить соответственно фазу магнитопровода С. Для этого на группу печей, установленных в цехе, должен быть предусмотрен трансформатор мощностью в 1,2 kVA с коэфициентом трансформации 1 :3.

Питаться этот трансформатор будет от сети моторов печи. При соединении его обмоток /д (треугольник на стороне высшего напряжения) можно получить от него ряд напряжений, сдвинутых по фазе на 30°.

На схеме предполагается переключение печного трансформатора со -/Д - 1 на Д/4-12, причем на фиг. 8 показано последнее соединение.

Вспомогательный трансформатор соединен по группе -д - 7. При переключении обмоток силового трансформатора соответствующие блок-контакты переключателя силового трансформатора произведут переключение катушек магнитопроводов в регуляторах всех трех фаз печи.

Пока ток и напряжение дуги равны установленным величинам, диск регулятора остается неподвижным.

Если же режим на какой-либо из фаз печи изменится, например, ток в фазе Т увеличится против номинального, то при этом под влиянием избыточного момента, действующего на диск V регулятора, последний повернется на некоторый угол, пропорциональный величине изменения режима дуги в фазе Т.

Допустим, что изменение тока таково, что при данной установленной чувствительности регулятора контакты его 7-6 замкнутся. При этом образуется цепь: фаза R сети, контакты 10-7 ПРА (переключателя с ручного на автоматическое управление), контакты 7-6 регулятора, контакты 6 -13а ограничителя подъема электрода О/7, блок-контакты 13а-34 контактора спуска КС, катушка 34-35 контактора подъема КП и фаза 5 сети.

При этом контактор КП включится, его рубильники 28-/ и 27 -Г замкнутся и электродвигатель D начнет подымать электрод, восстанавливая номинальный режим печи. Уже первый оборот двигателя на подъем электрода включит контакты 13ii-14 выключателя торможения ВТ, и этим будет подготовлена цепь управления торможением электродвигателя; хотя по ней ток еще не протекает, ибо ее размыкает блок-контакт 136-33 включенного .КП.

Как только перемещение электрода восстановит номинальный режим дуги в рассматриваемой фазе печи, избыточный момент, приложенный к диску V регулятора, исчезнет, диск вернется в исходное положение, и контакты 7-6 регулятора разомкнутся. Возбуждение на катушке 35 - 34 контактора КП исчезнет, и КП выключит электродвигатель. При этом замкнется цепь управления торможением двигателя: фаза R сети, контакты 18 - 15 -14 регулятора скорости двигателя PCD, которые, как будет показано ниже, в рассматриваемый момент замкнуты, контакты 14 -136 -ВГ, блок-контакты контактора КП, катушка 33-35 контактора спуска КС и фаза S сети.

Включится контактор КС и замкнутся его рубильники 27-Т и 28-/, на двигатель будет подано напряжение, образующее поле, которое вращается против направления инерционного выбега ротора.

В режи.ме торможения противотоком двигатель затормозится. Как только двигатель остановится, необходимо тотчас выключить контактор КС, чтобы торможение двигателя не превратилось в реверсирование.

Для этого служит выключатель торможения ВТ, у которого при направлении вращения двигателя, соответствующем подъему, замкнуты кoнтaкfы 136-14,при направлении же соответствующем спуску, замкнуты контакты 13а-12.

Как только двигатель остановится, контакты 136-14-ВТ разомкнутся, и контактор КС выкжочится.

Какая бы пара контактов 7-6 или

7 - 5 регулятора после этого ни включилась, схема снова готова к действию.

Рассмотрим еще случай изменения режима в фазе ff в период торможения двигателя. Предположим, что последнее перемещение электрода, вызвавшее торможение, соответствовало подъему.

Если новое изменение режима таково, что двигатель D должен включиться на подъем, то срабатывание регулятора вызовет его, как только двигатель остановится. Если же двигатель должен включиться на спуск, то замыканием контактов 7-5 регулятора будет попутно закончена работа торможения, и двигатель начнет опускать электрод.

Роль блок-контактов 13 -33-А/ и 13а-34-КС заключается в том, что они устраняют возможность одновременного включения КП и КС, чем устраняется возможность коротких замыканий на зажимах сети.

