Предлагается устройство для автоматического регулирования дуговой печи путем перемещения электродов асинхронными двигателями.
В известных устройствах подобного рода одна фазовая обмотка двигателя включается на напряжение линии питания, а другая на разность напряжений постороннего источника тока и вторичной обмотки сериесного трансформатора, включенного последовательно с электродом.
Основным недостатком этих устройств является недостаточная устойчивость работы устройства вследствие перерегулирования.
В предлагаемом устройстве указанный недостаток устранен в результате применения обратной связи при помощи дросселя насыщения, включенного в цепь второй обмотки двигателя и имеющего обмотки подмагничивания.
На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства.
В цепь электрода дуговой печи включен небольшой сериесный трансформатор Тс, вторичная обмотка которого подключается к двум фазам статора асинхронного электродвигателя ЭМ. В рассечку этой цепи подается навстречу напряжению трансформатора Тс постороннее напряжение Еу переменного тока, являющееся установочным напряжением, величину и фазу которого можно регулировать. Напряжение Еу подбирается так, чтобы при заданном режиме его величина и фаза были равны соответственно величине и фазе напряжения вторичной обмотки сериесного трансформатора Тс.
Обмотка третьей фазы статора электродвигателя ЭМ является пусковой обмоткой; она отсоединена от первых двух фаз и присоединяется к пониженному напряжению Еп; последнее при неподвижном якоре создает в этой фазе обмотки ток, сдвинутый на 90° относительно тока в рабочей обмотке, который, однако, сам по себе не может создать крутящий момент, способный преодолеть момент всех сил сопротивления. Установка нужной величины и фазы напряжения, питающего пусковую обмотку двигателя ЭМ, может осуществляться при помощи секционированного трехфазного шунтового трансформатора ТШ. Установочное напряжение Еу может быть взято от этого же трансформатора.
При заданном режиме, вследствие равенства величин и фаз встречно направленных напряжения сериесного трансформатора Тс и установочного напряжения Еу, через рабочую обмотку двигателя ЭМ ток не протекает. Через пусковую обмотку, питаемую пониженным напряжением, проходит ток порядка номинального тока электродвигателя, но при отсутствии тока в рабочей обмотке якорь не может прийти в движение.
При всяком нарушении режима нарушается баланс напряжений в рабочей обмотке двигателя ЭМ. Ток небаланса, циркулирующий в рабочей обмотке двигателя, создает магнитный поток, сдвинутый во времени и в пространстве на 90° относительно магнитного потока, создаваемого током в пусковой обмотке. В результате возникает вращающий момент и ротор придет во вращение в таком направлении, которое соответствует возвращению к первоначальному режиму. По мере разгона ротора ток в пусковой обмотке будет снижаться и электродвигатель будет работать в основном за счет тока небаланса в рабочей обмотке, т.е. почти как однофазный асинхронный двигатель.
В обычных сталеплавильных печах в случае отсутствия торможения неизбежны колебания электрода вследствие перерегулирования. Во избежание этих колебаний необходимо применить торможение противотоком, для чего следует использовать обратную связь от пусковой обмотки и сравнивать ток в пусковой обмотке с напряжением дуги и с током в цепи электрода.
Для этой цели используется дроссель насыщения Др, имеющий три обмотки подмагничивания.
При нормальном режиме напряжение между точками О и А реостата Rm, обтекаемого током, пропорциональным току дуги, равно напряжению между точками О и В реостата Rn, обтекаемого трансформированным током пусковой обмотки двигателя ЭМ; поэтому в обмотке подмагничивания 1 дросселя насыщения Др ток циркулировать не будет и сопротивление этого дросселя будет определяться величиной постоянного тока, циркулирующего в обмотке подмагничивания 2; этот ток должен создавать такое сопротивление обмотки переменного тока дросселя, которое приблизительно равно половине максимальной величины сопротивления, т.е. сопротивления при полном отсутствии подмагничивания. При наличии подмагничивания обмоткой 2, но при отсутствии тока в обмотке 1 напряжение на зажимах вторичной обмотки сериесного трансформатора и установочное напряжение равны и противоположны друг другу.
При изменении величины тока дуги, например при перегрузке, электродвигатель придет в движение. Когда электрод будет приближаться к положению равновесия (т.е. ток дуги будет приближаться к заданному значению) и ротор электродвигателя будет вращаться по инерции, ток в пусковой обмотке будет меньше, чем при неподвижном роторе; поэтому напряжения между точками О-А и О-В уже не будут равны. При этом через обмотку подмагничивания 1 дросселя насыщения Др пойдет ток, создающий магнитный поток, направленный туда же, что и магнитный поток обмотки 2; в результате сопротивление дросселя Др уменьшится, напряжение на зажимах вторичной обмотки сериесного трансформатора Тс станет меньше установочного напряжения и через обмотку электродвигателя пойдет ток противоположной фазы, который создаст тормозящий момент, препятствующий перерегулированию.
Так как при уменьшении тока дуги эта обмотная связь не будет создавать тормозящего момента, то при недогрузках используется сравнение тока в пусковой обмотке с напряжением дуги, которое осуществляется с помощью обмотки подмагничивания 3. Действие этой дополнительной обратной связи полностью подобно вышеописанному. Блокировочные выпрямители ВБТ и ВБП обеспечивают действие только той обмотки подмагничивания, которая соответствует направлению отклонения тока дуги.
Если электродержатели не уравновешены, то достаточно только одной цепи обратной связи - баланса между током пусковой обмотки и напряжением дуги; при этом торможение при перегрузке будет осуществляться за счет работы сил веса неуравновешенного электрододержателя.
Авторегулировка по этой схеме может выполняться во многих вариантах, например, может осуществляться баланс между током дуги и посторонним установочным напряжением, между током дуги и напряжением дуги, напряжением дуги и посторонним установочным напряжением и пр.
1. Устройство для автоматического регулирования дуговой печи путем перемещения электродов асинхронными двигателями, у которых одна фазовая обмотка включена на напряжение линии питания, а другая включена на разность напряжений постороннего источника тока и вторичной обмотки сериесного трансформатора, включенного последовательно с электродом, отличающееся тем, что, с целью предотвращения перерегулирования, применена обратная связь при помощи дросселя насыщения, включенного в цепь второй обмотки двигателя и имеющего обмотку подмагничивания, включенную на разность между напряжением дуги и напряжением трансформатора тока, включенного в цепь первой фазовой обмотки двигателя.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дроссель насыщения имеет вторую обмотку подмагничивания, включенную на разность напряжений сериесного трансформатора и трансформатора тока.
