Устройство для регулирования мощности дуговой электропечи

Устройство для регулирования мощности дуговой электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()991624

Союз Советских

Социалистических

Рес ублии

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.07.81 (21) 3322828/24 — 07 с присоединением заявки М .(28)Прморитет

{5!)М. Кл.

Н 05 В 7/148

F 27 О 11/10

Всударст кхыа квиятат

СССР ав аелаи нзебретехий н етхрытнй

{5З) lkK 621.365. .22 (088.8) Опубликовано 23.01.83. бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23.01.83

".; с.Р(ът „, А. Г. Матисон,. В. В. Михайлов, Н. Я. Седойкнн н Ю. И. Тимонов I":,.= =:Ф - :"- Е1:". .:®I

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно — ис е * проектно — конструкторский и технологический институт релестроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ

ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электротермни и может быть использовано для управления перемещением электродов в дуговых сталеплавильных печах.

Известно устройство для регулирования мощности электропечи типа АРДМТ, содержащее для каждой фазы последовательно соединенные задатчик мощности, блок зоны нечувствительности, регулятор частоты вращения электродвигателя перемещения электрода, регулятор тока якоря электродвигателя перемещения электрода, усилитель мощности, электродвигатель перемещения электрода, а также тахогенератор, связанный с электродвигателем перемещения электрода, выход которого соединен с входом регулятора частоты вращения электродвигателя перемещения электрода, и предназначенное для электромеханических приводов перемещения электродов при наличии противовесов, уравновешивающих вес поступательно перемещающихся частей механизма перемещения электрода (1).

Недостатком этого устройства является наличие противовесов, уравновешиваюшмх вес поступательно перемещающихся частей механизма перемещения электрода, что ухудшает энергетические показатели печного агрегата за счет увеличения длины короткой сети (увеличение потерь энергии в короткой сети), а также усложняет и удорожает конструкцию печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования мощности дуговой электропечи, содержащее для каждой фазы печи задатчик мощности, подключенный к входу блока эоны нечувствительности, первый выход которого соединен с первым входом регулятора частоты вращения двигателя, к второму входу которого подключен датчик тока двигателя, а его выход через усилитель мощности связан с двигателем, на валу которого- установлен тахогене20 ратор, соединенный выходом с вторым входом регулятора частоты вращения двигателя, и блок уравновешивания веса электрода, трн входа которого соединены с выходэмн датчика перемещения электрода, а четвертый вход — с

99I624 4

Ю вторым выходом блока зоны нечувствитель,ности (2).

Недостатком известного устройства является ограниченное быстродействие процесса уравновешивания веса электрода, обусловленное неоптимальным заполнением диаграммы тока двигателя перемещения электрода, так как ток электродвигателя в процессе уравновешивания не подцерживается постоянным, равным максимально допустимому, в связи с тем, что на выходе блока уравновешивания 1или втором входе регулятора тока (момента)двигателя от сутствует устройство токоограничения, которое осуществляло бы автоматическое ограничение сигнала таким образом, чтобы ток двигателя в процессе уравновешивания не превышал предельно допустимого значения, и во избежание превышения током предельно допустимого значения необходимо ограничить приращение сигнала, соответствующего одному импульсу, на выходе блока уравновешивания.

Поэтому по этой схеме отключения блока уравновешивания невозможно осуществить форсированный режим в процессе уравновешивания. Уравновешивание по экспотенциальному закону, т. е. время и путь, пройденный электродом, значительно больше, чем если бы процесс уравновешивания происходил по закону, близкому к прямоугольному.

Целью изобретения является повышение качества регулирования путем повышения быстродействия процесса уравновешивания веса электрода моментом электродвигателя его перемещения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве выход блока уравновешивания веса электрода соединен с третьим входом регулятора частоты вращения двигателя перемещения электрода.

На чертеже представлена блок — схема устройства.

Двигатель 1 перемещения электрода через последовательно соединенные усилитель 2 мощности, регулятор 3 тока (момента) двигателя перемещения электрода, регулятор 4 частоты вращения двигателя перемещения электрода и блок 5 зоны нечувствительности соединен с задатчиком б мощности. Тахогенератор 7, соединенный с вторым входом регулятора 4 частоты вращения двигателя 1 перемещения электрода, и датчик перемещения электрода 8, выходы которого ("Сложение",,"Вычитание" и "Импуль сы уравновешивания",) соединены с одноименными входами блока 9 уравновешивания веса электрода, связаны с валом двигателя 1 перемещения электрода, четвертый вход блока 9 уравновешивания веса электрода соединен с выходом блока 5 эоны нечувствительности.

Выход блока 9 уравновешивания веса электрода соединен с третьим входом регулятора 4 частоты вращения двигателя перемещения электрода. Второй вход регулятора 3 тока (момента) двигателя перемещения электрода соединен с выходом датчика 10 тока (момента) двигателя перемещения электрода.

