Устройство для автоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи

Устройство для автоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Сециалисткче«к их тВЕСПУбПНН

ОПИСАНИЕ ()

ИЗО РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ау (22) Заявлено 100478 (21) 2601082/24-07 (5 )м

3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 05 В 7/148

F 27 0 11/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н откр ытн й

Опубликовано Зч1080. Бюллетень № 40 (53) УДК 621 365

° 22. (088.8) Дата опубликования описания 301080 (72) Авторы изобретения

А.Ф. Куликов и И.И. Гнеушев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИИА ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электротермии.

Известно устройство для регулирования дуговой электропечи, которое с целью сокращения числа ложных срабатываний при кратковременных случайных и периодических высокочастотных отклонениях режима от заданного, снабжено насыщающимся трансформатором конец первичной и начало вторичной обмоток которого подключены к отрицательным выводам выпрямительных мостов, а начало первичной и конец вторичной обмоток соединены и подключены к общей точке резисторов блока 15 сравнения $1) .

Если на выходе одного выпрямительного моста появляются кратковременный сигнал в виде импульса с длительностью, не превышающей заданной, то 20 суммарное напряжение, приложенное ко входу усилителя, примерно равно нулю.

Если же длительность входного импульса выше определенной, то происходит быстрое насыщение трансформатора, и

ЭДС вторичной обмотки становится равной нулю, в результате чего падение напряжения на резисторе также становится равным нулю, и ко входу усилителя прикладывается сигнал, обуслов- 30 ленный только напряжением на другом резисторе. Недостатком этого устройства является невысокая точность поддержания вводимой в печь мощности на . заданном уровне.

Известно также устройство для автоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи, содержащее для каждой фазы датчики тока и напряжения, соединенные с эадатчиком мощности, выход которого подключен к обмотке управления двигателем перемещения электрода, и блок коррекции, вход которого связан с выходом задатчика мощности, а выход— с укаэанной обмоткой управления (2) .

С целью повышения устойчивости регулирования, блок коррекции выполнен в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения, элемента сравнения, ждущего блокинггенератора и трансформатора с подключенными к выводам его вторичной обмотки вентильными элементами, причем входом блока коррекции служит вход генератора пилообразного напряжения, его выходом — выходы вентильных элементов, а связь блока коррекции с выходом задатчика мощности осуществлена через усилитель. Выход задатчи775860

1 ка мощности соединен с выходом вентильных элементов через блок обратной связи.

Иа фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - характеристики напряжений, поясняющие процесс формирования импульсов, на фиг. 3 — синусоида напряжения обмотки возбуждення электродвигателя перемещения электрода и выпрямленное однополупериодное напряжение обмотки управления, на фиг. 4 - статическая характеристика устройства.

Устройство для регулирования режима печи 1 содержит для каждого электрода ? датчик тока 3; датчик напряжения 4, элемент сравнения 5 с з6датчиком мощности б, усилитель 7, б>7ок коррекции, включающий в себя генератор пилообразного напряжения 8, элемент сравнения 9, выполненный на четырех диодах 10-13 и двух транзисторах 14 и 15, ждущий блокинг-генератор 16, имеющий два конденсатора

17 и 18 и два транзистора 19 и 20; вентильный блок 21, включающий в себя два тиристора 22, 23, 24, 25, 26 и трансформатор 27, двигатель

28 перемещения электрода с обмоткой

УПравления 29 и обмоткой возбуждения

30, выход задатчика мощности соединен с вентильным блоком через блок обратной связи 31, выполненный на транзисторах 32 и 33.

Устройство работает следующим образом.

При работе электропечи 1 двигате. лем 28 поддерживается такое положение электрода 2, при котором выдерживается заданное соотношение между током и напряжением дуги. На элемент сравнения 5 поступают импульсы тока и напряжения от датчиков 4 и 3. Если 40 рассогласования заданной мощности: и мощности дуги нет, то на вход усилителя 7 сигнал рассогласования не поступает. Если же имеется рассогласование со знаком "плюс" (т.е. в сторону увеличения), то на вход усилителя

7 поступает плюсовой сигнал рассогласования, в результате чего напряже- ние на выходе усилителя 7 падает до минимальной величины и поступает в схему генератора пилообразного напряжения 8. Таким образом на напрякение генератора пилообразного напрякения 8 накладывается напряжение выхода усилителя 7. Точка пересечения характеристик 2 (фиг. 2, а) является в рассматриваемом случае началом формирования прямоугольных управляющих импульсов напряжения шириной

6-10 эл. град. и частотой следования

25 Гц. При этом изменение выходного gQ напряжения усилителя 7 от 2 В до 12 В приводит к изменению угла регулирования от 10 до 180 эл.град.

Импульс с фазой Р =10О и амплитудой U (фиг. 2,,а) проходит через дио- gg

1 ды 10 и 11, в результате чего закрывается транзистор 14 схемы сравнения

9 и напряжение на нем возрастает до максимальнбй величины (фиг. 2, б).

Это приводит к тому, что через емкость 17 ждущего блокинг-генератора

16 проходит кратковременный импульс напряжения (фиг. 2, в), обусловленный током заряда емкости. На время протекания импульса через емкость 17 от-крывается транзистор 19 ждущего блокинг-генератора 16 (фиг. 2, г), и на выходе ждущего блокинг-генератора 16 появляется сформированный прямоугольный импульс (фиг. 2, д), который поступает на управляющий электрод тиристора 22 вентильного блока 21.

