Устройство для автоматического управления электрическим режимом трехфазной рудовосстановительной электропечи

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ТРЕХФАЗНОЙ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее в цепи управления каждой фазы датчик фазной активной мощности, соединенный с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока опорного значения фазной мощности , исполнительный механизм перемещения электрода, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печи путем сокращения времени ввода печи в рациональный режим работы, первые выходы элементов сравнения трех фаз соединены с входами сумматора, связанного выходом с входом усилителя, три первых выхода которого соединены с первыми входами трех дополнительных элементов сравнения, вторые входы которых соединены с вторыми выходами элементов сравнения трех фаз, выход каждого дополнительного элемента сравнения соединен с пер (Л вым входом соответствукадего дополнительного сумматора, вторые входы трех дополнительных сумматоров соединены с четвертым выходом усилителя , а выход каждого из сумматоров связан с входом исполнительного механизма перемещения электрода.

(19) О1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5)) Н 05 В 7/148

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЫБАИО И((,(I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3539733/24-07 (22) 17, 01. 83 (46) 23.05.84. Бюл. Р 19 (72) М.Ю. Богатырев, A.Ì. Шварев, A.A. Фомичев, В.Н. Ковалев и E.Т. Раженков (71) Тульский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.365.22(088.8) (56) 1. Рудницкий Б. Автоматизация процессов рудной электроплавки в цветной металлургии. М., "Металлургия", 1973, с. 121-132.

2., Регулятор АРР-1. Листок-каталог

М., ВНИИР, Информэлектро, 1979. (54}(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ТРЕХФАЗНОИ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНОИ

ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащЬе в цепи управления каждой фазы датчик фазной активной мощности, соединенный с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока. опорного значения фазной мощности, исполнительный механизм перемещения электрода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности печи путем сокращения времени ввода печи в рациональный режим работы, первые выходы элементов сравнения трех фаз соединены с входами сумматора, связанного выходом с входом усилителя, три первых выхода которого соединены с первыми входами трех дополнительных элементов сравнения, вторые входы которых соединены с вторыми выходами элементов сравнения трех фаз, выход каждого дополнительного (9 элемента сравнения соединен с первым входом соответствующего дополнительного сумматора, вторые входы трех дополнительных сумматоров соединены с четвертым выходом. усилителя, а выход каждого из сумматоров Я связан с входом исполнительного механизма перемещения электрода.

1094164

Изобретение отНосится к электротермии, а именно к управлению электрическим режимом рудовосстановительных электрических печей.

Управлени электрическим режимом рудовосстановительной электрическс и печи должно поддерживать рациональный технологический режим работы печи, характеризующийся равномерным протеканием восстановительных процессов в ванне, и равномерную нагруз10 ку приэлектронных зон печи. При этом наблюдается максимум вводимой в печь мощности. Управление электрическим режимом чаще всего осуществляется путем выбора соответствующей посадки 15. электродов.

Известно устройство для автомати1ческого управления рудовосстановитель" ной электропечью, содержащее для каждого электрода датчики тока и напря- Zp жения, соединенные с входами блока деления, выход которого соединен с входом блока управления приводом перемещения электрода (1) .

Недостатком этого устройства 25 является низкая точность регулирования.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического управления электрическим режимом трехфазной рудовосстановительной электропечи, содержащее в цепи управления каждой фазы датчик фазиой активной мощности, соединенный с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока опорного напряжения, и исполнительный механизм перемещения электрода t2j .

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие при вводе печи в рациональный режим, что снижает производительность печи.

Цель изобретения — повышение производительности печи путем сокращения времени ввода печи в рациональный 45 режим работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического управления электрическим ре 50 жимом трехфазной рудовосстановительной электропечи, содержащем в цепи управления каждой фазы датчик фазной активной мощности, соединенный с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока опорного значения фазной мощности, исполнительный механизм перемещения электрода, первые выходы элементов сравнения трех фаз соединены с входами сумматора, связанного выходом50 с входом усилителя, три первых выхода которого соединены с первыми входами трех дополнительных элементов сравнения, вторые входы которых соединены с вторыми выходами эле- 65 ментов сравнения трех фаз, выход каждого дополнительного элемента сравнения соединен с первым входом соот ветствующего дополнительного сумматора, вторые входы трех дополнительных сумматоров соединены с четвертым выходом усилителя, а выход каждого из дополнительных сумматоров связан с входом исполнительного механизма перемещения электрода.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

К рудно-термической печи 1 подключены первый 2, второй 3 и третий 4 датчики активной мощности фаз, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого 5, второго б и третьего 7 элементов сравнения, на вторые входы которых подаются опорные значения активных мощностей соответственно первой, второй и третьей фаз, а первые выходы подаются на первые входы соответственно четвертого" 8, пятого 9 и шестого 10 элементов сравнения, Ноторые своими выходами соединены

ic входами соответственно первого 11, второго 12 и третьего усилителей 13, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого 14, второго 15 и третьего 1б сумматоров, которые своими выходами соединены с входами соответственно первого 17, второго 18 и третьего 19 функциональных преобразователей, далее вторые выходы первого 5, второго б и третьего 7 элементов сравнения соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами четвертого сумматора 20, выход которого подается на вход четвертого усилителя 21, первый выход которого. соединен с входом пятого усилителя 22, а второй, третий и четвертый выходы подаются на вторые входы соответственно четвертого 8, пятого 9 и шестого 10 элементов сравнения. В свою очередь первый, второй и третий выходы пятого усилителя 22 подаются на вторые входы соответственно первого 14, второго 15 и третьего 16- сумматоров, выходы первого 17, второго 18 и третьего 19 функциональных преобразователей соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами рудно-термической печи 1.

