Регулятор многофазной дуговой электропечи

Сокэз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кд. Н 05 В 7/148 Р 27 О 11/10 Государственный комнтет ло делам нзсбретеннй н отхрытнй(54) РЕГУЛЯТОР МНОГОФАЗНОЙ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ 1Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к стабилизации работы регулятора мцогофазцой дуговой электропечи, и может быть использовано в дуговых многофазцых электропечах черной и цветной металлургии, в восстановительных и рафинировочцых 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 2трехфазную дуговую печь, то при короткомзамыкании одного из электродов с шихтойили металлом, напряжение дуги в этом элскт.роде падает до нуля, а ток возрастает в 2 -4 раза. Напряжения дуги двух других фаз 5 увеличивается до линейного, т,е. в УЗ раз.В каждый момент времени в трахфазшях печах между токами отдельных фаз ,32, 3справедливо равенство 31+ 3 + Э =- О,поэтому увеличение тока в одной из фазувеличивает абсолютную величину тока вдругих фазах, причем это увеличение токав отдельные моменты времени сравнимо стоком короткого замыкания. Следовательцо,у регуляторов, поддерживающих постоянствоотношения Ч/3 = сопзт, где Ч и 3 и;игряжс.ние и ток фазы печи, это соотношение нарушает.ся во всех трех фазах, так как увеличениенапряжения в двух фазах, вызвано корот.ким замыканием в третьей фазе, не в состоянии скомпенсировать более сильное уве.личецие тока в этих фазах.Очевидно, что сокращение ненужных перемещений электродов при несимметричной974610 35 нагрузке фаз повысит производительностьи стойкость футеровки печи, снизит расходэлектроэнергии и электродов на тонну вы плавляемого металла, улучцпгг условия эксплуатации электрооборудования печи. 5Известен способ автоматического регулирования многофазных электрических дутовыхпечей, при котором для обеспечения неподвижности электродов невозмущенных фазпри нарушении электрического режима в сиг 1 Онал, регулирования вводят дополнительно составляющую, пропорциональную току в нулевом проводе, соединяющем нулевые точкипечи и печного трансформатора 11,Недостатком этого способа регулирования 15является то, что для его осуществления необходимо наличие нулевого провода, в то вре.мя как современная дуговая сталеплавильнаяпечь чаще всего является трехфазным агрегатом без нулевого провода. 20Известен регулятор многофаэцой дуговойэлектропечи, содержащий в каждой фазе датчик напряжения на электроде, параллельнокоторому включена одна из диагоналей первого выпрямительцого моста, ко второй 25диагонали которого подключен первый входусилителя регулятора, трансформатор тока, параллельно вторичной обмотке которого подключены шунтирующий резистор и диагональвторого выпрямительного моста, соединенноговторой диагональю со вторым входом усилителя регулятора, и датчик постоянной состав.ляющей напряжения ца электроде, связанныйвыходом со входом дополнительного усили.теля, выход которого через третий выпрямитель подключен параллельно шунтирующемурезистору 2),Недостатком этого регулятора является то,что корректирующий сигнал изменяет заданиерегулятору ца протяжении всего периода плав.40ки в зависимости от сильно сглаженного зна.чеция постоянной составляющей напряжениядуги,Кратковременные изменения контролируемыхсигналов в других фазах при нарушении45электрического режима в одной из цих приводят, также как и в любых других регулято.рах, к одновременным ненужным перемеще.ниям всех электродов, в то время как перемещать следует лишь один электрод - тот,в котором произошло нарушение электричес.50кого режима. Это объясняется тем, что посто.яццая составляющая напряжения дуги увеличивается с ростом напряжения ца дуге принеизмененном токе дуги. Постоянная составляюц 1 ая равна нулю в случае обрыва дуги иликороткого замыкацця электрола с шихтой.Ес:нг одновременно возрастает напряжение иток дуги при цесиммстричцой нагрузке фаз,то постоянная составляющая уменьшаетсяпримерно на 25 - 30% по отношению к ее зна.чению, снятому при симметричной нагрузкефаз, В указанном способе осуществляется автоматическое изменение задания по току регулятору путем шунтирования тока фазы спомощью переменного сопротивления, управляемого постоянной составляющей напряжения дуги. С увеличением постоянной составлляющей напряжения дуги увеличивается шунтирующее действие корректирующего сигнала,а следовательно, регулятор будет поддерживать больший ток, так как в отношенииМ/Э= сопзт, значение 1 при этом искусственноуменыцается. Если бы постоянная составляю.щая напряжения дуги увеличивалась, а неуменьшалась с ростом напряжения и токадуги, то эффект стабилизации был бы достиг.цут.Цель изобретения - повьццение качестваработы регулятора многофазной дуговой элект.ропечи путем устранения ненужных перемещений электродов при несимметричной нагрузкефаз, повышение производительности печи истойкость ее футеровки, снижение расходаэлектроэнергии и электродов.Для достижения этой цели регулятор снабжен в каждой фазе датчиком скорости изменения постоянной составляющей напряженияца электроде, вход которого соединен с электродом, а выход через четвертый выпрямительс входом дополнительного усилителя,На чертеже изображена схема регуляторадля одной фазы.Одна из диагоналей выпрямительного моста1 подключена к электроду 2 фазы печи, вторая диагональ моста 1 связана со входомусилителя регулятора через резистор 3. Транс.форматор тока 4 включен в ту же фазу печи. Параллельно его вторичной обмотке под.ключены шунтирующий резистор 5 и диагональ второго выпрямительного моста 6 итретьего моста 7. Вторая диагональ моста 6соединена с вторым входом усилителя регулятора через резистор 8. Вторая диагональ мое.та 7 подключена к выходу дополнительногоусилителя 9, вход которого связан непосредственно с датчиком постоянной составляющейнапряжения ца электроде 10 и через четвертый выпрямительный мост 11 с датчикомскорости изменения постоянной составляющейнапряжения 12.Датчик постоянной составляющей содержитиндуктивности 13 и 14 и емкости 15 и 16,а датчик скорости изменения содержит индуктивности 17 и 18, емкости 19 и 20 и транс.форматор 21. На входе дополнительного уси.лителя 9 находятся переменные резисторы 22и 23,974610 ния, не проходят на вход усилителя двига.теля перемещения электродов, подключенногок сопротивлениям 8,Переменные сопротивления 22 и 23 служат5 для регулирования тока усилителя 9 и настройки системы.При уменьшении постоянной составляющейнапряжения дуги абсолютное значение скорости изменения ее возрастет, что на время0 увеличивает шунтирующее действие корректирующего сигнала, и регулятор в этот момент не чувствует увеличения тока, вызван.ного коротким замыканием в соседней фазе.В фазе, где произошло короткое замыка 5 ние, постоянная составляющая напряжениядуги падает до нуля, абсолютное значениескорости изменения ее увеличивается, суммарное значение корректирующего и стаби.лизирующего сигналов в первый момент не0 изменяется и, если короткое замыканиевызвано кратковременным всплеском жид.кого металла, то этот электрод не перемещается регулятором вверх, Если корот-кое замыкание вызвано обвалом шихты и5 электрод следует поднять, то после кратко.временного увеличения абсолютного значенияскорости изменения постоянной составляющейнапряжения дуги она упадет до нуля, таккак станет равной нулю постоянная составляющая напряжения дуги,Применение данного регулятора многофаэной дуговой электропечи устраняет ненужныс псремещения электродов при несимметричной нагрузке фаз за счет введения в регулятор перемещения электродов стабилизирую.щего сигнала, пропорционального абсолютномузначению скорости изменения постоянной составляющей напряжения дуги, Так, при опробовании на одной иэ печей длительностьплавки сократилась на 20 мин, расход элект.роэнсргии снизился на 25 кВтч/т, стойкостьфутеровки печи повысилась на 12%, расходэлектродов 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 3пропорциональны соответственно току и напряжению дуги, Разница напряжений (или ихчастей) на этих сопротивлениях подается науправляющую обмотку усилителя двигателяперемещения электрода (на чертеже не показаны). Так как эти напряжения включенывстречно, то при заданном режиме они рав.ны и через обмотку усилителя ток не протекает, двигатель перемещения электрода неподвижен.1При превышении током печи заданного зна.чения падение напряжения на резисторе 8становится больше, в обмотке управленияусилителя появляется ток, двигатель начинаетвращаться в сторону подъема электрода. При 2уменьшении тока печи ниже заданного зиаче.ния уменьшается падение напряжения на сопротивлении 3, ток в обмотке управления течет в обратном направлении и двигатель опус.кает электрод.2Изменение задания в промышленных регуля.торах осуществляется путем шунтированиятрансформатора тока 4. Меняя величину шунтирующсго сопротивления 5, можно менятьсоотношение между током псчи и напряжением на резисторе 8, а следовательно, менятьзначение тока печи, которому соответствуетравенство напряжений на резисторах 8 и 3.Устройство стабилизации работы регуляторамногофазной дуговой электропечи работает35параллельно с устройством коррекции заданиярегулятору по току.Как только появляется постоянная составляющая напряжения дуги, указанной полярности выходной транзистор открывается ичерез него течет ток, величина которогопрямо пропорциональна постоянной составляющей напряжения дуги и абсолютному зна.чению скорости изменения постоянной составляющей напряжения дуги снимаемой с выхода стабилизирующего трансформатора,При медленном изменении постоянной составляющей напряжения дуги сигнал с выходатрансформатора 21 отсутствует. Чем быстрееизменяется постоянная составляющая напря.50жения 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 нагрузкойфаэ и быстропроходящими помехами иприводящие к резкому изменению тока навеличину большую, чем изменение напряжеФормула изобретения Регулятор многофазиой дуговой электропечи, содержащий в каждой фазе датчик напряжения иа электроде, параллельно которому включена одна из диагоналей первого выпрямитель- ного моста, к второй диагонали которого подключен первый вход усилителя регулятора, трансформатор тока, параллельно вторич. ной обмотке которого подключены шуитирующий резистор и диагональ второго выпря. мительного моста, соединенного второй диаго. налью с вторым входомусилителя рсгулято ра, и датчик постоянной составляющей напря.10 Составитель О, ТурпакТехред С,Мигунова Корректор М. Демчик Редактор О, Колесникова Заказ 8737/79 Тираж 862 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужтород, ул. Проектная, 4 7 9746 женил о электроде, связанный выходом с вхо. дом дополнительного усилителя, выход которого через третий выпрямитель подключен па.раллельно шунтирующему резистору, о т л и. чаю щи й ся тем, что, с целью новы- З щения качества работы регулятора путем устранения ненужных перемещений электродов при несимметричной нагрузке фаз, регулятор снабжен в каждой фазе датчиком скорости изменения постоянной составляющей напряже. 10 ния на электроде, вход которого соединен сэлектродом, а выход через четвертый выпрямитель с указанным входом дополнительногоусилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 120275кл. Н 05 В 7/18, 1959,2, Авторское свидетельство СССР по заявке У 2515151/24.07, кл. Н 05 В 7/148, 1977.