Система регулирования частоты вращения двигателя перемещения электрода, используемая в предлагаемом устройстве, является систе16 мой подчиненного регулирования. Регулятор 3 тока (момента) двигателя перемещения электрода представляет собой, как и в известном устройстве, линейный усилитель с несколькими оезистивными входами, обратная связь которого т5 выполнена в виде R — С цепочки. Регулятор 4 частоты вращения двигателя перемещения электрода представляет собой, также как и регулятор 3 тока (момента), линейный усилитель с несколькими резистивными входами, 2п обратная связь которого выполнена в виде

R — С цепочки, но в отличие от регулятора 3 тока (момента) в регуляторе 4 частоты вращения на выходе усилителя имеется устройство токоограничения. Датчик 8 перемещения электрода представляет собой совокупность импульсного датчика, выдающего:сдвинутые по фазе и чередующиеся во времени в зависимости от направления вращения двигателя перемещения электрода импульсы, и устройства

5© счетной логики, вьщающего сигналы Сложение" или "Вычитание" в зависимости от направления перемещения электрода. В качестве импульсного датчика может быть использован, например, фотоэлектрический да1чик типа

ДФ вЂ” 1.

Блок 9 уравновешивания веса электрода содержит реверсивный счетчик, выход которого соединен с входом преобразователя код — напряжение., а счетный вход — с выходом зле40 мента И вЂ” HE, первый вход которого через временную задержку соединен с выходом порогового элемента. Блок 9,уравновешиванйя веса электрода имеет четыре входа, двумя из которых являются шины "Сложение" н "Вычитание реверсивного счетчика, третьим входом

45 (" Импульсы уравновешивания") — второй вход элемента И вЂ” НЕ, четвертым входом — вход порогового элемента, и один выход — выход преобразователя код-напряжение.

Тахогенератор 7 обеспечивает обратную связь по частоте вращения двигателя 1 перемещения электрода, а датчик 3 тока (момента) двигателя перемещения электрода — обратную связь по его току (моменту).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При величине сигнала на выходе задатчика

6 мощности„характеризующего отключение мощности от заданной, превышаюгдей величину

991 624

10

25 зоны нечувствительности, на выходе блока 5 зоны нечувствительности имеется сигнал, который подается на первый вход регулятора 4 частоты вращения двигателя перемещения электрода. На выходе регулятора 4 частоты вращения сигнал определяется суммой сигналов на всех трех его входах, но при этом он не превосходит величину заданного токоограничения. Под действием сигнала на выходе регулятора 4 частоты вращения (первом входе регулятора 3 тока (момента) двигателя перемещения электрода) отперт усилитель 2 мощности и вращается двигатель I, перемещая. электрод в сторону, соответствующую ликвидации отклонения мощности от заданной. С помощью датчика 10 тока (момента) двигателя перемещения электрода осуществляется отрицательная обратная связь по току (моменту), а с помощью тахогенератора 7 — отрицательная обратная связь по частоте вращения двигателя перемещения электрода. За счет связи датчика 8 перемещения электрода с валом двигателя 1 перемещения электрода на одном из выходов датчика 8 "Сложение" нпи *Вычитание" в зависимости от направления перемещения электрода имеется сигнал, который подается на одноименный вход (первый нли второй) блока 9 уравновешивания веса электрода, на третьем выходе датчика 8 появ.-, ляются импульсы, которые подаются на третий вход блока 9 уравновешивания. Ввиду roго, что на четвертый вход блока 9 уравновешивания с выхода блока 5 зоны нечувствительности поступает единичный сигнал, на третьем входе регулятора 4 частоты вращения сигнал не меняется, так как в блоке 9 уравновешивания пороговый элемент включен, и на первый вход элемента И вЂ” НЕ выдается сигнал запрета на прохождение импульсов с датчика 8 перемещения электрода через элемент И вЂ” НЕ на счетный вход реверсивйого счетчика, и состояние счетчика, а следовательно и сигнал на выходе блока 9 уравновешивания веса электрода не меняется. В этом режиме контроля уравновешивания веса электрода моментом двигателя его перемещения и коррекции момента двигателя с целью уравновешивания не происходит.

При уменьшении сигнала на выходе задатчика 6 мощности до величины, равной или меньшей величины зоны нечувствительности, на выходе блока 5 эоны нечувствительности сигнал уменьшается до нуля, и пороговый элемент в блоке 9 уравновешивания веса электрода отпускает, За счет того, что.сигнал на первом входе регулятора 4 частоты вращения снижается до йодля под действием обратной связи по частоте вращения двигателя перемещения электрода, осуществляемой тахогенератором 7, начинается рекуперетнвное торможение двигателя I перемешения электрода, причем величина тока (момента) при торможении ограничивается устройством токоограннчения на выходе регулятора 4 частоты вращения.

