Регулятор мощности дуговой электропечи Советский патент 1983 года по МПК H05B7/148 F27D11/10 

(Б) РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для автоматического регулирования мощности дуговой электропечи, например сталеплавильной.

Известны регуляторы мощности дуговой электропечи, содержащие датчики тока и напряжения дуги, элементы сравнения, усилители и известно устройство для управления шаговым .двигателем, содержащее два триггера и мультивибратор, подключенные по входу блока управления шаговым двигателем Cl 3.

Известное устройство не обеспечивает синхронизацию двух управляющих сигналов, поступаю« их на входы блока управления шаговым двигателем.

Известен также регулятор мощности дугобых сталеплавильных печей, В котором элемент сравнения сигналов датчиков тока и напряжения выполнен из двух исполнительных асинхронных

двигателях, подключенных к дифференциальному редуктору, выход которого соединен со штоком золотникового распределителя 2 J.

Недостатками известных регуляторов являются сложность, обусловленная большим количеством преобразовательных элементов тиристорных, магнитных, гидравлических электромеханических и т.д.), и низкие быст10родействие и точность, являющиеся следствием большого числа преобразователей.

Наиболее близким по технической

15 сущности к предлагаемому является регулятор мощности дуговой электропечи, содержащий датчики тока и напряжения печи, соединенные со входом двухканального реверсивного преобра20зователя напряжение-частота, и шаговый двигатель с блоком управления со входами прямого и обратного направления движения СЗ. I Недостатками указанного устройства являются также сложность, низкие быстродействие и точность, обусловленные использованием аналогового элемента сравнения и двойным преобразованием сигналов управления из электрических в механические и обратно. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Поставленная цель достигается тем что регулятор мощности дуговой электропечи снабжен токовым генератором прямым и инверсным выходами и двумя RS-триггерами, выход одного из которых подключен ко входу прямого направления движения блока управления шаговым двигателем, выход второго ко входу обратного напряжения этого блока, R-входы триггеров соединены с выходами указанного преобразователя, S-вход с дного триггера связан с прямым выходом тактового генератог ра, а S - вход другого триггера - с инверсным выходом этого генератора. На фиг. 1 приведена функциональна схема предложенного регулятора; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на отдельных элементах регулятора. Регулятор содержит датчики тока 1 и напряжения-2, двухканальный реверсивный преобразователь 3 аналогчастота, выходы которого подключены ко R-входам RS-триггеров 4 и 5, сое диненных своими S-входами с выходами мультивибратора 6, а выходами - со . входами 7 и 8 блока 9 управления шаговым двигателем 10. Вал шагового . двигателя 10 через передачу (реечную или винтовую, которые не показаны ) связан со штоком золотникового распределителя 11. При использовании линейного шагового двигателя (что совершенно не требует изме нения рассматриваемой структуры устройства) передача может быть исклют чена, что позволяет упростить реРулятор и повысить его точность. Золотниковый распределитель 11 управляет перемещением гидроцилиндра 12, перемещающего электрод 13. X В том случае, когда мощность шагового двигателя 10 достаточна для непосредственного перемещения электрода 13, гидравлическая система может быть исключена. При этом вал шагового двигателя 10 через передачу (реечную или винтовую) связывается с электродом 13. Такое построение регулятора позволяет унифицировать структуру регулятора и сделать ее пригодной для любого типа привода: электромеханического и гидравлического. Регулятор работает следующим образом. Оба преобразователя аналог-частота, образующие двухканальный реверсивный преобразователь 3, непрерывно преобразуют аналоговые сигналы датчиков тока 1 и напряжения 2 (диаграммы UY, U „ на фиг.2) в последовательности импульсов (фиг.2). Обе последовательности импульсов f-j- и f одновременно поступают на оба входа 7 и 8 блока 9 управления шаговым двигателем 10.Блок управления совместно с шаговым двигателем 10 производит алгебраическое сложение (вычитание частот, в . результате чего его суммарная скорость (см. фиг.2). U):.0/(f Т- fH ) где d - шаг двигателя- (угол поворота ротора на один командный импульс) . При равенстве сигналов U и U , что соответствует положению равновесия, соответственно равны f-p и f и шаговый двигатель находится в заторможенном состоянии ((). Поскольку последовательности импульсов несинхронизированы между собой импульсы на оба входа управления двигателя 10 могут поступать одновременно. Распределитель импульсов в блоке управления (.счетное устройство, преобразующее одноканальную последовательность импульсов и многофазную систему, напряжения, подаваемых на шаговый двигатель) при поступлении импульсов управления на оба входа находится в неопределенном состоянии, что может привести к пропуску шагов. Для исключения этого в предлагаемом устройстве используется мультивибратор 6 и два RS-триггера 4 и 5. которые вводят временный сдвиг между импульсами, одновременно поступающими на оба входа блока управления. Частота f, (фиг.2) мультивибратора 6 выбирается в раз большей максимальной частоты управляющих импульсов, т.е. fM(5-10) f-f ()f. Каждый импульс управления поступает 5 на R-вход соответствующего триггера 4 151 и переводит его в состояние, соответствующее логической единице на выходе. При этом импульс на вход блока управления непроходит. Триггер запоминает импульс, поступивший на его R-вход. На вход блока управления импульс с выхода триггера проходит только после поступления на S-вход импульса опроса с мультивибратора 6. Так как опрос триггеров tj и 5 осуществляется импульсами мультивибратора 6, сдвинутыми во времени на половину периода (импульсы опроса снимаются с разных плеч мультивибратора), то обеспечивается временная рассинхронизация им пульсов, поступающих на входы блока управления (см, f- и f на фиг.2), даже при одновременной их подаче на R-входы триггеров 4 и 5. Предлагаемая структура регулятора мощности обладает широкими возможностями и универсальностью применитель но к различным типам приводов как электромеханических, так и гидравлических. Зона нечувствительности регу лятора может изменяться путем регулирования порога срабатывания ( на фиг. 2) преобразователя 3, изменение уставки мощности-регулировани коэффициента передачи каналов преоб зователя 3 аналог-частота. Корректи рующие сигналы определяющие тот или иной закон регулирования, могут быть 35 введены между датчиками и преобразователем аналог-частота. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства обусловлен значительным (более чем 40 в два раза )сокращением аппаратуры, упрощением изготовления и особенно настройки регулятора, надежности за 6 счет использования дискретной элементной базы, а также повышения точности и быстродействия, т.е. повышения производительности печи. Формула изобретения Регулятор мощности дуговой электропечи, содержащий датчики тока и напряжения дуги, соединенные со входами двухканального реверсивного преобразователя напряжение-частота, шаговый двигатель с блоком управления со входами прямого и обратного направления движения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, он снабжен тактовым генератором с пряг мым и инверсным выходами и двумя RS-триггерами, выход одного из которых подключен ко входу прямого направления движения блока управления шаговым двигателем, выход второго ко входу обратного направления этого блока, R-входы триггеров соединены с выходами указанного преобразовате- . ля, S-вход одного триггера связан с прямым выходом тактового генератора, а S-вход другого триггера - с инверсным выходом этого генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Исмаилов М. Ю. Автоматические системы и приборы с шаговым двигателями. М., Энергия, 19б8, с.99105. 2.Фарнасов Г. А. Автоматизация процессов электроплавки стали. М., Металлургия, 1972, с. 97-100. 3.Авторское свидетельство СССР № 512603, кл. Н 05 В 7/18, 197.

Ct

2uF

C

oe

««s

Cj5

/

b

CM «Ч

§

Ci.

r

, e

r

rr

illllllllJLU