Спосіб автоматичного регулювання електричного режиму печі електрошлакового переплавлення

Спосіб автоматичного регулювання електричного режиму печі елеісгрошлакового переплавлення, при якому вимірюють струм і напругу в силовому ланцюзі печі, перетворюють їх у сигнали, пропорційні обмірюваним параметрам, і подають на модель силового контуру, після чого вимірюють на моделі сигнал, що характеризує потужність, порівнюють його з заданим і при наявності неузгодженості змінюють міжелектродний проміжок до усунення неузгодженості, який відрізняється тим, що вхідний сигнал, пропорційний струму, перетворюють у частотно-модульований, змінюють індуктивність моделі другим сигналом, пропорційним напрузі, а із сигналу, що характеризує потужність вхідних сигналів і знімається з виходу моделі, виділяють складову, що характеризує відхилення потужності від її оптимального значення, детектують цю складову, використовуючи як опорний сигнал, пропорційний струму чи напрузі силового ланцюга, та по виділеному відхиленню змінюють міжелектродний проміжок до усунення неузгодженості Винахід відноситься галузі техніки, а саме до машинобудування та металургії й може бути використаний при переплавкі й електрошлаковому нагріванні деталей ВІДОМІ способи електрошлакового переплавлення (ЕШП), у яких оптимальний електричний режим у печі, тобто режим, при якому в піч надходить максимально припустима потужність, забезпечується підтримкою заданого максимального значення напруги (струму) у період переплавлення, а також завданням і підтримкою активного опору шлакової ванни При стабільних технологічних параметрах ЕШП основними параметрами процесу, відповідальними за якість злитка, є швидкість плавки та положення електрода у ванні (заглиблення та міжелектродний проміжок) Ступінь стабільності цих параметрів на заданому технологічному інтервалі і є критерієм оцінки якості роботи системи автоматичного регулювання Основними недоліками існуючих систем автоматичного регулювання, утому числі і систем із двома регулюючими каналами, є труднощі виміру параметрів регулювання, невикористання для керування процесом безпосередніх параметрів, наприклад, відхилень потужності від оптимального режиму ЕШП Це обумовлює зниження продуктивності печі та якості одержуваного металу Найбільш близьким по технічній сутності до пропонованого є спосіб автоматичного регулювання електричного режиму ЕШП на основі двоканального регулятора типу АРШМ-Т [1 с 334-338] Найчастіше при його використанні вимірюють напругу та струм у силовому ланцюзі ЕШП, перетворюють їх у сигнали пропорційні обмірюваним параметрам і подають їх в блок датчиків активного опору (модель) Іноді для одержання більш високої точності при визначенні опору розраховують потужності, знаходять неузгодженість і змінюють між електродний проміжок до усунення неузгодженості Т [1 с 328-329] В основу винаходу поставлена задача збільшення продуктивності печі шляхом підвищення коефіцієнта використання потужності джерела живлення Для вирішення цієї задачі в способі автоматичного регулювання електричного режиму печі електрошлакового переплавлення, при якому вимірюють напругу та струм у силовому ланцюзі ЕШП, перетворюють їх у сигнали, пропорційні обмірюваним параметрам, і подають на модель силового контуру, після чого вимірюють на моделі сигнал, що характеризує потужність, порівнюють його з О о со сч (О 62300 вихід якого гальванічне звязании з коливальним заданим і при наявності неузгодженості змінюють контуром через потенціометр 12 Другий вхідний міжелектродний проміжок до усунення неузгоджеланцюг складається з зустрічне включених вхідних ності, вхідний сигнал, пропорційний току, перетвообмоток 13 індуктивності, намотаних на магніторюють у частотно-модульований, змінюють індукпроводи 14 і 15 Коливальний контур 16 представтивність моделі другим сигналом, пропорційним ляє фільтр, що стежить, з індуктивності якого знінапрузі, а із сигналу, що характеризує потужність мається сигнал на підсилювач 17 Для збільшення вхідних сигналів і знімається з виходу моделі, видобротності коливального контуру застосований діляють складову, що