Ограничители подъема и спуска печи (О/7 и OQ, показанные на фиг. 8, устанавливаются на печи для ограничения хода кареток и предотвращения аварии с двигателем или редуктором механизма перемещения электродов.

Схема по фиг. 8 позволяет, так же как и изображенная на фиг. 7, в широких пределах плавно регулировать скорость подъема и спуска электрода в зависимости от отклонения режима дуги.

Выше было указано, что угол поворота диска V пропорционален изменению тока и напряжения дзги в соответствуюшей фазе.

Допустим, что, как и в случае по фиг. 7, ток в фазе R печи увеличился. Вместе с диском регзлятора будет поворачиваться УТР (потенциометр регулятора), укрепленный на оси диска. При этом его ползушка 8 будет двигаться по стрелке „подъем и снимать с потенциометра все большее напряжение. К зажимам 8 - 9 /7Р приключена катушка Е электрической муфты peг ятopa скорости PCD, на которой появится напряжение

- 19

Е - )

«9.2o

где f/-напряжение, приложенное к потенциометру.

Катушка F-PCD приключена к зажима.м 9 и 15 потенциометра PCD.

к катушке F будет приложено напряжение

t/ l«rLV.

Так как для рассматриваемого момента ползушка потенциометра PCD стоит на средине его, а ползушка 8 -ЯР расположена ближе к контакту 10, то Uj.,.

Сервомотор MI регулятора PCD приключен к сети и вращается все время с постоянной скоростью. На одной оси с ним сидят два малых конических диска ей/ фрикционного зацепления и цилиндрический диск G, вращаюшийся между замкнутыми магнитопроводами, на которые насажены катушки Е к Р.

Катушки и магнитопроводы Я и F имеют одинаковую форму и величину. Конические и цилиндрические диски е, f и g имеют продольный осевой люфт в 1-2 мм относительно сервомотора и неподвижных магнитопроводов.

В зависимости от того, какой из потоков Е или F больше, цилиндрический диск G притянется к одному из магнитопроводов, соответствующий малый конический диск е или / войдет в сцепление с большим диском g и трением увлечет его. При этом будет производиться перемещение щеток секционного регулировочного реостат-двигателя PPD, благодаря чему будет изменяться величина сопротивления, вводимого в ротор двигателя D.

В то же время вращение большого фрикционного диска g будет перемещать ползушку 15 и ползушку 15 потенциометра PCD.

Так как для рассматривае.чого момента напряжение на катушке Е больше, чем на катушке F, то цилиндрическая железная пластинка G притянется к .магнитопроводу Е, и щетка реостата PPD будет перемещаться по стрелке Я. Тем самым, как видно из схемы, сопротивление, включенное Б цепь ротора двигателя D, будет уменьшаться, что вызовет увеличение числа его оборотов.

Но одновременно по стрелке Я будет перемещаться ползушка 15 и, следовательно, увеличиваться напряжение на катушке F. Когда наступит равенство

я. то цилиндрический диск Gзаймет среднее

положение, и фрикционное сцепление е-g прекратится.

В зависимости от того, каков был угол поворота диска V регулятора, равновесие в катушках Е и Г наступит при меньшем или большем угле поворота ползушки 15-PCD, и значит двигатель D разовьет меньшее или большее число оборотов, определяемое сопротивлением в цепи его ротора.

Таким образом, скорость подачн электрода в каждый момент зависит от величины отклонения режима дуги от нормального. По мере восстановления номинального режима диск V регулятора будет все больше приближаться к исходному положению, к обмотке F-PCD будет приложено большее напряжение, и шетка реостата PPD будет двигаться по стрелке С, т. е. сопротивление в цепи ротора будет увеличиваться, а число оборотов двигателя будет падать.

К моменту выключения двигатель D будет иметь наименьшую скорость и, при размыкании контактов 7-5 регулятора, двигатель включится на торможение.

Таким образом, ползушка 15 с некоторым отставанием копирует перемещения ползушки 8 -ЯР. Контакты 5 и 6 регулятора могут приходить в соприкосновение с контактом 7 при повороте диска V на 20° в ту или иную сторону.

