Пристрій для регулювання потужності в електродугових печах

Пристрій для регулювання потужності в електродугових печах, що містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги, давач струму дуги, виходи яких сполучені зі входами блока порівняння, вихід якого під'єднаний до входу підсилювача, а вихід останнього сполучений зі входом механізму переміщення електрода, блок регулювання струму дуги, до входів якого під'єднані виходи давача і задавача струму дуги, вхід задавача струму дуги сполучений з входом давача напруги, який відрізняється тим, що додатково містить регулювальний трансформатор з підмагнічуванням, блок регулювання струму обмотки підмагнічування регулювального трансформатора, вхід якого сполучений з виходом блока регулювання струму дуги, а його вихід під'єднаний до обмотки підмагнічування регулювального трансформатора Винахід відноситься до електротермії, зокрема до систем автоматичного регулювання потужності дугових електропечей Із відомих пристроїв найближчим до пропонованого є пристрій для регулювання потужності в електродугових печах, що містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги, давач струму дуги, виходи яких сполучені зі входами блока порівняння, вихід якого під'єднаний до входу підсилювача, а вихід останнього сполучений зі входом механізму переміщення електрода, блок регулювання струму дуги, до входів якого під'єднані виходи давача і задавача струму дуги, вхід задавача струму дуги сполучений з виходом давача напруги (АС № 1042211, СССР Регулятор мощности дуговой многофазной электропечи / О Ю Лозинский, Я С Паранчук - Опубл в Б И , 1983, №34) дути та обмеження струмів експлуатаційних коротких замикань індуктивність кола живлення є достатньою В основу винаходу поставлено завдання створення такого пристрою для регулювання потужності в електродугових печах, в якому за рахунок введення нових елементів, та зв'язків між ними дозволило б збільшити швидкодію регулювання та точність стабілізації потужностей дуг на заданому рівні, і, як наслідок, дало б можливість покращити значення техніко-економічних показників роботи самої електропечі та показники якості виплавленого металу Поставлене завдання досягається тим, що пристрій для регулювання потужності в електродугових печах, що містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги, давач струму дуги, виходи яких сполучені зі входами блока порівняння, вихід якого під'єднаний до входу підсилювача, а вихід останнього сполучений зі входом механізму переміщення електрода, блок регулювання струму дуги, до входів якого під'єднані виходи давача і задавача струму дуги, вхід задавача струму дуги сполучений з виходом давача напруги, згідно винаходу, містить регулювальний трансформатор з підмагнічуванням, блок регулювання струму обмотку підмагнічування регулювального трансформатора, вхід якого сполучений з виходом блока регу Однак, даний пристрій для регулювання потужності в електродугових печах нездатний забезпечити деякі режими роботи печі самою зміною еквівалентного індуктивного опору так, щоб у свою чергу зменшити дисперсію потужності і стабілізувати потужність на заданому рівні Це призводить до погіршення техніко-економічних показників плавки сталі, показників якості виплавленого металу При цьому в потужних печах понад 40т дроселі не використовуються, оскільки для стійкого горіння со о ю 50322 лювання струму дуги, а його вихід під єднаний до обмотку підмагнічування регулювального трансформатора В даному пристрої здійснюється швидке і плавне регулювання вихідної напруги регулювального трансформатора за рахунок підмагнічування магнітопровода, а отже здійснюється ВІДПОВІДНИЙ вплив на значення струму дуги у кожній фазі електропечі, то практично миттєво (у порівнянні із зміною довжини дуги за рахунок збурень в пічному просторі) відпрацьовується різниця між поточним і заданим значенням струму дуги Завдяки зазначеній вище властивості швидкодіючого електромагнітного контура регулювання струму дуг і відповідному виборі закону керування цим контуром, з умови Рд = Рдз = const, при сумісній роботі його з електромеханічною системою регулювання переміщенням електродів, у такій системі регулювання потужності дуг, яка реалізована у даному пристрої, досягається значне підвищення стабільності, точності і діапазону регулювання потужностей дуг, тобто реалізувати рівномірний в часі і симетричний за фазами процес виділенню потужності у дуговому просторі печі Завдяки стабілізації потужності на заданому рівні вдається зменшити и дисперсію практично до нуля Наслідком цього є можливість вести плавку з точним дотриманням директивного графіка, покращите значення техніко-економічних показників печі та показників якості виплавленого металу На фігурі представлено схематично пристрій для регулювання потужності в електродугових печах Пристрій для регулювання потужності в електродугових печах містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги 1, давач струму дуги 2, блок порівняння 3, підсилювач 4, механізм переміщення електрода 5, задавач струму дуги 6, блок регулювання струму дуги 7, блок регулювання струму обмотку підмагнічування регулювального трансформатора 8, обмотку підмагнічування 9, регулювальний трансформатор з підмагнічуванням 10, причому вихід давача, напруги 1 та вихід давача струму дуги 2 сполучені зі входами блока порівняння 3, вихід якого через підсилювач 4 під'єднаний до входу механізму переміщень електроду 5, перший вхід блока регулювання струму дуги 7 під'єднаний до виході задавача струму дуги 6, вхід якого сполучений з виходом давача напруги дуги 1, а другий його