Устройство работает следующим образом.

Ъ

Полученные при помощи датчиков

2 — 4 значения фазных активных мощностей Р, Р> Р3 сравниваются на элементах 5 — 7 сравнения с опорными значениями Р10п Ф р20п Р30п Р в резуль.тате на выходах элементов получают

1сигналы рассогласования ЬР„=Р„-Р...

: h p =p h p3 =P3 -Р3 „. Далее зти сиг2 10п налы поступают йа первые входы чет1094164 вертого 8, пятого 9 и шестого 10 элементов сравнения и на четвертый сумматор 20, соединенный с четвертым усилителем 21, на выходах которого получают сигнал, равный среднему рассогласованию фазных мощностей.

3

Сигнал аР является приближенной оценкой отклонения величины активной мощности каждой фазы от опорного значения, поэтому одинаковым образом используется в цепи управления каждой фазы: на трех выходах пятого 15 усилителя 22 получают сигнал 3О =

К а Рр, пропорциональный среднему отклонению активной мощности, и подают его на вторые входы первого 140 второго 15 и третьего 16 сумматоров. g()

На первые входы этих сумматоров поступают сигналы, пропорциональные разностям между фазными рассогласо-. ваниями мощностей Р,, ЬР, Р и средним рассогласованием дР; Зо, = 25

0 ) 302 2 г

<Р ), 3nq К3 (ьР3 — @Pa ) . Эти сигналы формируются на четвертом 8, пятом 9 и шестом 10 элементах сравнения и последовательно соединенных с ними первом 11, втором 12 и третьем 13 усилителях, и необходимы для того, чтобы учесть, насколько ртклонение мощности в каждой фазе отличается от приближенной оценки такого отклонения величиной ь Р о

Таким образом, на выходах первого 14, второго 15 и третьего 16 сумматоров имеем сигналы вида 3, (дР— Р ) + К ЬР„, гДе номер фазы. Эти сигналы после пре- 40 образования на первом 17, втором 18 и третьем 19 функциональных преобразователях вызывают перемещение электродов печи 1.

В результате рассогласование мощ- 45 ности в какой-либо фазе или во всех трех фазах может компенсироваться одновременным перемещением всех трех электродов печи, если все сигналы 1; отличны от нуля. При этом 5О учитывается взаимное влияние фаз посредством величины Р .

Учет взаимного влияния фаз при управлении электрическим режимом печи приводит к тому, что при компенсации рассогласования мощности каждой фазы путем перемещения электрода вызываемые этим перемещением дополнительные рассогласования мощностей в остальных фазах минимальны, поскольку упреждаются при работе устройства. Упреждение происходит потому, что при возникновении рассогласований мощност и (j;B3i вызванных перемещением какого-либо электрода, изменяются среднее рас- согласование Рр а следовательно, и величины сигналов 3,, управляющих перемещениями электродов.

Коэффициенты К, К, Кз и К настройки соответственно первого 11-, второго 12, третьего 13 и пятого

22 усилителей выбираются исходя из рационального режима работы печи.

:Техническая реализация устройства не вызывает трудностей.

Так, датчики фазных активных мощностей могут быть построены с использованием применяемых в электротермии датчиков тока и напряжения и измерительных преобразователей активной мощности на множительных блоках.

Сумматоры строятся на операционных усилителях, на которых могут быть также построены элементы сравнения, применяемые в устройстве.

При этом используются операционные усилители, имеющие прямые и инверсные входы. Каждый из функциональных преобразователей, используемых в устройстве, состоит из последовательно соединенных порогового элемента, элемента задержки и силового усилителя, выход которого непосредственно подается на вход исполнительного механизма перемещения электрода печи. Пороговый элемент необходим для исключения колебательного режима работы устройства, возникающего при появлении меняющихся по закону управляющих воздействий (сигналов J ) малой амплитуды. Элемент задержки применяется для отстройки схемы устройств от кратковременных сигналов длительностью 0,5-2 с, нарушающих нормальную работу устройст( а. Подобные технические решения акже применяются в электротермии.

Использование предлагаемого устройства для автоматического управления электрическим режимом рудовосстановительной электрической печи позволяет повысить производительность печи ориентировочно на 3-4%, что позволяет получить экономический эффект в размере 4064 1 — 59 188 руб. в год на одну печь.

1094164

Составитель Г. Тараканова

Редактор С. Саенко Техред Л.Микеш. Корректор А. Ильин

Заказ 3458/45 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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