Способ регулирования мощности дуговой электропечи и устройство для его осуществления

2063517 07 Государственный иомите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 03.05.78(72) Авторы изобретения лев и В, М. Эдемски Г, Б. Толкач 71) Заявитель(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ 1 ЦЕСТВЛЕНИЯвляетс мак нях нпо тех- регулиечи, при формий параачением атывают Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано для автоматизации электросталеплавильной печи.Известен способ регулирования электрической мощности дуговых электропечей по раз,ности сигналов, пропорциональных току и напряжению дуги, при котором эту разность, соответствующую полному сопротивлению участка цепи: электрод, расплав металла - поддерживают равной заданному значению, выбранному по какому-либо параметру, например по максимуму полезной мощности ЯНедостатком способа является невысокий электрический КПД, так как способ не позволяет обеспечить работу в области максимума полезной мощности, положение которого меняется при изменении физико-химических условий горения дуги, а также с переходом на друтую степень напряжения печного трансформатора. Наиболее близким к изобретению нической сущности является способ рования мощности дуговой электроп котором измеряют напряжение дуги руют на его основе контролируемь метр, сравнивают его с заданным з контролируемого параметра и отраб сигнал рассогласования 2. Недостатком этого способа я я невы сокая точность поддержания симума мощности на различных ступе апряже. ния трансформатора,Известно устройство для регулирования мощности дуговой электропечи, содержащее силовой трансформатор с переключателями ступеней напряжения, для каждой фазы дат. чик напряжения дуги, подключенный к первому входу блока деления, выход которого соединен с исполнительным механизмом перемещения электрода 3). Недостатком этого устройства яьлястся низкий КПД.Целью пзооретснпя является повышение КПД путем повышения точности поддержания максимума мощности, Поставленная цель достигается за счет того, что дополпнтельно измеряют амплитудное значение фазного питающего напряжения, а контролнруе мый параметр формируют птем деления на пряженпя дуги на амплитудное значение фаз ного питающего напряжения.Устройство для реализации способа снаб, жено подключенным к выводам первичнои обмотки силоього трансформатора датчиком амплитудного значения фазного питающего напряжения, выход которого соединен со вторым блоком деления через резистор, связанный по цепи управления с переключателем ступеней напряжения.("+(" 2 г1 -432(1+ 1 г) 50 55 60 65 Полезная активная мощность, потребляемая печью, определяется по следующей формуле-. где К - амплитудное значение питающегонапряжения;Р - активное сопротивление контура;- начальная фаза ЭДС;р - отношение напряжения дуги Скамплитудному значению питающеУго напряжения Кт. е. р=тПродифференцируем мощность по Р с учетом того, что Получим выражение для определения значения ,соответствующего максимуму мощности, в зависимости от отношения сопротивления контура г к активному сопротивлению Я=у: 4 1 -- Ж+ Р)г(згзт Анализ этого выражения, показывает, что изменениев пределах, имеющих место на практике, незначительно сказывается на значении опсоответствующему максимуму мощности. Так, напр имор, для у =1, роп, -- .=0,40, а для у=10, р,пт=0,45.Таким образом, коррекция Роп, в зависимости от у - резерв для повышения точности спосо 5 а. Однако,на практике этими изменениями можно пренебречь, что позволит значительно упростить конструкцию регулятора, реализующего способ.Как следует из формулы, и как установлено авторами экспериментально, электрическая мощность является функцией от р (экстремальной), причем экстремум этой функции (максимум) не зависит ни от каких параметров, так как включает в себя зависимость от всех параметров, определяющих мощность. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4На фиг. 1 показана зависимость мощности от р на различных ступенях напряжения печного трансформатора; на фиг. 2 - устройство для реализации способа.Как видно из фиг, 1, все максимумы мощности соответствуют одному и тому же значению Роп,.Устройство для регулирования мощности дуговой печи 1 содержит датчик 2 амплитудного значения питающего напряжения, датчик 3 напряжения дуги, блок 4 деления, блок 5 сравнения, блок 6 задания, исполнительный механизм 7, сопротивление 8 компенсации, переключатель 9 ступеней напряжения, переменное сопротивление 10.Регулятор работает следующим образом.При отклонении режима работы электропечи 1 от оптимального сигналы на выходе датчика 2 амплитудного значения питающего напряжения и датчика 3 напряжения дуги изменяются, в результате чего после деления их в блоке деления 4 значение Р (отношение напряжения дуги к амплитудному значению питающего напряжения) отклоняется от заданного оптимального значения Сравнение текущего значения р с заданным происходит в 5 локе сравнения 5. Оптимальное значение Д,псоответствующее максимуму мощности, устанавливается в блоке задания 6. В соответствии со знаком отклонения Р на вход исполнительного механизма 7 поступает сигнал на подъем или опускание электрода до восстановления оптимального значения роптНаличие сопротивления 8 позволяет компенсировать падение напряжения на электроде и получить на выходе датчика 3 напряжение дуги,Показанное на чертеже подключение датчика 2 амплитудного значения питающего напряжения обеспечивает зависимость сигнала не только от номера ступени напряжения благодаря наличию переключателя 9 ступеней напряжения и переменного сопротивления 10, но и от колебаний напряжения в цеховой электросети. Формула изобретения 1. Способ регулирования мощности дуговой электропечи, при котором измеряют напряжение дуги, формируют на его основе контролируемый параметр, сравнивают его с заданным значением контролируемого параметра и отрабатывают сигнал рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД печи путем повышения точ. ности поддержания максимума мощности, дополнительно измеряют амплитудное значение фазного питающего напряжения, а контролируемый параметр формируют путем деления напряжения дуги на амплитудное значение фазного питающего напряжения.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее силовой трансформатор5с переключателем ступеней напряжения, для каждой фазы датчик навряжения дуги, подключенный к первому входу блока деления, выход которого соединен с исполнительным механизмом перемещения электрода, о тл ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено подключенным к выводам первичной обмотки силового трансформатора датчиком амплитудного значения фазного питающего напряжения, выход которого соединен со вторым входом 6007486блока деления через резистор, связанный поцепи управления с переключателем ступенейнапряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 301880,кл, Н 05 В 7/18, 1971.2, Патент Японии6516, кл. 675 31, 196.3. Авторское свидетельство СССР 173348,10 кл. Г 27 Р 19/00, 1960.