Регулятор многофазной дуговой электропечи

Регулятор многофазной дуговой электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сокэз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 97461О (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 25,06.79 (21 ) 2774608/24-07 с присоединением заявки № (28) Приоритет (51)M. Кд.

Н 05 В 7/148

F 27 0 11/10

Государственный комнтет ло делам изобретений н отхрытнй

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (53) УД1(621.365. .22 (088.8) В, В, Автухов, В. П. Тихонов, В. Ф. Меркулов, В. М. Кф гурав, К. К. Жданович, M. М. Липовецкий, 10. В. Лапинер, И. $. Соко«лов, А. Л. Четыркин, Ю. Е. Сотников и В. П. Кузнецов 1.

f (72) Авторы изобретения

« (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР МНОГОФАЗНОЙ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к стабилизации работы регулятора многофазной дуговой электропечи, и может быть использовано в дуговых многофазных электропечах черной и цветной металлургии, в восстановительных и рафинировочных ферросплавных печах разлишой емкости.

При работе дуговых электропечей часто происходят короткие замыкания электродов отдельных фаз с расплавляемой шихтой, обрывы дуг, значительные колебания тока дуги. Электрический режим в каждой фазе многофазной дуговой электропечи зависит от электрических режимов в соседних фазах. С увеличением (уменьшением) тока в одной из фаз увеличивается (уменьшается) ток в других фазах. Это приводит к тому, что регуляторы многофазных электропечей для установления заданного электрического режима перемещают одновременно несколько электродов, тогда как нарушение электрического режима произошло по вине одного иэ них. Действительно, если рассмотреть

2 трехфазную дуговую печь, то при коротком замыкании одного из электродов с шихтой или металлом, напряжение дуги в этом электроде падает до нуля, а ток возрастает в 2—

4 раза. Напряжения дуги двух других фаз

5 увеличивается до линейного, т.е. в 1/3 раз.

В каждый момент времени в трахфазных печах между токами отдельных фаз „,32, 3> справедливо равенство 31+ 32+, =- О, поэтому увеличение тока в одной из фаз увеличивает абсолютную величину тока в других фазах, причем это увеличение тока в отдельные моменты времени сравнимо с током короткого замыкания. Следовательно, у регуляторов, поддерживающих постоянство отношения Ч/3 = const, где Ч и 3 иап1ижсние и ток фазы печи, это соотношение нарушается во всех трех фазах, так как увеличение напряжения в двух фазах, вызвано коротким замыканием в третьей фазе, не в со20 стоянии скомпенсировать более сильное увеличение тока в этих фазах.

Очевидно, что сокращение ненужных перемещений электродов при несимметричной

974610

35 нагрузке фаз повысит производительность и стойкость футеровки печи, снизит расход электроэнергии и электродов на тонну вы плавляемого металла, улучццгг условия эксплуатации электрооборудования печи. 5

Известен способ автоматического регулирования многофазных электрических дутовых печей, при котором для обеспечения неподвижности электродов невозмущенных фаз при нарушении электрического режима в сиг- 10 нал. регулирования вводят дополнительно составляющую, пропорциональную току в нулевом проводе, соединяющем нулевые точки печи и печного трансформатора (1J

Недостатком этого способа регулирования является то, что для его осуществления необходимо наличие нулевого провода, в то время как современная дуговая сталеплавильная печь чаще всего является трехфазным агрегатом без нулевого провода. 20

Известен регулятор многофаэной дуговой электропечи, содержащий в каждой фазе датчик напряжения на электроде, параллельно которому включена одна из диагоналей первого выпрямительного моста, ко второй 25 диагонали которого подключен первый вход усилителя регулятора, трансформатор тока, параллельно вторичной обмотке которого подключены шунтирующий резистор и диагональ второго выпрямительного моста, соединенного второй диагональю со вторым входом усилителя регулятора, и датчик постоянной составляющей напряжения на электроде, связанный выходом со входом дополнительного усилителя, выход которого через третий выпрямитель подключен параллельно шунтирующему резистору (2).