характеризує відхилення позитивний зворотний зв'язок Його величина мопотужності від її оптимального значення, детектуже регулюватися за допомогою резистора 18 Пеють цю складову, використовуючи в якості опорнорший ланцюг 19 керування служить для вибору го сигнал, пропорційний току чи напрузі силового несучої частоти керованого генератора, а другий ланцюга, та по виділеному відхиленню змінюють ланцюг 20 керування - для настроювання коливаміжелектродний проміжок до усунення неузгоджельного контуру в резонанс із цією частотою Вихід ності підсилювача 17 є виходом моделі Така технічна реалізація запропонованого способу дозволяє стабілізувати електричний реПропоноване технічне рішення можна охаракжим печі не тільки з урахуванням змін активного теризувати наступною ПОСЛІДОВНІСТЮ дій Допусопору міжелектродного проміжку, але і з урахувантимо, електричний режим у печі оптимальний і ням зміни індуктивності струмопідводу, що сприянавантаження близьке до максимально припуститливо позначається на якості злитка Ведення мого Тоді керований коливальний контур 16 знаплавки по безпосередньому параметрі процесу ходиться в резонансному режимі, якщо фазозрувідхиленню потужності від и оптимального значеншуючии ланцюг нормалізатора 6 настроєний таким ня дозволяє збільшити продуктивність печі чином, що сигнал, що надходить на вхід моделі для напруги, однаковий по амплітуді та фазі із сигНа фіг 1 представлена структурна схема, що налом, що надходить на вхід моделі для струму реалізує пропонований спосіб автоматичного реПри цьому сигнал, що знімається з виходу моделі гулювання електричного режиму печі ЕШП, на фіг містить, тільки несучу частоту і не містить низько2 - схема моделі, використовуваної для визначенчастотних складових вхідних сигналів Його ампліня зсувів потужності, що виникають походу процетуда максимальна Тому на виході детектора 7 су переплавлення після фільтрації сигнал, що характеризує відхиДо джерела 1 живлення (фіг 1) підключене налення від оптимального режиму, є відсутнім і швивантаження 2 у виді силового активно-індуктивного дкість переміщення електрода, що сплавляється, ланцюга Датчики напруги 3 і струму 4 силового не міняється При збереженні оптимального режиланцюга підключені до входів моделі 5 силового му так відбувається доти, поки амплітуда несучої контуру Оскільки напруга в силовому ланцюзі вичастоти на виході моделі не виходить за межі переджає струм, то воно подається на модель 5 встановленого діапазону У противному випадку через фазозрушуючии ланцюжок (нормалізатор) 6 блок 10 змінює напругу джерела 1 таким чином, Останній застосовується для завдання фазового щоб амплітуда несучої частоти на виході моделі зрушення й амплітудного значення сигналу по назнову ввійшла у встановлений діапазон прузі такої величини, щоб при оптимальному режимі роботи ЕШП на входи моделі подавалися однакові ВХІДНІ сигнали Вихід моделі через фазочутливий випрямлювач 7 з фільтром, підсилювач 8 і привод 9 зв'язаний з оплавлюваним електродом При такій реалізації відбувається регулювання міжелектродного проміжку зміною швидкості подачі електрода в залежності від відхилення потужності від оптимального її значення Усе це відбувається в рамках обраного режиму, що задається за допомогою блоку 10 завдання напруги У моделі (фіг 2) умовно можна виділити два ВХІДНІ ланцюги, коливальний контур і ланцюги керування Перший вхідний ланцюг представляє керований генератор 11 синусоїдальних коливань, Якщо в процесі роботи дестабілізуючі фактори приведуть до зміни активного чи індуктивного опору ланцюга струмопідводу, то це приведе до відхилення від оптимального електричного режиму та появи сигналу неузгодженості на виході детектора - фільтра 7 У результаті зміниться швидкість привода на таку величину, щоб знову звести до нуля виниклу неузгодженість Література 1 Автоматическое управление электротермическими установками Учебник для вузов/ А М Кручинин, К М Махмудов, Ю М Миронов и др , Под ред А Д Свечанского - М Энергоатомиздат, 1990 -416 с 62300 ІІг 7£, 111 Комп'ютерна верстка С Волобуев Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна