Устройство подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи

Устройство подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам управления дуговыми сталеплавильными печами.

Известно, что в процессе плавки металла в дуговой сталеплавильной печи изменяется сопротивление шихты и другие параметры силовой цепи, что приводит к увеличению колебательности силового тока. Это приводит к увеличению времени плавки и снижению энергоэффективности печи.

Известно устройство (см. патент РФ №82400, опубл. 20.04.2009), содержащее задающий элемент, элемент измерения и сравнения, элемент измерения режима, дуговую печь, электрод, ванну печи, между которыми поддерживается электрическая дуга, усилительный элемент, первый блок умножения, первый нелинейный усилитель, сумматор, исполнительный двигатель, исполнительный механизм, интегратор, второй блок умножения, второй нелинейный усилитель. Недостатком данного устройства является адаптация к изменяющейся величине задания, а не к изменяющимся режимам работы дуговой сталеплавильной печи.

Наиболее близким техническим решением является устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи (см. заявку на изобретение РФ №95112317, опубл. 27.07.1996), содержащее адаптивный блок изменения коэффициента усиления, один вход которого подсоединен к выходу блока сравнения, а второй вход соединен с выходом трехфазного выпрямителя адаптивного блока автоматического задания режима, а выход через силовой усилитель связан с исполнительным механизмом перемещения электродов. Недостатком данного устройства является многокритериальность адаптации (к сигналу с блока сравнения и к сигналу с блока автоматического задания), что может привести к неоднозначности решения поставленной задачи.

Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие датчика тока, устройства суммирования и блока изменения коэффициента усиления.

Техническим результатом предлагаемого устройства является подавление колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи за счет изменения контурного коэффициента усиления в контуре регулирования силового тока.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена функциональная схема устройства подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи, на фиг.2 показана диаграмма работы устройства подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи.

Устройство подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи содержит последовательно соединенные датчик 1 тока, датчик 2 колебаний, фильтр 3, выход которого соединен с положительным входом первого сумматора 5, отрицательный вход которого соединен с блоком 4 задания допустимого значения амплитуды колебаний тока, выход первого сумматора 5 подключен к входу первого компаратора 6, выход которого подключен к последовательно соединенным первому формирователю 7 импульсов и первому счетчику 8 импульсов, также выход первого компаратора 6 подключен к последовательно соединенным элементу «НЕ» 9, элементу «И» 10, второму формирователю 11 импульсов и второму счетчику 12 импульсов. Выход первого счетчика 8 импульсов и второго счетчика 12 импульсов соединены соответственно с отрицательным и положительным входами второго сумматора 13, третий вход которого соединен с выходом блока 15 задания коэффициента усиления, выход блока 15 задания коэффициента усиления соединен также с первым входом второго компаратора 14, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 13, выход второго компаратора 14 соединен с вторым входом элемента «И» 10.

Устройство работает следующим образом. Силовой ток измеряется с помощью датчика 1 тока, сигнал с которого поступает на дифференцирующее звено - датчик 2 колебаний. Полученный сигнал пропускается через фильтр 3 и сравнивается с уровнем допустимого значения амплитуды колебаний тока (ΔI₀) в первом сумматоре 5. Если этот сигнал превышает ΔI₀, то срабатывает первый компаратор 6, который запускает первый формирователь импульсов 7, сигнал с которого через первый счетчик 8 импульсов поступает во второй сумматор 13 и пошагово снижает значение заданного контурного коэффициента усиления К₀ до момента, когда ΔI₀>ΔI, либо до достижения максимально допустимого числа шагов снижения коэффициента усиления (n_MAX). Если в результате этих действий уровень колебаний снизится до выполнения условия ΔI₀>ΔI, то первый компаратор 6 изменит свое состояние и разрешающий сигнал через элемент «НЕ» 9 поступит на элемент «И» 10, на его второй вход поступает разрешающий сигнал по условию K<K₀ со второго компаратора 14. Элемент «И» 10 срабатывает и запускает цепь «второй формирователь 11 импульсов - второй счетчик 12 импульсов», которая начинает увеличивать значение контурного коэффициента усиления K₀.

Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен подавлением колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи за счет изменения контурного коэффициента усиления в контуре силового тока в зависимости от изменяющегося режима работы дуговой сталеплавильной печи и, как следствие, снижением времени плавки и повышением энергоэффективности дуговой сталеплавильной печи.

Устройство подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи, содержащее датчик тока, устройство суммирования и блок изменения коэффициента усиления, отличающееся тем, что датчик тока, датчик колебаний, фильтр соединены последовательно, выход фильтра соединен с первым входом первого сумматора, отрицательный вход которого соединен с выходом блоком задания допустимого значения амплитуды колебаний тока, выход первого сумматора подключен к входу первого компаратора, выход которого подключен к последовательно соединенным первому формирователю импульсов и первому счетчику импульсов, также выход первого компаратора подключен к последовательно соединенным элементу НЕ, элементу И, второму формирователю импульсов и второму счетчику импульсов, выход первого счетчика импульсов и второго счетчика импульсов соединены соответственно с отрицательным и положительным входами второго сумматора, третий вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента усиления, выход блока задания коэффициента усиления соединен также с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, выход второго компаратора соединен со вторым входом элемента И.