Недостатком этого регулятора является то, что корректирующий сигнал изменяет задание регулятору на протяжении всего периода плав40 ки в зависимости от сильно сглаженного значения постоянной составляющей напряжения дуги.

Кратковременные изменения контролируемых сигналов в других фазах при нарушении

45 электрического режима в одной из них приводят, также как и в любых других регуляторах, к одновременным ненужным перемещениям всех электродов, в то время как перемешать следует лишь один электрод — тот, в котором произошло нарушение электричес50 кого режима. Это объясняется тем, что посто- янная составляющая напряжения дуги увеличивается с ростом напряжения иа дуге при неизмененном токе дуги. Постоянная составляющая равна нулю в случае обрыва дуги или короткого замыкания электрода с шихтой.

Если одновременно возрастает напряжение и ток дуги при несимметричной нагрузке фаэ, то постоянная составляющая уменьшается примерно на 25 — 30% по отношению к ее значению, снятому при симметричной нагрузке фаз, В указанном способе осуществляется автоматическое изменение задания по току регулятору путем шунтирования тока фазы с помощью переменного сопротивления, управляемого постоянной составляющей напряжения дуги. С увеличением постоянной составляющей напряжения дуги увеличивается шунтирующее действие корректирующего сигнала, а следовательно, регулятор будет поддерживать больший ток, так как в отношении

U/Ý= const, значение 1 при этом искусственно уменьшается. Если бы постоянная составляющая напряжения дуги увеличивалась, а не уменьшалась с ростом напряжения и тока дуги, то эффект стабилизации был бы достигнут.

Цель изобретения — повьппение качества работы регулятора многофазной дуговой электропечи путем устранения ненужных перемещений электродов при несимметричной нагрузке фаз, повышение производительности печи и стойкость ее футеровки, снижение расхода электроэнергии и электродов.

Для достижения этой цели регулятор снабжен в каждой фазе датчиком скорости изменения постоянной составляющей напряжения на электроде, вход которого соединен с электродом, а выход через четвертый выпрямитель с входом дополнительного усилителя.

На чертеже изображена схема регулятора для одной фазы.

Одна из диагоналей выпрямительного моста

1 подключена к электроду 2 фазы печи, вторая диагональ моста 1 связана со входом усилителя регулятора через резистор 3. Трансформатор тока 4 включен в ту же фазу печи. Параллельно его вторичной обмотке подключены шунтирующий резистор 5 и диагональ второго выпрямительного моста 6 и третьего моста 7. Вторая диагональ моста 6 соединена с вторым входом усилителя регулятора через резистор 8. Вторая диагональ моста 7 подключена к выходу дополнительного усилителя 9, вход которого связан непосредственно с датчиком постоянной составляющей напряжения на электроде 10 и через четвертый выпрямительный мост 11 с датчиком скорости изменения постоянной составляющей напряжения 12.

Датчик постоянной составляющей содержит индуктивности 13 и 14 и емкости 15 и 16, а датчик скорости изменения содержит индуктивности 17 и 18, емкости 19 и 20 и трансформатор 21. На входе дополнительного усилителя 9 находятся переменные резисторы 22 и 23.

974610 ния, не проходят на вход усилителя двигателя перемещения электродов, подключенного к сопротивлениям 8.

Переменные сопротивления 22 и 23 служат

5 для регулирования тока усилителя 9 и настройки системы.

При уменьшении постоянной составляющей напряжения дуги абсолютное значение скорости изменения ее возрастет, что на время

0 увеличивает шунтирующее действие корректирующего сигнала, и регулятор в этот момент не чувствует увеличения тока, вызванного коротким замыканием в соседней фазе.

В фазе, где произошло короткое замыкание, постоянная составляющая напряжения дуги падает до нуля, абсолютное значение скорости изменения ее увеличивается, суммарное значение корректирующего и стабилизирующего сигналов в первый момент не

0 изменяется и, если короткое замыкание вызвано кратковременным всплеском жидкого металла, то этот электрод не перемещается регулятором вверх. Если корот- кое замыкание вызвано обвалом шихты и

5 электрод следует поднять, то после кратковременного увеличения абсолютного значения скорости изменения постоянной составляющей напряжения дуги она упадет до нуля, так как станет равной нулю постоянная составляющая напряжения дуги.