К обмотке воэбужцения 30 двигателя 28 приложено (постоянно) синусоидальное напряжение (фиг. 3, а)., Если сформированный прямоугольный импульс, поступивший на управляющий электрод тиристора 22 вентильного блока 21, совпал с точкой э (фиг.З,б) положительной полуволны выпрямленного напряжения, то тиристор 22 про.пустит в обмотку управления 29 электродвигателя исполнительного привода

28 полуволну от 10 до 180

При совпадении положительной полуволны синусоиды обмотки возбуждения ЗО и положительной полуволны выпрямленного напряжения обмотки управления 29, (точки з и э на фиг. 3) одно направление момента электродвигателя исполнительного привода 28 (по часовой стрелке), Если же полуволна выпрямленного напряжения обмотки управления 29 совпадает с отрицательной полуволной синусоиды обмотки возбуждения 30, направление момента электродвигателя исполнительного привода 28 против часовой стрелки (точки с и c ). Последнее будет иметь

1 место при отрицательном рассогласовании (т.е. в сторону уменьшения), при этом формирование импульсов будет точно таким же, как описано выше с той лишь разницей, что в работе будут участвовать диоды 12,и 13, транзис гор 15, конденсатор 18, транзистор 20 и тиристор 23.

Таким образом, в зависимости от знака рассогласования, к обмотке управления 29 будет прикладываться однополупериодное выпрямленное напряжение соответствующей полярности, следовательно, будет изменяться направление момента двигателя 28, а соответственно и направление перемещения электрода 2 электропечи 1;

При этом в зависимости от величины рассогласования точка э (на фиг.3,б) будет занимать различные положения на полуволне выпрямленного напряжения. При максимальном рассогласовании она будет в начале полуволны, при минимальном — в конце полуволны и т.д.

7758б0

В вентильном блоке 21 предусмотре.но ручное управление исполнительным приводом 28 при помощи диодов 24 и

25. Диод 26 предназначен для предотвращения проникновения электродвижущей силы обмотки управления 29 в схему обратной связи 31. 5

Для предупреждения перерегулирования, а следовательно, излишнего перемещения электрода 2, устройство снабжено блоком обратной связи 31, действие которой основано на следующем. 1О

В то время, когда выпрямленное напряжение н обмотку управления 29 не поступает (отсутствие рассогласовайия), транзисторы 33 и 32 блока обратной связи 31 поочередно открываются или закрываются. При рассогласовании со знаком "плюс" в обмотке управления 29 появляется положительная полуволна выпрямленного напряжения.

Этой полуволне соответствует откры- 2О тое состояние транзистора 33 с синхронным напряжением дополнительных вторичных обмоток трансформатора 27 вентильного блока 21. Падение напряжения на транзисторе 33 минимально, в то время как на транзисторе 32 оно максимально (транзистор 32 закрыт).

В этом случае напряжение на коллекторах транзисторов 33 и 32 имеет одну полярность и на выходе блока обратной связи 31 появляется отрицатель- 30 ный сигнал, который поступает в элемент сравнения 5 и ослабляет положительный сигнал рассогласования, и наоборот, при отрицательном рассогласовании на выходе блока обратной свя-35 зи 31 появляется положительный сигнал

При испытании образца производилось снятие статической характеристики с целью определения оптимальной .чувствительности и эоны нечувствительности устройства (фиг. 4).

Эона нечувствительности определяется по формуле г(о - u„

Ь Н

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи, содержащей для каждой фазы датчики тока и напряжения, соединенные с задатчиком мощнос- " ти, выход которого подключен н обмотке управления двигателем перемещения электрода, и блок коррекции, вход которого связан с выходом задатчика мощности, а выход — с указанной обмоткой управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения устойчивости регулирования„ блок коррекции ныполнен в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения, элемента срав" нения, ждущего блокинг-генератора и трансформатора с подключенными к выводам его вторичной обмотки вентильными элементами, причем входом блока коррекции служит вход генератора пилообразного напряжения, его ныходомвыходы вентильных элементов, а связь блока коррекции с ныходом эадатчика мощности осуществлена через усилитель.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход надатчика мощности соединен с выходами нентильных элементов через блок обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 301880,кл. Н 05 В 7/148, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 371071, кл. Н 05 В 7/148, 1971. где Ug — напряжение, пропорциональное току дуги при начале движения электрода вверх; 50

U„ — напряжение, пропорциональное току дуги при начале движения электрода вниз.

Электрод начал движение вверх при

0 := 87 В, а вниз при U< 83 В, сле- щ донательно

П (В7 — ВЪ)

Я3 -97 10о 5о/о.

Изменение напряжения на выходе усилителя и наложение его на напряжение генератора пилообразного напряжения позволяет изменить угол регулирования от 10 до 180 эл.град.

Обмотка управления электродвигателя исполнительного привода получает выпрямленное однополупериодное на.пряжение благодаря прямоугольным сформированным импульсам, что позволяет плавно изменять момент электродвигателя и получить регулируемую зону нечувствительности.

Наличие блока обратной связи позволяет стабилизировать режим регулиронания и изменить наклон статической характеристики (а следовательно, и коэффициент усиления).

Эа счет устойчивости регулирования, быстродействия и увеличения чувствительности (и расширения зоны ев) устройство позволяет сократить удельные расходы норм электроэнергии на одну тонну стали на 25 кВт/ч, сократить продолжительность плавки на двадцать минут, сократить эксплуатационные расходы на обслуживание системы регулирования и расход электродов на единицу выпускаемой продукции.

775860 цг.

Составитель Г.Раоинович

Редактор В.Левятов Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Наэарова

Заказ 7782/69 Тирам 885 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7f-35, Рау аская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4