Спосіб і пристрій для електроживлення електродугового плавильного агрегату

1 Спосіб елеісгроживлення елеісгродугового плавильного агрегату для плавки і нагрівання металу, зокрема сталі, що експлуатується щонайменше з двома електродами, який відрізняється тим, що а) електричний струм, який відбирають джерелом трифазного струму з мережі, розподіляють щонайменше по двох паралельних модулях електроживлення, б) подають струм у кожному модулі електроживлення через некерований міст трифазного струму у вигляді постійного струму, в) накопичують струм в окремих проміжних схемах постійного струму, г) регулюють окремо випрямлені часткові струми за допомогою транзисторних блоків і д) подають разом через перший струмопідвідний пристрій на електрод плавильного агрегату і, в залежності від обраного виду струму, відводять через другий або третій струмопідвідний пристрій від другого і/або третього електрода або групи електродів 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що первинний коефіцієнт потужності пристрою електроживлення постійно підтримують високим за допомогою увімкненого на вході моста трифазного струму 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що кожну проміжну схему постійного струму ВІДПОВІДНО до и ємності постачають такою КІЛЬКІСТЮ електрики, що будь-які зміни навантаження електричної дуги не чинять негативного зворотного впливу на мережу 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що фазовий зсув живильного джерела трифазного струму розподіляють у п кратно зсунутих за фазою обмотках таким чином, що його характеристика відповідає пхб імпульсному типу схеми 5 Спосіб щонайменше за одним з пп 1-4, який відрізняється тим, що випрямлені часткові струми регулюють транзисторними блоками таким чином, що струм, який надходить у перший струмопідвідний пристрій, є постійним струмом, що підводиться щонайменше до одного електрода, утворюючого катод 6 Спосіб за одним з пп 1-4, який відрізняється тим, що випрямлені часткові струми регулюють транзисторними блоками таким чином, що струм, який надходить у струмопідвідний пристрій, є однофазним змінним струмом 7 Спосіб за одним з пп 1-4, який відрізняється тим, що три випрямлених часткових струми, зсунуті електрично за фазою транзисторними блоками на 120°, утворюють трифазний струм, який підводять і відводять у вигляді трифазного змінного струму по трьох струмопідвідних пристроях за допомогою щонайменше трьох електродів, що знаходяться в плавильній ємності 8 Пристрій для електроживлення електродугового плавильного агрегату для плавки і нагрівання металу, зокрема сталі, що містить джерело трифазного струму, яке через пристрої для створення постійного або змінного струму видає струм щонайменше на один електрод, що виступає в ємність плавильного агрегату, який відрізняється тим, що за джерелом (91) трифазного струму розташовані щонайменше два увімкнених паралельно модулі (41,4п) електроживлення, кожний з яких містить з'єднані послідовно некерований міст (51,5п) трифазного струму, проміжну схему (61,6п) постійного струму і транзисторний блок (71,7п), причому після модулів (41,4п) електроживлення за напрямком струму розташований спільний струмопідвідний пристрій (31) щонайменше до одного електрода (21) плавильного агрегату (11) і щонайменше від одного іншого електрода (22 або 24) 9 Пристрій для електроживлення за п 8, який відрізняється тим, що міст (51,5п) трифазного струму є некерованим, а сполучена з ним послідовно проміжна схема (61,6п) постійного струму виконана з можливістю живлення О 00 ю 59489 10 Пристрій для електроживлення за п 9, який відрізняється тим, що транзисторні блоки (71,7п) містять конструктивні елементи (82), за допомогою яких величина струму може регулюватися ВІДПОВІДНО до потужності, необхідної під час процесу плавлення, при постійному коефіцієнті потужності 11 Пристрій для електроживлення за п 10, який відрізняється тим, що транзисторні блоки (71,7п) сполучені з регулювальним пристроєм (81), за допомогою якого може утворюватися постійний струм, який через перший струмопідвідний пристрій (31) може подаватися щонайменше на один електрод (21) в ємності (12) плавильного агрегату (11), і щонайменше через один другий електрод (22), зокрема подовий електрод або групу подових електродів (24), може відводитися від ємності (12) 12 Пристрій для електроживлення за п 10, який відрізняється тим, що транзисторні блоки (71,7п) сполучені з регулювальним пристроєм (81), за допомогою якого може утворюватися однофазний змінний струм, який через струмопідвідні пристрої (31, 32) щонайменше по двох електродах (21,22) може підводитися до ємності (12) плавильного агрегату (11) і відводитися від неї 13 Пристрій для електроживлення за п 10, який відрізняється тим, що транзисторні блоки (71,7п) сполучені з регулювальним пристроєм (81), за допомогою якого можуть утворюватися ЗМІННІ струми, сума яких, утворююча трифазні ЗМІННІ струми, може подаватися, ВІДПОВІДНО, через три струмопідвідні пристрої (32, 33, 35) щонайменше на три електроди (21, 22, 23 і/або 24), що знаходяться в ємності (12), і відводитися від них 14 Пристрій для електроживлення за п 13, який відрізняється тим, що за допомогою з'єднаних із транзисторними блоками (71,7п) регулювальних пристроїв (81) утворюються ЗМІННІ струми, які електрично зсунуті на 120° Винахід стосується способу і ВІДПОВІДНОГО пристрою для електроживлення електродугового плавильного агрегату для плавки і нагрівання металу, зокрема сталі, що експлуатується щонайменше з двома електродами Метали, зокрема сталь, звичайно плавлять і нагрівають у плавильних агрегатах за допомогою електричної дуги Ці електричні плавильні агрегати, зокрема електродугові печі, працюють з постійним, змінним або трифазним струмом Звичайно для цього використовується щонайменше один електрод, який проходить через кришку печі і виступає в ємність печі, а ІНШІ електроди розташовані ВІДПОВІДНО до першого або встановлені у дні плавильної ємності З DE-OS 2510326 відома електродугова піч для плавки та рафінування металу, зокрема сталевого брухту, яка може працювати від одного джерела постійної напруги і має щонайменше один електрод однієї полярності, встановлений в обробній ємності для контакту із завантаженим металом, і декілька електродів протилежної полярності, що виступають в ємність вище завантаженого металу Необхідна електрична потужність підводиться у цій ВІДОМІЙ печі через трансформатор, підключений за схемою зірка-трикутник, вторинні обмотки якого розділені на ВІДПОВІДНІ фази і з'єднані з фазовим входом двонапівперюдного випрямляча на електричну дугу в електродуговій печі постійного струму, і заради розв'язання цієї проблеми доводиться миритися з іншими недоліками, обумовленими системою, наприклад, такими, як небажано великі зворотні впливи на мережу, низький електричний коефіцієнт корисної дії та обмежена галузь застосування установки З DE 19536545 відомий пристрій для електроживлення постійним струмом плавильного агрегату, спрямований на розв'язання ряду проблем зменшення зворотних впливів тиристорних регуляторів на мережу 3 цього джерела відомо, що можна впливати на зворотні впливи на мережу шляхом керування кутами запалювання, при цьому виникаючі зворотні впливи на мережу повинні послаблятися лише в обмеженій мірі Недоліком цього вирішення є обмежена можливість зміни потужності плавки при виході з ладу конструктивних елементів Далі, при обраному виді несиметрично керованого кута запалювання в тиристорних регуляторах виникають струми проміжних вищих гармонік, які створюють небажане навантаження на мережу У цій ВІДОМІЙ схемі живлення електричної дуги не передбачені ані пристрої для запобігання зворотним впливам на мережу, ані можливість довільного регулювання електричної потужності для плавлення завантаженого металу З DE 4118756 С2 відома електродугова піч постійного струму, що містить виступаючий в ємність печі електрод, утворюючий катод, і щонайменше два подових електроди Електроди сполучені через струмопідвідні пристрої з керованими випрямлячами, за які використовуються щонайменше два 6-полюсних тиристорних блока Цей документ присвячений проблемі впливу З ЕР 0429774 А1 відомий пристрій, що вирішує проблему зменшення зворотних впливів печей трифазного струму на мережу Для цього запропонований керований дросель, включений у вхідний ланцюг живильного трансформатора трифазного струму За допомогою зазначеного пристрою зворотні впливи на мережу можуть бути зменшені також тільки у певних межах, тому що величина потужності увімкненого на вході дроселя чинить вплив на робочу характеристику електричної дуги Тому для зменшення зворотних впливів на мережу до належної величини звичайно потрібні додаткові пристрої Метою винаходу є створити спосіб і ВІДПОВІДНИЙ пристрій для живлення електричної дуги для плавлення металу, зокрема сталі, які дозволяють за допомогою простих і конструктивних засобів зменшити зворотні впливи на мережу до мінімуму, 59489 підвищити елеісгричний коефіцієнт корисної дії та одночасно збільшити термін служби обладнання плавильного агрегату Ця мета досягається щодо способу завдяки ВІДМІТНИМ ознакам пункту 1, а щодо пристрою завдяки ВІДМІТНИМ ознакам пункту 8 формули винаходу ВІДПОВІДНО ДО винаходу електричний струм, що відбирається з мережі джерелом трифазного струму, розподіляється щонайменше по двох паралельних модулях електроживлення Модулі електроживлення мають кожний з'єднані послідовно за напрямком струму некерований міст трифазного струму, проміжну схему постійного струму і транзисторний блок У кожній окремій ГІЛЦІ струм подається від моста трифазного струму у вигляді постійного струму і накопичується в кожній із проміжних схем постійного струму Потім випрямлені часткові струми регулюються окремо за допомогою транзисторних блоків і через струМОПІДВІДНІ пристрої подаються на окремі електроди або відводяться від них Накопичувальна ємність кожної проміжної схеми така, що компенсуються коливання напруги, які виникають через наявність електричної дуги або дуг В результаті забезпечується рівномірне навантаження на живильну мережу Модулі електроживлення виконані так і їх КІЛЬКІСТЬ така, що споживання реактивної потужності пристроєм електроживлення може витримуватися постійним Крім того, КІЛЬКІСТЬ модулів електроживлення обирається такою, що у випадку пошкодження обладнання при цілеспрямованому відключенні окремих модулів або конструктивних елементів можна безперервно продовжувати процес без обмеження необхідної потужності Транзисторні блоки кожного модуля електроживлення у більш прийнятному варіанті виконання обладнані конструктивними елементами, за допомогою яких величина і форма струму можуть регулюватися ВІДПОВІДНО до потужності, необхідної під час процесу плавки, при постійному коефіцієнті потужності живильної мережі Транзисторні блоки з'єднані кожний з регулювальним пристроєм, за допомогою якого здійснюється вплив на вид струму ВІДПОВІДНО ДО винаходу, за допомогою запропонованого пристрою електроживлення можна створювати постійний струм, однофазний змінний струм або трифазний змінний струм Плавильний агрегат, з'єднаний з пристроєм електроживлення струмопідБІДНИМИ пристроями, має електроди, які залежно від виду струму або виступають в ємність печі, або виконані у вигляді подових електродів Модулі електроживлення можуть бути окремо або групами підключені до зсунутих за фазою джерел трифазного струму і зменшують у такий спосіб виникаючі зворотні впливи на мережу у вигляді менших струмів вищих гармонік завдяки характеристиці п х 6 -імпульсного типу схеми Приклад винаходу поданий на кресленнях, що додаються, де фіг 1 зображує пристрій електроживлення постійним струмом, фіг 2 - пристрій електроживлення однофазним змінним струмом, фіг 3 - пристрій електроживлення трифазним струмом На фіг 1 -3 поданий плавильний агрегат 11, що має ємність 12 з дном 13 і заповнений розплавом S У ємності знаходяться електроди 21 і/або 22, і/або 23, причому в пристрої згідно з фіг 1 передбачений подовий електрод 24 у дні 13 плавильного агрегату 11 На всіх трьох кресленнях показане джерело 91 трифазного струму, сполучене з мережею (не показана) і щонайменше з двома модулями 41 і 42 електроживлення, КІЛЬКІСТЬ яких при необхідності може бути збільшена до п Кожен модуль 41-4п електроживлення містить з'єднані послідовно міст 51-5п трифазного струму, проміжну схему 61-6п і транзисторний блок 71-7п Транзисторні блоки 717п з'єднані виходами через прямий 31 і зворотній 34 струмопідвідні пристрої, а також через прямі і зворотні струмопідвідні пристрої 32,33 і 35 Крім того, транзисторні блоки 71-7п з'єднані для їх регулювання з регулювальним пристроєм 81, а саме на фіг 1 - для постійного струму, а на фіг 2 і 3 - для змінного і трифазного струму На фіг 2 у ємність 12 печі виступають електроди 21 і 22, з'єднані через струмопідвідні пристрої 32 і 33 з транзисторними блоками 71-7п Кожний із транзисторних блоків 71-7п має конструктивний елемент 82, за допомогою якого можна регулювати величину струму ВІДПОВІДНО до потужності, необхідної під час процесу плавлення, при постійному коефіцієнті потужності На фіг 3 у ємність 12 печі виступають усі три електроди 21-23, з'єднані через струмопідвідні пристрої 32,33 і 35 з ВІДПОВІДНИМИ транзисторними блоками 71 1, 71 2, 71 3-7п 1, 7п 2, 7п З Для регулювання транзисторних блоків 71 17п 3 вони сполучені з регулювальним пристроєм 81, за допомогою якого можуть вироблятися ЗМІННІ струми, сума яких, утворююча трифазний змінний струм, може через три струмопідвідні пристрої 32,33 і 35 підводитися щонайменше до трьох електродів 21-23, що знаходяться в ємності 12, і відводитися від них Позначення Плавка 11 Плавильний агрегат 12 Ємність 13 Дно Вузол електродів 21 1 електрод або група електродів 22 2 електрод або група електродів 23 3 електрод або група електродів 24 Подовий електрод або група подових електродів Підведення струму 31 1 пряме струмопідведення 32 1 пряме/зворотнє струмопідведення 332 пряме/зворотнє струмопідведення 34 2 зворотнє струмопідведення 353 пряме/зворотнє струмопідведення 36 3 зворотнє струмопідведення Модулі 41-4п перший - п-ний модуль електроживлення Мости 59489 8 Регулятори 81 Регулювальний пристрій 82 Конструктивні елементи для регулювання струму Джерело 91 Джерело трифазного струму 51-5n перший - п-ний міст трифазного струму Проміжні контури 61-6п перша - n-на проміжна схема постійного струму Транзистори 71-7п перший - п-ний транзисторний блок 11 Фіг. 1 51 5 62 б 72 /л 8 п п 2 Фіг. 2 10 59489 81 9-2 35 Фіг.З Комп'ютерна верстка Т Чепелєва 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