вхід під'єднаний до виходу давача струму дуги 2, а вихід блока регулювання струму дуги 7 сполучений зі входом блока регулювання струму обмотки підмагнічування регулювального трансформатора 8, вихід якого сполучений з входом обмотки підмагнічування 9, а вхід обмотки підмагнічування 8 є входом регулювального трансформатора з підмагнічуванням 10 У пристрої для регулювання потужності в електродугових печах відпрацювання збурень, що призводять до відхилення потужності дуги від заданого значення, виконується двома незалежними контурами регулювання Перший контур регулювання включає давач струму дуги 1, давач напруги дуги 2, блок порівняння 3 підсилювач 4 та механізм переміщення електрода 5 Цей контур регулювання здійснює відпрацювання збурень, що викликають зміщення робочої точки печі в сторону короткого замикання або обриву дуги, шляхом переміщення електрода в сторону усунення збурення Стала часу такого контура є 0,1 - 0,25с Сигнал керування цього контура Д обчислюється згідно з виразом Д = a U fl -b Ід, де ІІд, Ід - поточні середньовипрямлені значення напруги та струму дуги ВІДПОВІДНО, a, b - сталі коефіцієнти, що визначають уставку потужності регулятора Швидкодіючий електромагнітний контур регулювання потужності дуги, який містить давач напруги дуги 1, давач струму дуги 2, задавач струму дуги 6, блок регулювання струму дуги 7, блок регулювання струму обмотки підмагнічування регулювального трансформатора 8, обмотку підмагнічування 9, регулювальний трансформатор з підмагнічуванням 10 дозволяє звести до мінімуму чинники, що впливають на швидкодію та точність процесу стабілізації потужності дуги на рівні, який задається технологічними чи іншими вимогами Даний контур є електромагнітним зі сталою часу регулювання 0,01 - 0,015с і тому дає змогу отримати бажану динамічну і статичну точність регулювання потужності дуг в умовах неперервної дії випадкових збурень Керуючим впливом цього контура служить плавна і неперервна зміна величину вихідної напруги регулювального трансформатора з підмагнічування 10, що приводить до відповідної зміни струмів дуг Сигнал керування, у функції якого виконується регулювання вихідної напруги регулювального трансформатора з підмагнічування 10, формується блоком регулювання струму дуги 7, який може бути виконаний на базі пропорційноінтегрального регулятора, і з його виходу сигнал поступає на вхід блоку регулювання струму обмотки підмагнічування регулювального трансформатора 8, який може бути виконаний на базі тиристорного перетворювача Блок регулювання струму обмотки підмагнічування регулювального трансформатора 8 встановлює струм обмотки підмагнічування 9, згідно з даним сигналом керування Блок регулювання струму дуги 7 здійснює порівнянну поточного значення струму дуги, який поступає з виходу давача струму 2 і заданого значення струму дуги Ідз, який формується задавачем струму дуги 6 Сигнал завдання струму дуги Ідз визначається задавачем струму дуги 6 у функції значенню напруги на дузі Задавач струму дуги 6 призначений для оперативного визначення сигнала завдання Ідз, у функції значення напруги на дузі І) д , який знімається з виходу давача напруги дуги 1 Функціональна залежність Ідз = f(Ufl') реалізується в задавачі струму дуги 6, (ІІд' - сигнал на виході давача напруги 1) і визначається, виходячи з необхідної форми зовнішньої характеристики дугової сталеплавильної печі Ід = ф(ІІд) і у відповідному масштабі повторяє и Вигляд зовнішньої характеристики Ід = ф(ІІд) визначається виходячи з потрібних значень техніко-економічних показників роботи електропечі Для того, щоб забезпечити абсолютну стабілізацію 50322 потужності дуги на заданому рівні Рдз, навіть, якщо має місце коливання довжини дуги Ід відносно заданого значення Ідз внаслідок дії збурення, необхідно реалізувати наступний закон регулювання потужності Рдз = ІІдІд = COnst Для заданого значення Рдз, яке диктується вимогами технологічного процесу, можна записати закон керування струму дуги Ід швидкодіючим електромагнітним контуром у вигляді ІД = Рдз / ІІд При реалізації такого закону регулювання і використанні швидкодіючого електромагнітного контура, практично в кожен момент часу (тривалість регулювання Ід становить 0,02с) певному значенню ІІд = т(Ід3 + Дід) (період зміни ІІд > (0,1 - 0,3)), яке залежить від довжини дуги, встановлюється практично миттєво такий струм, щоб виконувалася умова Рд = Рдз = const Обидва контури регулювання функціонують одночасно і незалежно При виникненні збурень за довжиною дуги, змінюється напруга на дузі, що призводить до порушення закону Рд = Рдз = const, першим, завдяки своїй високій швидкодії, шляхом ВІДПОВІДНОГО регулювання вихідної напруги регулювального трансформатора з підмагнічуванням 10, вступає в дію швидкодіючий електромагнітний контур регулювання потужності дуги і встановлює таке значення струму дуги, щоб виконувалася умова Рд = Рдз = const, і підтримує значенню потужності дуги на цьому рівні упродовж процесу відпрацювання збурення за довжиною дуги електромеханічним контуром Якщо необхідно перейти на інше значення потужності дуги Рд = Рдз, то це легко реалізувати шляхом формуванні відповідної характеристики згідно з законом Ід = Рдз / ІІ Д і і яка формується тим же задавачем струму дуги Отже, при відпрацюванні збурень довжини дуги Ід, завдяки високій швидкодії електромагнітного контура, процес регулювання потужності дуги у зазначених вище режимах можна вважати близьким до інваріантного, тобто значення динамічної і статичної похибки в системі є близькими до нуля 1 j 3 — і 4 -Ї Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71