Спосіб електроживлення постійним струмом плавильної печі

1. Спосіб електроживлення постійним струмом плавильної печі із двома електродами, у якому від трифазної живильної мережі подають напругу на дві групи однофазних випрямлячів, який відрізняється тим, що на першу групу випрямлячів подають лінійні напруги, а на другу групу подають фазні напруги, причому обидві групи випрямлячів утворюють трифазні системи, і виконані з обмеженням вихідного струму, потім 3 потужності, коефіцієнт перекручування форми напруги мережі) установки. Поставлене завдання вирішується тим, що в запропонованому способі електроживлення постійним струмом плавильної печі із двома електродами, у якому від трифазної живильної мережі подають напругу на дві групи однофазних випрямлячів, на першу групу випрямлячів подають лінійні напруги, а на другу групу подають фазні напруги при цьому, обидві групи випрямлячів утворять трифазні системи, і виконані з обмеженням вихідного струму, потім комутують і регулюють випрямлену напругу за допомогою однофазних регуляторів змінної напруги, включених у первинні ланцюга кожного випрямляча, і подають випрямлену напругу з кожного випрямляча через окремі струмопровідні пристрої на електроди плавильної печі, для створення на навантаженні напруги, що має пульсації, які відповідають 12-фазній схемі випрямлення. Крім того, при регулюванні випрямленої напруги змінюють шпаруватість включення одного або двох однофазних випрямлячів у повнофазному режимі з наступним включенням інших випрямлячів при збільшенні кількості розплаву в плавильній печі для підтримки постійного коефіцієнта потужності пристрою. Пропонований спосіб реалізується в пристрої для електроживлення постійним струмом плавильної печі із двома електродами (15, 16), що містить принаймні два однофазних випрямлячі з некерованим вентильним мостом (9) і блок керування (10), пов’язаний із загальним ланцюгом (12), з датчиком струму (11) і електронним ключем (13) на вході. При цьому, однофазні випрямлячі об’єднані у дві групи, кожна з яких містить три однофазних випрямлячі (1, 2, 3 і 4, 5, 6) з обмеженням вихідного струму, при цьому до складу кожного випрямляча уведений однофазний трансформатор (7) з регулятором (8) змінної напруги в первинному ланцюзі, а вторинний ланцюг з’єднаний з некерованим вентильним мостом (9), причому первинні ланцюги випрямлячів (1, 2, 3) першої групи підключені до відповідних лінійних напруг живильної трифазної мережі, а первинні ланцюги випрямлячів (4, 5, 6) другі групи підключені до відповідних фазних напруг живильної трифазної мережі, виходи всіх випрямлячів підключені через окремі струмопровідні пристрої (14) паралельно до електродів (15, 16) плавильної печі, створюючи дванадцятифазну систему випрямленої напруги, а вхід кожного блоку (10) керування функціонально зв’язаний через електронний ключ із загальним блоком задаваного впливу (17). Відповідно до корисної моделі, напруга від трифазної мережі подається на шість однофазних випрямлячів з обмеженням вихідного струму, які входять у дві групи. Перша група випрямлячів живиться від лінійних, а друга від фазних напруг живильної трифазної мережі. Кожний випрямляч містить однофазний трансформатор з регулятором змінної напруги в первинному ланцюзі й некерованому вентильному мосту у вторинному ланцюзі, а також блок 27875 4 керування, пов’язаний із загальним ланцюгом датчиком струму й електронним ключем на вході. Вихідна напруга від всіх випрямлячів подається через окремі струмопровідні пристрої до електродів плавильної печі, створюючи дванадцятифазну систему випрямленої напруги. Вхід кожного блоку керування функціонально зв’язаний через електронний ключ із загальним блоком задаваного впливу. При регулюванні потужності нагрівання коефіцієнт потужності пристрою підтримується постійним за допомогою зміни шпаруватості включення одного або двох однофазних випрямлячів у повнофазному режимі з наступним включенням інших при збільшенні кількості розплаву в плавильній печі. З метою автоматичного розподілу потужності між групами або окремими випрямлячами, у кожний випрямляч входять граничний елемент і функціонально пов’язаний з ним другий електронний ключ, причому вхід граничного елемента підключений до загального ланцюга датчика струму й блоку керування. Другий електронний ключ виходом підключений паралельно до першого електронного ключа наступного випрямляча. Як регулятор змінної напруги в кожному випрямлячі можуть бути використані два паралельно включені тиристори (однофазний тиристорний регулятор), що дозволяє комутувати однофазну мережу змінного струму й регулювати напругу на навантаженні фазовим методом. Другий електронний ключ повинен бути не повністю керованим, тобто таким, що включається при наявності відкриваючого сигналу й залишатися включеним при його знятті. Як електронний ключ може бути застосований, наприклад, оптотиристор. Пропонована корисна модель забезпечує необхідну надійність роботи при одночасному зниженні вартісних показників. Використовувані в ньому елементи (тиристори, діоди) мають більше низьку вартість, ніж елементи (транзистори, накопичувальні ємності) у прототипі. Застосування окремих струмопровідних пристроїв замість один загального приводить до поліпшення комутацію вентилів, що підвищує їхню надійність, і до зменшення впливу випрямлячів один на одного через наявність власної індуктивності струмопровідних пристроїв, величина якої залежить від їхнього розташування й довжини. На Фіг.1 показана структурна електрична схема нового пристрою електроживлення плавильної печі, яку можна розділити на три основних блоки: А1 - дві групи, що складаються із трьох однофазних випрямлячів (1, 2, 3 і 4, 5, 6) з обмеженням вихідного струму. До складу кожного випрямляча входять однофазний трансформатор 7 з регулятором спадання напруги 8 у первинному ланцюзі й некерованому вентильному мосту 9 у вторинному ланцюзі, а також блок керування 10 з датчиком струму 11 і електронним ключем 13. Датчик струму 11 виконує функцію 5 вимірювального елемента й утворить із блоком керування 10 загальний ланцюг 12 (ланцюг зворотного зв’язка), що призначений для обмеження й стабілізації вихідного струму кожного випрямляча. А2 - плавильна ел.