Автоматический регулятор мощности дуговой трехфазной электропечи Советский патент 1980 года по МПК H05B7/148 F27D11/10 G05F1/02 

1

Изобретение относится к лектротермии.

Известен регулятор мощности, содержащий датчики тока дуги, фазного нанряжения, датчики выделения нервой нроизводной тока дуги, устройство выделения фиктивного экстремума активной мощности 1.

Известен также автоматический регулятор мощности дуговой трехфазной электропечи, содержащий для каждой фазы сумматор, входы которого соединены с датчиками ее тока и напряжения и с датчиками выделения нервой производной тока дуги всех трех фаз, блок сравнения, один вход которого соединен с блоком опорного напряжения, а выход - через силовой усилитель с механизмом перемещения электрода 2.

Недостатком этих регуляторов является то, что они не обеспечивают инвариантности регулирующих воздействий относительно возмущений в других фазах, что снижает качество регулирования.

Цель изобретения - повысить качество регулирования.

Для этого регулятор снабжен блоком выделения управляющего напряжения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход - с датчиками выделения первой производной тока дуги двух

других фаз, а выход - со вторым входом блока сравнения.

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора для одной фазы 5 печи.

Автоматический регулятор мощности дуговой электропечи содержит датчик 1 тока, датчики 2 и 3 первой производной тока дуги по времени соответственно для 1-й и 2-й

10 фазы, датчик 4 выделения первой производной тока дуги по времени для 3-й фазы, датчик 5 фазного падеппя напряжения, сумматор 6 напряжения дуги, блок 7 выделения напряжения управления дуги, блок

15 сравнения 8, блок 9 опорного нанряжения, силовой усилитель 10, механизм 11 перемещения электрода.

Рассмотрим выделение напряжения на дуге на примере 1-й фазы.

20 Падение напряжения в фазе цепи печи определяется выражением

U, U,, + L,- + M,,

+ + A,3- + ii,,

(1)

at

(Уд1 - напряжение на дуге;

где L - собственная индуктивность фазы вторичного токоподвода печи; 12, - взаимные индуктивности между фазами 1 и 2, 1 и 3; - активное соиротивление фазы вторичного токонодвода; ii,2,3 - токи в электродах. Откуда напряжение на дуге /7 -- // / - М L-Ri- - t- 1 -1 12 dfdt и - ток в электроде, получаемый с датчика тока 1, например, с трансформаторов тока; первые производные токов по времени, получаемых с помощью датчиков 2 и 3 выделения первых производных тока. Например, с помощью поясов Роговского, установленных на двух фазах (1-й и 2-й). Первую производную тока 3-й фазы, определяемую выражением получаем суммированием первых производных тока 1-й и 2-й фазы в датчике 4, выполненном, например, на операционном усилителе. Значения L, MIS, Afia, R определяются расчетно-экспериментальным методом для конкретной печной установки. Сигналы, снимаемые с датчика 1 тока, датчиков 2, 3, 4 первых производных тока дуги по времени и датчика 5 фазного падения напряжения согласно выражению (2) подаются на входы сумматора 6 напряжения дуги, выполненного, например, на операционном усилителе, сигнал на выходе которого пропорционален напряжению на дуге. Сигнал, пропорциональный напряжению на дуге, с выхода сумматора 6 подается на вход блока 7 выделения напряжения управления дуги (выполненного, например, из последовательно соединенных сумматора, схемы выделения действующего значения напряжения управления дуги и фильтра), на другие входы которого подаются сигналы, пропорциональные .падениям напряжений от взаимных индуктивностей и MIS с обратным знаком, компенсирующие влияние других фаз на напряжение управления. При таком напряжении управления обеспечивается реакция регулирующего органа только на возмущения, приложенные к звеньям его собственного канала. С выхо(3) да блока 7 напряжение управления подается на один из входов блока сравнения. Задание регулятору осуществляет блок 9 опорного напряжения, на выходе которого вторичное напряжение печного трансформатора преобразуется в напряжение задания, соответствующее рациональному режиму для каждой ступени напряжения. Сигнал рассогласования между напряжением управления дуги и опорным иапряжением с выхода блока 8 подается в силовой усилитель 10, где усиливается и с определениой полярностью иередается исполнительному механизму И, который перемещает электрод 12 в сторону устранения возмущения. Предлагаемый автоматический регулятор мощности обеспечивает инвариантность управляющих воздействий отиосительио возмущеиий в других фазах. Технико-экономическая эффективность предлагаемого автоматического регулятора мощности подтверждается результатами эксплуатации регулятора с эталонным иапряжением, обеспечивающего частичную инвариантность управляющих воздействий относительно возмущений в других фазах. Применение последнего на дуговой сталеплавильной печи ДСП-200 позволяет сократить продолжительность плавки на 2,3- 2,8% и снизить расход электроэнергии на 1,0-1,5%. Предлагаемый инвариантный регулятор может обеспечить сокращение длительности плавки на большегрузных электропечах на 3-4% и снижение расхода электроэнер|ии на 2,0-2,5%. Формула изобретения Автоматический регулятор мощности дуговой трехфазной электропечи, содержащий для каждой фазы сумматор, входы которого соединены с датчиками ее тока и напряжения и с датчиками выделения первой производной тока дуги всех трех фаз, блок сравнения, один вход которого соединен с блоком опорного напряжения, а выход - через силовой усилитель с механизмом перемещения электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, он снабжен блоком выделения управляющего напряжения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход - с датчиками выделения первой производной тока дуги двух других фаз, а выход - со вторым входом блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 173348, кл. F 27D 11/10, 1962. 2.Electrowarme Internation, X 1974, s. .