Электрогидравлический регулятор для регулирования мощности дуговой электропечи

ИСАЙ И Е БРЕТЕНИЯ О Ю 8 Союз СоветскихокиалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ цлео то 3 ттехт 1етчтт а екнмче,екбиЯуле;щцв М .-.211 т, 24/05 ависимое от авт. свидетельства1201525/24-7) Заявлено 06.Х 11,196 с присоединением з Н 05 Ь621.365.22 (088,8) Комитет по деламизобретений н открытипри Сонете МинистровСССР иоритетубликовано 10,1 Х.1969, Бюллетеньта опубликования описания 10.11.1970 Авторыизобретен. Т. Прошкин, Я. Д. Бритва, Б. М. Ларионов, К. М, Хасин и В, М, Эдемский Никитин,явитель ЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ РЕГУЛИРОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ ЛЕКТРОГИД ВЛНИЯИзвестные электрогидравлические регуляторы для регулирования мощности дуговой электропечи путем перемещения электродовсодержащие приводной гидроцилиндр, блок задания номинальной мощности и электромеханический преобразователь сигналов рассогласования по току и напряжению фазы, механически соединенный с плунжером силового управляющего золотника, имеющего зону нечувствительностиподключенного,к напорной и сливной магистралям, не обеспечивают точного поддержания заданного уровня электрической энергии, вводимой в ванну электропечи.Это объясняется, в частности, тем, что быстродействие регулятора ограничено, например, условиями устойчивости. Следовательновсегда с момента возникновения возмущения до его ликвидациями имеет место отклонение режима от заданного, причем чем больше амплитуда возмущения, тем больше и длительное отклонение. Кроме того, реальный регулятор, в отличие от идеального, в целях повышения устойчивости системы всегда имеет зону нечув.стаительности, в пределах, которой регулируемый параметр не контролируется. В современных регуляторах дуговых электропечей нечувствительность колеблется в пределах 3 - 7% от номинального значения регулируемого параметра,Известные вычислительные устройства, которые в процессе работы электропечи вычисляют разность между заданным и фактическимзначением количества электроэнергии, вводимой в электропечь, а затем осуществляют кор 5 рекцию уставки электрического режима. Однако они не нашли широкого применения ввидуих сложности.Основной отличительной особенностью описываемого регулятора является то, что он10 снабжен электрогидравлическим интегратором, состоящим из двух симметричных секций,один, выход, каждой из которых связан с блоком задания номинальной мощности, другойвыход через запорный золотник - со сливной15 магистралью, вход через дополнительныйуправляющий золотник - с напорной магистралью, а плунжеры силового и дополнительного управляющих золотников механическисоединены. Это повышает точность регулирова 20 ния,Отличие состоит также в конкретном использовании электрогидравлического интегратора.Принципиальная схема предлагаемого регулятора представлена на фиг. 1; на фиг. 2 пока 25 зан график его работы, где 1 Ф - ток фазы печи; Ь - зона нечувствительности регулятора;туст зут - уставки тока печи; Рудудельный расход электроэнергии; б,. - область минимального удельного расхода элек 30 троэнергии; 1 - время.3Электропечь 1 (см. фиг. 1) содержит трансформаторы фазного напряжения 2 и фазноготока 3, к зажимам которых подключаются однофазные конденсаторные двигатели 4 и 5 таким образом, что их моменты встречны,Валы двигателей жестко соединены шестерней, находящейся в зацеплении с рейкой силовото золотника б, который управляет плунжером перемещения электрода 7.Силовой золотник жестко сочленен с распределительным золотником 8. В отличие от силового золотника, имеющего положительноеперекрытие, распределительный золотникимеет нулевое перекрытиеиначе говоря, нулевую зону нечувствительности по:перемещению.Полости распределигельного золотника сообщаются с объемными накопителями 9 и 10,жидкость из которых раздельно периодическисливается через электрогидравлические золотники 11 и 12 или одновременно через золотник 18.Разность уровней скопившейся в накопителях жидкости измеряется двумя поплавками14 и 15, соединенными, коромыслом, имеющимподвижный заземленный, контакт.В случае, когда электропечь работает в заданном режиме, сигналы на зажимах двигателей 4 и 5, управляющих силовым 6 и распределительным 8 золотниками равны, а плунжеры последних под воздействием установочныхпружин находятся в нулевом положении, Приэтом магистраль, соединяющая силовой золотник с плунжером электрода 7, и магистральнапора распределительного золотника перекрыты, Накопители 9 и 10 не содержат в себежидкости, а их сливные магистрали запертызолотниками 11 и 12.В случае, когда электропечь работает в режиме, отличном от заданного, с превышениеммощности, например,возрастает ток фазы,а,напряжение ее снижается, тогда моменты,,развиваемые двигателями 4 и 5, окажутся неравными, и под воздействием избыточного момента двитателя 4 плунжеры силового б и распределительного 8 золотников переместятся,на соответствующую величину. Если перемещение плунжера золотника б окажется за пределами границы зоны нечувствительности, топлунжер перемещения электрода 7 будет сообщен с напорной, магистралью гидравлического источника питания, и электрод 16 будетперемещаться вверх до тех пор, пока не восстановится равенство сигналов на двигателях4 и 5,Если перемещение плунжера силового золотника 6 произойдет в пределах границ зонынечувствительности, то перемещения электрода 16 не последует, Однако в том и другомслучае распределительный золотник 8, имеющий,нулевую зону нечувствительности, откроетдоступ жидкости в,накопитель 9 в количестве,пропорциональном смещению его плунжера(иначе говоря, пропорционально амплитудевозмущения) и длительности отклонения. Поскольку профиль плунжера золотника 8 вы 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 голнен пропорциональным, то количество жидкости, накопившейся в накопителе в процессе отклонения режима, пропорционально количеству электроэнергии, введенному в кон. кретном случае сверх заданной нормы.