Разрыв между контактами 13а-12 и 13а-14 соответствует тем же 20°.

При разрыве контактов 7-5 регулятора контакты 9-18-PCD, благодаря отставанию ползушки 15, еще соприкасаются. Вот почему выше было указано, что при выключении КП цепь управления торможением замкнута.

Введение контактов 18-12-14 необходимо потому, что если бы их не было, то по окончании торможения соединение контактов 13а-12-.ST вызвало бы включение двигателя D на подъем при номинальном режиме в фазе R. При наличии же контактов 18 - 12-14 соединение контактов 13а-12 не влечет за собою каких-либо включений.

При изменении режима, требующем включения двигателя на спуск, весь цикл протекает совершенно аналогично описанному.

Момент на валу двигателя D при подъеме больше такового при спуске. Для того, чтобы при спуске добиться начального

числа оборотов п,,,,,„, - 0,25 п ., нужно ввести в ротор двигателя D большее сопротивление.

Кроме того, максимальная скорость спуска должна составлять g от скорости подъема.

Схема соединения секций реостата , показанная на фиг. 8, удовлетворяет всем этим требованиям.

Перемещение щетки реостата PPD влево от исходного положения вводит в ротор двигателя D регулируемое сопротивление 31-40 постоянно включенные сопротивления И 25-21Таким образом, максимальная скорость спуска, при крайнем левом положении щетки реостата PPD ограничена суммой сопротивлений 31-25 Ь 2S-2i которые

рассчитаны из условия «спуска max подъема

Рассмотрим еще один важный случай, имеющий место на практике.

Допустим, что электрод с максимальной скоростью опускается. Неожиданный обвал шихты требует быстрого переключения двигателя на подъем.

Диск регулятора в течение 0,1 сек. повернется настолько, что замкнет контакты 7 - 5 регулятора.

Щетка PPD стоит при этом в крайнем левом положении, обусловленном максимальной скоростью спуска, но при данном введенном сопротивлении ротора ток, ограничиваемый сопротивлением / 31-25 слищком мал для того, чтобы начался разбег двигателя.

К тому же ползушка 15, следуя за ползушкой 8 регулятора, вызовет перемещение щеток от крайнего левого к исходному положению, сопротивление в цепи ротора начнет увеличиваться, и даже малые обороты двигателя заглохнут.

Лишь когда щетка PPD соприкоснется с первым контактом секции 25 - 21, двигатель D начнет с возрастающей скоростью подымать электрод.

Чтобы избежать подобного явления, три крайние пластины 32, 25 и 26 реостата PPD выведены на КП, который при включении соединяет их между собой. Благодаря этому, включение КП всегда вызывает немедленный подъем электродов, вне зависимости от того, где находится щетка реостата. Когда же щетка перейдет

через исходное положение, то к ней снова возвращаются функции регулятора скорости.

Введение этого соединения в схеме имеет еще иную цель-сделать торможение при спуске более эффективным.

Действительно, после работы двигателя D на спуск для торможения включается контактор подъема КП, благодаря чему в ротор вводится сопротивление секции 21-25 PPD, и момент, развиваемый двигателем при торможении, получается значительно больше момента спуска.

Торможение при подъеме получается также достаточно эффективным, ибо после выключения контактов 7 - 5 (подъема) щетка PPD находится на одной из средних пластин секции 25-21.

Для перехода с автоматического управления на ручное нужно переключить переключатель ПРА.

При этом цепь управления автоматического регулятора размыкается, и замыкается цепь ручного управления.

Устройство и действие переключателя ПРА здесь такое же, как и в фиг. 7.

В форме выполнения, представленной на фиг. 9 и 10, основная часть регулятора-следящая система значительно упрощена по сравнению с представленньц1и на фиг. 7 и 8, и совершенно устранен потенциометр регулятора ПР.

Весь регулятор со следящей системой и реостатом для изменения сопротивления ротора электродвигателя D, перемещающего электрод, выполняется в виде одного комплекта, имеющего пять сборочных узлов: общую плиту, индукционную сиCTejiy регулятора (состоящую из трех магнитопроводов л, В и С с соответственными катушками на них), диска V (на оси которого помещается ртутный переключатель, действующий на контакторы подъема и спуска), следящую систему, описываемую ниже (фиг. 10), я регул1фуемый реостат PPD со своим сервомотором.

Таким образом, в отличие от устройств, изображенных на фиг. 7 и 8, где следящая система связана с органом, изменяющим число оборотов электродвигателя D через потенциометр ПР на оси диска 1/ и следящую систему РПЩ (фиг. 7) или PCD (фиг. 8), заключающую в себе второй потенциометр, электрическую муфту и фрикционное реверсивное приспособление - в схеме по фиг. 9 следящая система непосредственно связывает кинематически ось диска V регулятора с регулировочным реостатом PPD, или другим устройством, изменяющим число оборотов двигателя D.

Как показано отдельно на фиг. 10, на оси диска V, кроме ртутного или т. п. переключателя 7-5-6, укреплена еще коническая шестерня 55 диференциала, вторая коническая шестерня 57 которой при помощи зубчатой передачи 58-59 связана с валом щеток регулировочного реостата PPD (фиг. 9), приводимым во вращение червячной передачей 60 от сервомотора М. С коническими шестернями 55 и 57 сцепляется сателлит 56, ось которого имеет продолжением водило 61, входящее своим концом в вилку 62, укрепленную на оси ртутного переключателя 63, стремящегося под действием груза 64 занимать горизонтальное положение, при котором он выключен.

Этот переключатель служит для включения сервомотора MI для вращения его в одну или другую сторону.

При изменении режима в фазе, контролируемой регулятором, диск V, поворачиваясь на некоторый угол, заставляет шестерню 55, поворачивать сателлит 56, который перекатывается по неподвижной шестерне 57, удерживаемой в своем положении самотормозящим действием червячной передачи при не вращающемся сервомоторе М, При этом палец водила 61 проворачивает вилку 62 и опрокидывает переключатель 63, который включает сервомотор М. Последний начинает вращаться и одновременно производит два действия: во-первых, перемещает щетки реостата PPD, и, во-вторых, поворочивает шестерню 57, вследствие чего сателлит 56 возвращается в исходное положение, и переключатель 63 выключает сервомотор.

Если, например, нарушение режима печи состояло в увеличении тока в фазе R печи, и соответственно этому перемещение щеток реостата PPD происходило в направлении-уменьшения сопротивления в цепи ротора двигателя D, вследствие чего скорость начавшегося при включении ко 1тактов 7-6 подъема электрода увеличивалась, то к моменту выключения сервомотора Afj число оборотов двигателя D достигает максимума.

При продолжающемся подъеме электрода режим печи начинает выравниваться, и сила тока начинает спадать. Вследствие этого момент, поворачивавший диск V, уменьшается, и он под обратным действием пружины начинает поворачиваться обратно. Вследствие этого шестерня 55 поворачивает сателлит 56 в направлении, противоположном прежнему, и включает сервомотор MI также в противоположном первому направлении, заставляя его перемещать щетки реостата PPD в направлении увеличения сопротивления в цепи ротора двигателя D, а значит уменьшения скорости опускания электрода, задаваемого на этот раз включившимися при начале поворота диска V контактами 5 - 7.

В то же .время сервомотор Ж, через передачу 60 и 59-58 поворачивает шестерню 57 вслед за шестерней 55, так что к моменту, когда восстановится нормальный режим дуги, диск V будет занимать исходное положение, сервомотор MI остановится, и реостат PPD будет также приведен в исходное положение.

К нормальному режиму двигатель D придет со все уменьшаюш,имся числом оборотов, с которым он и будет выключен при размыкании контактов 7-5.

Для перехода на ручное управление надо переключить переключатель ПРА, причем цепь сервомотора А размыкается.

Поворотом нижерасположенного переключателя .можно осуществить подъем, спуск или торможение, причем последнему соответствует среднее положение переключателя.

В остальном схема соответствует схеме по фиг. 8.

Вместо указанного на фиг. 9 асинхронного электродвигателя D можно применить репульсионный коллекторный двигатель Дери.

