Автоматический регулятор мощности дуговой трехфазной электропечи Советский патент 1980 года по МПК H05B7/148 F27D11/10 G05F1/66 

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ Изобретение относится к электротермии. Известен регулятор мощности дуговой электропечи, содержащий датчики тока и напряжения, блок сравнения, усилитель и привод перемещения электрода Щ. Известен также автоматический регулятор мощности дуговой электропечи, содержащий для каждой фазы датчики тока дуги и фазного напряжения, соединенные соответственно с блоками выделения дей ствующего значения тока и фазного напряжения, подключенными к двум входам блока сравнения, выход которого через усилитель соединен с исполнительным ме ханизмом перемещения электрода {2. Недостатком известных регуляторов ясвляется то, что они не обеспечивают предотвращения поломок электрода при обвалах. Цепь изобретения - повышение надежности работы печи. С этой целью регулятор снабжен для каждой фазы блоком определения напряж ння на дуге, выход которого через блок выделения действующего значения напряжения на дуге соединен с первым входом вновь введенного элемента совпадения, подключенного вторым входом к блоку вы. деления действующего значения тока дуги, а выходом - через реле времени к дополнительным входам блоков сравнения всех фаз. На чертеже представлена блок-схема автоматического регулятора мощности ду 1ЮВОЙ электропечи для одной фазы. Автоматический регулятор мошности дуговой электропечи содержит датчик 1 тока, датчики 2, 3 и 4 первой произвогь ной тока дуги по времени соответственно для 1-ой, 2-ой, 3-ей фазы, датчик 5 фаэного напряжения печи, блок 6 выделения напряжения на дуге, блок 7 выделения действующего значения напряжения на дуге, элемент 8 совпадения, реле 9 времени, блок 10 выделения действующего значения фазового напряжения печи, блок 11 задания мощности, блок 12 выделения ае ствуклцего значения тока дуги, блок 13 сравнения, силовой усилитель 14, испоп ш тепьный механизм 15, электрод 16. Сигнал, пропорциональный току дуги, снимается с датчшса 1 тока дуги и через блок 11 задания мощности подается на вход блока 12 выделения действующеTG значения тока . Сигнал с выхода блока 12 выделения действующего значения тока дуги подается на первый вход блока 13 сравнения Сигнал, пропорциональный фазному напряжению печи, снима; ется с датчика фазового напряжения печи и подается через блок 10 выделения действующего знач ения фазного напржкения пе чи на второй вход блока 13 сравнения, где сравнивается с сит налома пропорциональным действующему значению тока дуги. Сш-нал рассогласования с выхода блока 13 сравнения подается на вход силового усилителя 14, где усиливается к опреде- ленной полярности передается исполнитель ному механизму 15, который перемещает электрод 16 в сторону устранения возмущения. Блок 6 выделения напряжения на дуге построен на принципе аналогового выделе ния напряжения на дуге из фазного напря жения печи. На прШЛере первой фазы напряжения на дуге i2 ,. db dii - Чз5Т- 1 Р ил, . idt напряжание на дуге; фазное напряжение на пачи собственная индуктивность фаэь 1зторичного токоподвода взаимная индуктивность меЖ sy фазами 1 и 2; з-за17МН Я индуктивность меж,ду фазами 1 % 3 активное сопротивление фазы вторичного токоподвода; токи 3 электродах; ток а электроде с датчика 1 тока, непример, с трансформа™ .первые производные токов по времзкк получаем с помощью датчиков аьщеления первых производных тока 2 и 3, напр мер, с помощью поясов Роговск

установленных на двух фазах

(1-ой и 2-ой).

