Устройство для автоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи

Устройство для автоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

9 се оа кы.1 ! и ..т:ъ ь ". н т Ф я е ъсе; 5 би пиотень Ч Е., ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских (11) 777860

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВт 1ДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.01.79 (21) 2713329/24-07 (51) М.Кл. Н 05 В 7/148

F 27 D 11/10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41

Государственный комитет

СССР по делам изобретениИ и открытий (53) УДК 621.365.22 (088.8) (45) Дата опубликования описания 13.12.80 (72) Авторы изобретения

Э. С. Астапенко, В. А. Бейнарович, Н. Г. Волков, А. Ф. Едоков и Ю. H. Коновальченко (71) Заявители Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА

ДУГО ВО Й ЭЛ ЕКТРО П ЕЧ И

Устройство относится .к электротермии.

Известно устройство для автомапического регулирования электрического .режима дуговой электропечи, в котором, с целью улучшения качества регулирования, введен датчик упругой деформации электрододержателя,(1). Это увеличивает демпфирование упругих .колебаний электрода.

Недостатком, известного устройства является то, что оно не п озволяет полностью использовать .динамические .возможности быстродействующих приводов, так IKBK IIQлоса пропускания системы автоматического

:регулирования даже )при пол но м демпфировании ограничена собственной резонансной частотой у пругого колебательного звена, На этой частоте в системе с астатизмом первого порядка (ка кой и является система автоматического регулирования дуговой электропечи), даже в случае, если частота среза собственно привода гораздо iabIIIIe, фазовый .сдвиг выходного GHDHBJIB достигает 180 . Для обеспечения устойчивости частота среза системы автоматического регулирования должна быть меньше собственной частоты колебан|ий упругого звена, при этом снижается коэффициент усиления системы и ухудшается качество регулирова.ния. 30

Известно также устройство для автоматического регулирования электр|ического режима дуговой электропечи, содержащее датчики то ка и напряжения дуги, соединен ные с входами блока сравнения, выход которого соединен с приводом перемещения электрода, и блок дифференцирования .напряжения на дуге, соединенный входом с датчиком напряжения (2).

Недостатком известного устройства яв.ляется значительная колебательность переходных процессов,и низкое бьостродействие при наличии упругих деформаций электрододержателя, так как оно не обеспечивает демпфирования упругих колебаний электрода в процессе регулирования.

С целью повышения качества регулиро:.вания, оно снабжено суммирующим и интегрирующими усилителя ми и ограничителем амплитуды, первый вход суммирующего усилителя соединен с выходом блока дифференцирования, второй вход — с выходом интегрирующего усилителя, а выход — с входом ограничителя амплитуды, соединенного выходом с приводом перемещения электрода,и с входом:интегрирующего усилителя.

На чертеже;изображена функциональная схема устройства.

777860

Устройство для автомат(ического регулирования электрического режима дуговой электропечи содержит датчики тока 1 (и надряжен(ия 2 дуги и блок 8 дифферен(цирован(ия;напряжения дуги, выходы которого соединены с входами пр(ивода 4 перемещения электродов. Первый вход суммирующсго усилителя 5 (подключен к выходу блока 3 дифференцирования напряжения дуги, второй его вход — к выходу интегр(ирующего усилителя б, а выход через ограничитель

7 амплитуды соеди(нен с входами интегрирующего усилителя б,и п(р(ивода 4 перемещения электрода, который механически связан с электродам дуговой электропечи, Устройство работает следующим образом.

С выхода датчиков 1 и 2,напряжение, пропорциональное отклонению от заданного значен(ия электрического режима дуговой элекгропечи 8, поступает на вход привода

4, который, (перемещая электрод, устраняет отклонение. Ка вход привода 4 перемещения электродов посту(пают также напряжения, пропорциональные первой и второй п(роизводным напряжения дуни с выхода блока 8 и ограничителя 7 соответственно.

Благодаря введению в закон управления приводом,,наряду с сигналом (рассогласования, сигналов по первой и второй производным в передаточной функции системы автоматического регулирования дуговой электропечи появляется сомнож(итель с передаточиой функцией

W(p) =1+ap+bp где а .и b — коэффициенты, а р — оператор дифференцирования.

Передаточная функция W(p) является обратной (передаточной функции .колебателыного звена с затуханием, которым описывается упругость (подвеса электрода. Наличие звена с передаточной функцией W(p) позволяет, компенсировать влияние упругости, расширить полосу пропускания системы вплоть до собственной (полосы (проиускания привода (перемещения электродо(в, что увеличивает бытродейств(ие.

Вторая производная напряжения дуги получается путем повторного дифференцирования напряжения первой производной дифференцирующей схемой, состоящей из усилителя 5, охваченного обратной связью через усилитель (б.

1(20

2З

Зо зь

Благодаря в(ключению .на выходе усилителя 5 опраничителя 7,велич(ина постоян1 ной времени апериодической составляющей .в напряжении второй производной нелинейно зависит от ампл(итуды входного сипнала усил(ителя 5 (с рocTOIM амплитуды она также увеличивается) . При этом а(мплитуда сигнала второй производной,,величина его ,положительного фазового сдвига, а следо(вательно, и свойства всей системы автоматического регулирования также зависят от ,величины скорости, изменения (напряжения дуги. При большой скорости, изменения напряжения дуги (а следовательно, и сигнала (рассогласования), сигнал второй производ(ной будет иметь малые амплитуду,и фазо(BbIH сдвиг, рассогласование будет отрабатываться и высоки(м быстродействием при слабом демпфировании упругих колебаний.

По мере уменьшения скорости, изменения напряжс(н(ия дуги сигнал, второй производ(ной будет оказывагь все большее влияние и эффектив(но демпфировать упругие (колебания,,переходные процессы оудут иметь малое время и колебательность.

Формула изобретения

Уст(ройство,для а(втоматического регулирования электрического режима дуговой электропечи, содержащее датчики тока и напряжения дуги, соединенные с входами блока сравнения, выход:которого соединен с приводом пере(мещен(ия электрода, и блок дифференцирования напряжения, соединенный входом,с датчиком на(пряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регули(ро(ван(ия, оно снабжено суммирующим и интегрирующим усилителями и ограничителем ампл(итуды,,первый вход суммирующего усилителя соединен с выходом блока д(ифференцирова(н(ия,;вто(рой ,вход — с выходом .интегрирующего усил(итсля, а выход — с входом ограничителя амплитуды, соединенного выходом с при(водом перемещения электрода и с (входо(м интегрирующего усил(ителя.

Источники:информации, принятые во внимание при экспер пизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 599378,(кл. H 05 В 7/148, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 94011, кл. Е 05 В 7/148, 1951 (прототип).

777860

Редактор Г. Петрова

Корректор М. Осиновская

Заказ 1688/1485 Ид. ¹ 587 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретении и открнтий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб„д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель В. Ковалев

Техред А. Камь1шникова