піч з електродами 15 і 16, які з’єднані окремими струмопроводами 14 із відповідними виходами випрямлячів 1-6. A3 - загальний блок задаваного впливу 17, що функціонально пов’язаний із блоками керування 10 кожного випрямляча, через електронний ключ 13 і служить для завдання необхідного значення вихідного параметра (напруга, струм) джерела живлення. На Фіг.2 показана структурна електрична схема керування новим джерелом живлення. У цьому випадку в схему керування уведено додатковий блок А4, що призначений для автоматичного включення випрямлячів і розподіл потужності (навантаження) між ними. Блок А4 містить граничний елемент 19 і функціонально пов’язаний з ним другий електронний ключ 20. Вхід граничного елемента 19 підключений до загального ланцюга 12, а вихід другого електронного ключа 20 підключений паралельно першому електронному ключу 13 наступного випрямляча, тобто електронний ключ 20 першого випрямляча 1 підключений паралельно ключу 13 другого випрямляча 2, ключ 20 другого випрямляча першому ключу 13 третього випрямляча 3 і т.д. Другий електронний ключ 20 останнього випрямляча підключений паралельно електронному ключу 13 першого випрямляча (на Фіг.2 показана структурна схема керування тільки однієї групи випрямлячів 1-3). Пристрій для електроживлення плавильної печі (Фіг.1) працює в такий спосіб. При подачі мережної трифазної напруги на вхідні клеми джерела живлення, лінійна напруга фаз АВ, ВР і СА подається відповідно на входи випрямлячів 1, 2, 3 першої групи, фазна напруга трифазної мережі AN, BN, і CN подається відповідно на входи випрямлячів 4, 5, 6 другої групи. При подачі живлячої напруги на схему керування й при включенні всіх електронних ключів 13, випираючі сигнали, що відповідають повнофазному режиму включення, подаються на регулятори 8 кожного випрямляча, останні відкриваються й на виході джерела живлення і на електродах 15, 16 печі з’являється випрямлена напруга, що має дванадцятифазні пульсації (тому що обидві випрямні групи живляться від двох трифазних систем, напруги яких зміщені одна відносно одної на електричний кут, рівний 30°). Через електроди 15, 16 протікає постійний струм і забезпечується тепловиділення в печі. У початковий період плавки процес ведеться при невеликій електричній потужності, що вводиться, яка регулюється за рахунок включення одного, двох або однієї групи випрямлячів. При цьому вихідна напруга відповідно буде U0=0,942, U0=1,27U2 і U0=1,35U2 (де U2 - діюче значення напруги вторинної обмотки однофазного трансформатора) із числом вихідних фаз (число пульсацій за період m2) m2=2, m2=4, m2=6 27875 6 відповідно. Плавне регулювання напруги при необхідності здійснюється фазовим методом за допомогою тиристорних регуляторів 8 залежно від керуючого сигналу, що надходить від загального блоку 17 впливу, що задає. Наявність датчика струму 11 і ланцюга 12 зворотного зв’язка переводить кожний випрямляч у режим обмеження (стабілізації) струму. Стабілізація наступає при досягнень струмом номінальної величини. Джерело живлення в автоматичному режимі (Фіг.2) працює в такий спосіб. Вихідний стан для початку роботи приймають таким, коли включений один (кожної із груп) випрямляч при початковій фазі плавки, допустимо, 1. При збільшенні електропровідності розплаву росте струм у ньому, при досягненні струмом номінальної величини випрямляча 1, останній переходить у режим стабілізації струму, одночасно відбувається спрацьовування граничного елемента 19 (напруга спрацьовування граничних елементів вибирають такими, що вони спрацьовують, коли вихідний сигнал датчика 11, пропорційний току працюючого випрямляча, досягає величини його номінального струму), після чого спрацьовує другий електронний ключ 20 і підключається в роботу другий випрямляч 2. При цьому струм навантаження розподіляється між випрямлячами 1 і 2 і величина струму в першому випрямлячі стає меншою номінального значення. Підключення інших випрямлячів здійснюється автоматично в міру росту електропровідності розплаву, як вказувалося вище, і струм навантаження (уведена потужність у печі) розподілиться рівномірно між всіма працюючими випрямлячами. При зниженні струму в кожному випрямлячі, електронні ключі 20 залишаються включеними й вимикання випрямлячів не відбувається до закінчення плавки. Таким чином, при регулюванні параметрів плавки коефіцієнт потужності залишається практично постійним, тому що тепловиділення в печі регулюється зміною шпаруватості включення одного або декількох однофазних випрямлячів у повнофазному режимі з наступним включенням інших випрямлячів при збільшенні кількості розплаву в печі. Економічний ефект корисної моделі досягається забезпеченням необхідної надійності роботи устаткування без погіршення його енергетичних показників, зниженням вартості й капітальних витрат на запасних частинах і технічному обслуговуванні, що зменшує строк окупності всього агрегату, особливо при потужностях плавильної печі 0,6-1,5Мвт. 7 27875 8