В общем случае таких отклонений можег быть большое количество, и всякий раз жидкость будет накопляться в накопителе 9. Поскольку уровень жидкости в накопителе 9 превышает уровень жидкости в накопителе 10, то поплавок накопителя 9 расположится выше поплавка накопителя 10 и контакт К, будет замкнут.Однако, катушка реле Р, еще не находится под напряжением, так как контакты реле времени и блокировочного реле разомкнуты,Реле времени РВ работает с независимым отсчетом времени и по истечении наперед заданного времени, например 10 мин, замыкаег свой, контакт,в цепи катушки реле Р (а,контакт К был замкнут ранее) и начинает отсчет времени заново.При этом катушка реле Р получив питание, посредством промежуточного реле РП блокирует,контакт реле времени РВ, замыкает свой контакт в цепи двигателя 4, шунтируя сопротивление 1 с повышая тем самым ток в цепи, что эквивалентно изменению уставки мощности, и подает питание на катушку золотника 11, установленного на сливе накопителя 9.Повышение тока в цепи двигателя приводит к неравенству встречных моментов двигателей 4 и 5, в результате чего регулятор переместит электрод 16 вверх до восстановления равенства моментов двигателей, управляющих золотником б.На графике (см. фиг. 2) это соответствует моменту, времени 1 когда регулятор перешел из режима работы с уставкой 1, на режим работы с уставкой 1,. В течение времени 1=1 - 1 равном времени слива жидкости из накопителя 9 до выравчивания уровней жидко,сти в накопителях 9 и 10, регулятор работает с пониженной уставкой мощности печи, причем это понижение компенсирует ранее совершившийся перебор мощности. Время 1=1 - 11 экспериментально подбирается регулировкой дросселя Др в зависимости от величины сопротивления 1 с, (глубины коррекции).Глубина, коррекции может быть такой, что коррекция произойдет в пределах б - оптимального удельного расхода электроэнергии.По истечении избытка жидкости из накопителя 9 контакт К, размыкается, катушка реле Р обесточивается, Следовательно, размыкаются контакты реле Рт в цепи двигателя 4 и катушки золотника,11, а регулятор из режима работы с уставкой 1,в момент времени й. переходит в режим работы с уставкой 1,.В случае, когда электропечь работает в режиме, отличном от заданного, с понижением мощности, например ток фазы понижается, напряжение фазы возрастает, тогда момент двигателя 4 окажется меньше момента двигателя 5, и рейка плунжера силового золотника бпереместится в сторону соединения магистрали слива с плунжером перемещения электрода 7, и электрод 1 б будет перемещаться до тех пор, шока не наступит равенство напряжений на двигателях 4 и 5.Распределительный золотник 8 открывает доступ масла в накопитель 10, При подъеме поплавка 15 замкнется контакт К Затем, когда реле времени РВ замкнет свой контакт, и катушка реле Р, окажется под напряжением, произойдет замыкание контакта, шунтирующего сопротивление Л в цепи двигателя 5, и произойдет смена уставки мощности в сторону ее увеличения. Длительность коррекции зависиг от,величины превышения уровня жидкости в накопителе 10 над уровнем жидкости в накопителе 9.В процессе работы регулятора возможен такой случай, когда накопление жидкости в накопителях 9 и 10 происходит одновременно так, что коррекция не последует, накопители окажутся переполненными. На этот случай в схеме предусмотрен золотник 13 быстрого сброса жидкости, который вступает в действие, когда контакты К, и К разомкнуты, и возвращает схему к нулевым условиям,Предмет изобретения1, Электрогидравлический ретулятор для регулирования мощности дуговой электропечи путем перемещения электродов, содержащий приводной гидроцилиндр, блок задания номинальной мощности и электромеханический преобразователь сигналов рассогласования по току и напряжению фазы, механически соединенный,с плунжером силового управляющего золотника, имеющего зону нечувствительности, подключенного к напорной и сливной магистралям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, он снабженэлектрогидравлическим интегратором, состоящим из двух симметричных секций, один выход каждой из которых связан с указанным5 блоком задания номинальной мощности, второйвыход через запорный золотник - со сливноймагистралью, вход через дополнительный управляющий золотник - ,с напорной маги.стралью, а плунжеры силового и дополнитель 10 ного управляющих золотников механическисоединены,2. Регулятор по п, 1, отличающийся тем, чтокаждая из секций интегратора выполненав виде цилиндра-накопителя с поплавком, по 15 плавки обоих цилиндров соединены уравновешивающим рычажным коромыслом, на котором закреплен заземленный подвижный контакт трехпозиционного контактора, каждый издвух неподвижных контактов которого под 20 ключен к выходу катушки одного из двух реле, вторые выводы катушек которых объеди.иены и соединены через контакты реле времени и блокирующие контакты с незаземленнымполюсом источника питания цепей управления,25 один контакт каждого реле соединен с блокомзадания номинальной мощности, а другой связан с электромагнитами, управляющими запорными золотниками цилиндров на выходецилиндров-накопителей.ЗО 3. Регулятор по пп. 1 и 2, отличающийсятем,что, с целью полного и быстрого опорожненияцилиндров-накопителей от жидкости при равенстве ее уровней в цилиндрах и подготовкиинтегратора к очередному циклу, цилиндры35 снабжены дополнительными сливными патрубками, которые объединены и через вспомогательный запорный золотник соединены со сливной магистралью, а катушка управления этогозолотника управляется обоими указаиными40 реле.иг.2гавитель А. ОбухРеда ктофельдманред 3, Н. ТараненкКорректор А. С. Колабаказ 121/12 Тираж 480 ПодписноеНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография пр. Сапунов