По истечении выдержки времени, необходимой дпя торможения двигателя 1 перемещения электрода от максимальной скорости до нуля, в блоке 9 уравновешивания сигнал с выхода порогового элемента через временную задерж ку подаете на первый вход элемента И вЂ” НЕ, разрешая прохождение импульсов с датчика 8 перемещения электрода на счетный вход реверсивного счетчика. Если вес электрода полностью уравновешен моментом двигателя, то вал двигателя неподвижен, а на выходе датчика 8 перемещения электрода отсутствуют сигналы

"Сложение" ипи *Вычитание" и "Импульсы уравновешивания", реверсивный счетчик не изменяет своего состояния и на третьем входе регулятора 4 частоты вращения двигате- ля перемещения электрода сигнал не меняется.

Если же вес электрода уравновешивается не полностью, а только частично, или момент двигателя превосходит необходимый для уравновешивания, то поворачивается вал двигателя

1 и связанного с ннм датчика 8 перемещения электрода в направлении, соответствующем отклонению момента двигателя перемещения чр электрода от момента, необходимого для уравновешивания веса электрода. Прн этом с выхода датчика 8 перемещения электрода на первый илн второй вход блока 9 уравновешивания поступает сигнал "Сложение",или "Вычитание", а на третий вход — импульсы уравновешивания. В блоке 9 уравновешивания импульсы проходят через элемент И вЂ” НЕ и поступают на счетный вход реверсивного счетчика, который в зависимости or наличия

4О сигнала на шине Сложение или Вычитание производит их сложение нпи вычитание.

Изменяется содержимое счетчика, благодаря чему изменяется сигнал на третьем входе регулятора 4 частоты вращения двигателя перемещения электрода. Ввиду того, что регулятор 4 частоты вращения двигателя перемещения электрода имеет на выходе устройство токоограничения, величина сигнала на его третьем входе не имеет ограничения по амплитуде выдаваемого ограничением, тока двигателя и диаграмма заполнения тока . (момента) двигателя перемещения электрода может быль получена оптимальной, т. е. при первом импульсе уравновешивания ток двигателя перемещения электрода возрастает до предельно

5S фЫустимого, определяемого устройством токоограничения на выходе регулятора 4 частоты вращения, и держится постоянным до последнего импульса уравновешивания. При

991624 этом количество импульсов, необходимое для уравновешивания пути перемещения электрода при уравновешивании — минимально.

Под действием увеличивающегося (уменьшающегося) момента двигателя перемещения электрода скорость перемещения электрода уменьшается до полного останова при равенстве моментов двигателя и необходимого для полного уравновешивания веса электрода. При этом на выходах датчика 8 перемещения электрода исчезает сигнал "Сложение" или "Вычитание" g "Импульсы уравновешивания", реверсивный счетчик не изменяет своего состоя. ния и становится постоянным сигнал на третьем входе регулятора 4 частоты вращения двигате- 1. ля перемещения электрода.

В связи с тем, что при уравновешивании в предлагаемом устройстве диаграмма тока (момента) двигателя перемещения электрода оптимальна и ее заполнение лучше, чем в 20 известном устройстве, для уравновешивания требуется значительно меньшее количество импульсов, а следовательно, и меньше время и путь для полной остановки электрода.

Экспериментальная проверка показала, что при дискретности датчика импульсов

100 имп/оборот в предлагаемом устройстве требуется 1 — 3 импульса для остановки электрода, что соответствует повороту вала электродвигателя на 3,6 — 10,8, в то время как в Зп известном устройстве для аналогичного уравновешивания требуется до 50 импульсов, что соответствует 180 .

Формула изобретения

Использование предлагаемого устройства позволяет эа счет повышения быстродействия уравновешивания снизить степень науглероживания вьшлавляемого металла, а следовательно, поднять его качество и увеличить выход годного на 0,4 — 0,5%.

Устройство для регулирования мощности дуговой электропечи, содержащее для каждой фазы задатчик мощности, подключенный к входу блока зоны нечувствительности, первый выход которого соединен с первым входом регулятора частоты вращения двигателя, связанного выходом с первым входом регулятора тока двигателя, к второму входу которого подключен датчик тока двигателя, а его выход через усилитель мощности связан с двигателем, на валу которого установлен тахогенератор, соединенный выходом с вторым входом регулятора частоты вращения двигателя, и блок уравновешивания веса электрода, три входа которого соединены с выходами датчика перемещения электрода, а четвертый вход — с вторым выходом блока зоны нечувствительности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования путем повышения быстродействия уравновешивания веса электрода, выход блока уравновешивания веса электрода соединен с третьим входом регуляторачастоты вращения двигателя перемещения электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фарнасов Г. А. Автоматизация электроfUIBBKH стали. М., "Металлургия", 1972, с. 87. 2. Авторское свидетельство СССР Р 559470, кл. Н 05 В 7/148, 1974.