Тогда вместо пере.мещения щеток реостата прибор PPD должен передвигать подвижные щетки коллекторного двигателя D.

Предмет изобретения.

1. Автоматический рег)пятор индукционного типа с электромагнитными системами тока и напряжения, компенсирующими друг друга при нормальном режиме.

отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, между указанными системами расположена третья электромагнитная система, возбуждаемая от постороннего, не подвергаемого регулированию напряжения.

2.Применение регулятора по п. 1 для автоматического регулирования режима работы электрических печей.

3.В регуляторе по п. п. 1 и 2 применение потенциометра, подвижная часть которого приводится от оси реле и сопротивление включено в схему следящей системы.

4.В регуляторе по п. п. 1 и 2 применение репульсионного коллекторного двигателя в качестве регулируемого привода для электрода.

5.В регуляторе по п. п. 1, 2 и 4 применение автоматически вправляемого электромагнитами реверсивного механизма для перемещения щеток двигателя и подвижного контакта потенциометра обратной связи.

6.В регуляторе по п. п. 1 и 2 применение асинхронного двигателя с фазным ротором для перемещения электрода.

7.В регуляторе по п. п. 1, 2 и 6 применение блокировки, действующей от вала двигателя и выключающей двигатель по окончании торможения.

8.В регуляторе по п. п. 1, 2 и 7 применение кольцевых трубок с сопротивлением и ртутным контактом в качестве потенциометров.

9.В регуляторе по п. п. 1, 2, и 6, 7 применение ртутного переключателя, приводимого от реле и управляющего контакторами двигателя.

10.В регуляторе по п. п. 1, 2 и 6, с целью быстрого устранения колебаний регулятора и предотвращения перерегулирования, применение диференциала между осью подвижной системы регулятора и валом регулирующего реостата асинхронного двигателя подачи электрода, с тем, чтобы ведомая щестерня диференциала при вращении от оси подвижной системы включала двигатель реостата, а при вращении от вала регулирзющего реостата выключала этот двигатель.

Похожие патенты SU58790A1

название год авторы номер документа
Устройство для автоматического регулирования длины дуги в электрических трехфазных печах 1940
  • Ефроймович Ю.Е.
SU63379A1
Устройство для автоматического регулирования дуговых печей 1944
  • Ефроймович Ю.Е.
SU72777A1
Способ автоматического регулирования электрических дуговых печей, в частности, сталеплавильных 1947
  • Ефроймович Ю.Е.
SU73418A1
Устройство воспроизведения характеристик электрических режимов трехфазных дуговых сталеплавильных печей 1958
  • Ефроймович Ю.Е.
  • Сироткин В.Г.
  • Степаненко В.В.
  • Удерман Э.Г.
SU118917A1
Автоматический регулятор для электродуговых печей 1955
  • Ефроймович Ю.Е.
  • Смелянский М.Я.
SU115358A1
Автоматический регулятор для дуговых печей 1943
  • Ефроимович Ю.Е.
SU74186A1
Устройство для автоматического передвижения электродов дуговых печей 1937
  • Ефроймович Ю.Е.
SU53627A1
Электропривод электродов дуговой печи 1951
  • Ефроймович Ю.Е.
  • Смелянский М.Я.
  • Терешина Н.Н.
SU94011A1
Устройство для автоматического регулирования числа оборотов шахтной подъемной машины 1939
  • Шклярский Л.Ф.
SU58922A1
Устройство для управления летучими (роторными) ножницами прокатного стана 1938
  • Просяк П.Б.
SU58920A1

Иллюстрации к изобретению SU 58 790 A1

Реферат патента 1941 года Автоматический регулятор

Формула изобретения SU 58 790 A1

фиг 1

1 , Ч-.-AW,

ф1ХГ g

К авторскому

свидетельству

58790

Фиг. 7

00

L: I

О)

t

оо ю

ja

О)

О)

е S СО

S о :ji о CL О

н m та

Фиг. 10

SU 58 790 A1

Авторы

Ефроймович Ю.Е.

Даты

1941-01-01Публикация

1937-08-09Подача