Первую проиаводщ-ю тока 3-ей фазы, определяемую выражением

d {3 ii 2

Предлагаемое устройство определения обвалов шихты с использованием блока выделения напряжения на дуге, блоков выделения действующего значения тока и напряжения oyrv схемы совпадения для получения информации об эксплуатацион11ык получаем суммированием первых производных тока 1-й и 2-ой фазы в датчике 4, выполненного, например, на операционном усилителе. Значения Lj.M,2, АД 13 , определяются расчетно-экспериментальным методом для конкретной печной установки. Сигналы, снимаемые с датчика 1 тока, датчиков 2, 3, 4 первых производньзх тока дуги по времени и датчика 5 фазово: го напряжения (согласно выражению l) подаются на входы блока 6 выделения напряженш на,дуге, выполненного, например, на операционном усилителе сигнал с выхода которого пропорционален напряжению на дуге и подается на вход блока 7 выделения действующего значения напряжения на дуге. Сигнал с выхода блока 7 выделения действующего значения напряжения на дуге подается на первый вход элемента 8 совпадения, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный действующему значению тока дугиг снимаемый с выхода блока 12 выделения действующего значения тока дуги. Во время обвала шихты при напряжении дуги равном нулю, и наличии сигнала по току не ;зтором входе блока совпадения, на выходе его появляется , который через опре- деленную выдержку времени, осуществляемую реле 9 времени, подается на вход блока 13 сравнения, и на его выходе появляется сигнал рассогласования, который усиливается силовым усилителем 14 и с определенной полярностью передается исполнительному механизм 15, осуществляющему подъем электрода 16 и выход его из обвала шихты, Одповременно сигнал с выходов реле 9 времени подается на входы блоков сравнения регуляторов других фаз, аналогично осуществляющих подъем электродов этих фаз, тем самым предохраняя .их от возможной поломки при обвале шихты. Выдержка времени определяется для конкретной печной установки с учетом постоянных йремени элет/тентов системы и необходима для того, чтобы кратковременные эксплуатационные короткие замыкания в одной фазе не приводили в движение электроды всех фаз вверх одновременнокоротких замыканиях позволяет точно определить обвалы шихты. Поднятие элект родов всех фаз одновременно предотвращает их возможную поломку, так как при выходе одного электрода из обвала, падающие куски окропа могут пр1тести к ломке электродов под которыми горят дуги. Использование в качестве информативного параметра об обвалах шихты определенного уровня тока дуги не может дать точной информации об обвалах шихты, так как сопротивление шихты изменяется в хо де плавки, зависит от химического состава, распада электродов. Переходное сопротивление также изменяется в ходе плавки. Поэтому токи эксплуатационного короткого замыкания будут разными в период рас-у плава, что затрудняет определение cocTOSiния обвала шихты. А напряжение дуги, равное нулю, при эксплуатационном коротком заьдыкании и наличии при этом тока в фазе точно определяет состояние обвала шихты. Снижение поломок электродов уменьшает удельный их расход, простои печи и повышает технико-экономические показатели работы печи. Так например, за счет снижения поломок электродов на печи ДСП-200, расход электродов на тонну выплавляемой стали может быть уменьшен с 7,5 до 6,5 кг/т. При стоимости электродов 500 руб/т и производительности печи 250ООО т в год, экономический эффект составит 125ООО руб. в год. 75 Формуя а т е н и я Автоматический рег пятор мощности дуговой трехфазной электропе-Ш; содержа щий для каждой фазы датчики тока дуги и фазного напря){сения, соединенные соответственно с блоками выделения действующего значения тока дуги и действующего значения фазного напряжения, подключенными к двум Бходе1м блока сравне ния, выход которого через усилитель сое динен с исполнительным механизмом пер& мещения электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы печи предотвращения поломок электродов при обвалах шихты, он снабжен для каждой фазы блоком определения напряжения на дуге,, выход которогх) через блок выделения действующего значения напряжения на дуге соединен с первым входом вновь введенного элемента совпадения, подключенного вторым входом к блоку вкделентш дейстэующего значения тока дуги, а выходом че рез реле времени к допопнктельньзч эходам блоков сравнения всех фаз. Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе 1.Фарнасов Г. А, Автса{атнзациЕ процессов электроплавки стали, М„ гМетшт- лургия, 1972, стр. 84-93, 2.Авторское свидетельство СССР № 559471, кл. G 05 F 1/66, 1974.