Применение данного регулятора многофазной дуговой электропечи устраняет ненужные псремещения электродов при несимметричной нагрузке фаз за счет введения в регулятор перемещения электродов стабилизирующего сигнала, пропорционального абсолютному значению скорости изменения постоянной составляющей напряжения дуги. Так, при опробовании на одной иэ печей длительность плавки сократилась на 20 мин, расход электроэнергии снизился на 25 кВтч/т, стойкость футеровки печи повысилась на 12%, расход электродов уменьшился на 1,2 кг/т.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии постоянной составляющей напряжения дуги выходной транзистор в усилителе 9 закрыт. Ток через. мостик 7 не протекает. Напряжения на сопротивлениях 8 и 3 пропорциональны соответственно току и напряжению дуги, Разница напряжений (или их частей) на этих сопротивлениях подается на управляющую обмотку усилителя двигателя перемещения электрода (на чертеже не показаны). Так как эти напряжения включены встречно, то при заданном режиме они равны и через обмотку усилителя ток не протекает, двигатель перемещения электрода неподвижен.

При превышении током печи заданного значения падение напряжения на резисторе 8 становится больше, в обмотке управления усилителя появляется ток, двигатель начинает вращаться в сторону подъема электрода. При уменьшении тока печи ниже заданного значения уменьшается падение напряжения на сопротивлении 3, ток в обмотке управления течет в обратном направлении и двигатель опускает электрод.

Изменение задания в промышленных регуляторах осуществляется путем шунтирования трансформатора тока 4. Меняя величину шунтирующего сопротивления э, можно менять соотношение между током псчи и напряжени- 30 ем на резисторе 8, а следовательно, менять значение тока печи, которому соответствует равенство напряжений на резисторах 8 и 3.

Устройство стабилизации работы регулятора многофазной луговой электропечи работает

35 параллельно с устройством коррекции задания регулятору по току.

Как только появляется постоянная составляющая напряжения дуги, указанной полярности выходной транзистор открывается и через него течет ток, величина которого прямо пропорциональна постоянной составляющей напряжения дуги и абсолютному значению скорости изменения постоянной составляющей напряжения дуги снимаемой с выхода стабилизирующего трансформатора.

При медленном изменении постоянной составляющей напряжения дуги сигнал с выхода трансформатора 21 отсутствует. Чем быстрее изменяется постоянная составляющая напря50 жения дуги, тем значительнее сигнал на выходе трансформатора 21, а следовательно, тем больший ток на выходе усилителя 9, шунтирующий сопротивление 5.

Поэтому всякие кратковременные возмущения, вызванные несимметричной нагрузкой фаз и быстропроходящими помехами и приводящие к резкому изменению тока на величину большую, чем изменение напряжеФормула изобретения

Регулятор многофазиой дуговой электропечи, содержащий в каждой фазе датчик напряжения иа электроде, параллельно которому включена одна из диагоналей первого выпрямительного моста, к второй диагонали которого подключен первый вход усилителя регулятора, трансформатор тока, параллельно вторичной обмотке которого подключены шуитирующий резистор и диагональ второго выпрямительного моста, соединенного второй диагональю с вторым входом усилителя рсгулято. ра, и датчик постоянной составляющей напря10

Составитель О, Турпак

Техред С.Мигунова Корректор М немчик

Редактор О. Колесникова

Заказ 8737/79 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

7 9746 женил о„электроде, связанный выходом с входом дополнительного усилителя, выход которого через третий выпрямитель подключен параллельно шунтирующему резистору, о т л ича ю щи и cÿ тем, что, cöåëüþ повышения качества работы регулятора путем устФ ранения ненужных перемещений электродов при несимметричной нагрузке фаз, регулятор снабжен в каждой фазе датчиком скорости изменения постоянной составляющей напряжения на электроде, вход которого соединен с электродом, а выход через четвертый выпрямитель с указанным входом дополнительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 120275, кл. Н 05 В 7/18, 1959, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2515151/24-07, кл. Н 05 В 7/148, 1977.