Устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее для каждой фазы блок измерения управляющего напряжения дуги, входы которого соединены с датчиком тока, датчиком фазного напряжения и датчиками первой производной тока дуги по времени двух других фаз, a выход соединен с первым входом блока т авнения , второй вход которого подключен к блоку.опорного напряжения, a выход через операционный усилитель с обратной связью связан с исполнительным механизмом перемещения электрода , отличающееся тем, что, с цепью повышения точности управления электрическим режимом, оно снабжено блоком определения частоты колебания сигнала рассогласования , блоком обнуления, блоком триггера, блоком счетчиков, генератором эталонных частот, блоком дешифраторов , инвертором, элементом совпадения и блоком шунтирования, вход блока-определений частоты колебания сигнала рассогласования соединен с выходом блока сравнения, a его выход через.блок обнуления соединен с первым входом блока счетчиков , второй вход которого подключен : к генератору эталонных частот, a О) вькод через блок дешифраторов и инвертор - к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом блока определения частоты колебания сигнала рассогласования , a выход - с первым входом блока триггера, соединенного вторым входом с выходом блока определения частоты колебаний сигнала рассогласования , a выходом - с входом блока щунтирования, выход которого связан с цепью обратной связи операционного усилителя.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
РЕСПУБЛИН ае (и) ЗСЗВ Н 0
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3638107/24-07 (22) 24.08.83 (46) 15. 12.84. Вюл. Р 46 (72) В.И.Дрогни, В.А.Гордиенко, В.А.Харченко, А.П.Татаров, А.М.Нестеров, В.Н.Курлыкин и В.Н.Коломота (71) Донецкий металлургический завод им. В.И.Ленина (53) 621.365.22 (088.8) (56) 1. Электрооборудование и автоматика электротермических установок.
Под ред. А.П.Альтгаузена и др, М., "Энергия", 1978,.с, 254, 2. Авторское свидетельство СССР
В 731616, кл. Н 05 В 7/148, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее для каждой фазы блок измерения управляющего напряжения дуги, входы которого соединены с датчиком тока, датчиком фазного напряжения и датчиками первой производной тока дуги по времени двух других фаз, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к блоку, опорного напряжения, а выход через операционный усилитель с обратной связью связан с исполнительным механизмом перемещения электрода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления электрическим режимом, оно снабжено блоком определения частоты колебания сигнала рассогласования, блоком обнуления, блоком триггера, блоком счетчиков, генератором эталонных частот, блоком дешифраторов, инвертором, элементом совпадения и блоком шунтирования, вход блока-определений частоты колебания сигнала рассогласования соединен с выходом блока сравнения, а его выход через блок обнуления соединен с первым входом блока счетчиков, второй вход которого подключен; I к генератору эталонных частот, а выход через блок дешифраторов и инвертор — к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом блока определения р частоты колебания сигнала рассогласования, а выход — с первым входом блока триггера, соединенного вторым входом с выходом блока определения частоты колебаний сигнала рассогласования, а выходом — с входом блока шунтирования, выход которого связан с цепью обратной связи операционного усилителя.
1129748
Изобретение относится к электро термин, в частности к управлению электрическим режимом дуговой элект ропечи.
Известно устройство для управления электрическим режимом .дуговой электропечи, содержащее датчики тока и напряжения, соединенные с входами блока сравнения, выход кото.рого связан с блоком управления ис- !О полнительным механизмом перемещения эл ектр ода (1) .
Недостатком этого устройства является низкая точность поддержания заданного режима. 15
Наиболее близким к предлагаемому ио технической сущности является устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее для 20 каждой фазы блок измерения управляющего напряжения, входы которого соединены с датчиками тока, напряжения и датчиками первой производной тока дуги по времени Двух др угих фаз, а 25 выход соединен с первым входом блока . сравнения, второй вход которого подключен к блоку опорного напряжения, . а выход через операционный усилитель с обратной связью связан с исполни- 30 тельным механизмом перемещения электрода {2j .
Недостатком известного регулятораявляется отсутствие в нем элемента, препятствующего вводу системы в авто-З5 колебательный режим на собственных резонансных частотах. Подобный режим, возникает при определенном соотношении между параметрами дугового разряда элементов конструкций печи и 40 устройства автоматического управления электрическим режимом. При этом происходит ввод стойки, трубошин и электрода в резонанс, что ведет к возникновению вертикальных и горизон 45 тальных колебаний с инфранизкими частотами (например 0 1-10 Гц). В ре) зультате значительно снижаются точность управления электрическим режимом печи, эффективность ввода в печь полезной мощности а также уве) личивается вероятность поломок электродов и выхода из строя печноб вания.
ro о ор до
Цель изобретения — повышение точности управления электрическим режи- . мом а.Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее для каждой фазы блок измерения управляющего напряжения дуги, входы которого соединены с датчиком тока, датчиком фазного напряжения и датчиками первой производной тока дуги по времени двух других фаз, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к блоку опорного напряжения, а выход через операционный усилитель с обратной связью связан с исполнительным механизмом перемещения электрода, снабжено блоком определения частоты колебания- сигнала рассогласования, блоком обнуления, блоком триггера, блоком счетчиков, генератором эталонных частот, блоком дешифраторов, инвер- . тором, элементом совпадения и блоком шунтирования, вход блока определения частоты колебания сигнала рассогласования соединен с выходом блока сравнения, а его выход через блок обнуления соединен с первым входом блока счетчиков, второй вход которого подключен к генератору эталонных частот, а выход через блок дешифраторов и инвертор — к первому входу элемента совпадения, вт ор ой вход которого соединен с выходом блока определения частоты колебания сигнала рассогласования, а выход — с первым входом триггера, соединенного вторым входом с выходом блока определения частоты колебаний сигнала рассогласования, а выходом — с входом блока шунтирования, выходы которого включены в цепь. обратной связи операционного усилителя.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для одной фазы, на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений.
Устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой элекгропечи содержит блок 1 измерения управляющего напряжения дуги, датчик 2 тока. первой фазы, датчик 3 фазного напряжения, датчики
4 и 5 первой производной токов второй и третьей фаз по времени, блок сравнения 6, блок 7 опорного напряжения, операционный усилитель 8, силовой усилитель 9, исполнительный механизм перемещения электрода 10.
1129
Если в процессе работы печи создаются необходимые для возникновения автоколебаний системы условия, система входит в резонанс и начинает раскачйваться с собственной частотой.
Совершающиеся при этом колебания электрода приводят к колебанию на:,пряжения дуги с той же частотой, поскольку -оно линейно зависит от длины 40 дуги. Опорное напряжение для данного периода плавки имеет постоянную величину, поэтому на выходе блока "равнения 6 возникают колебания сигнала рассогласования с частотой колебания системы. Колеблющийся сигнал далее усиливается и через исполнительный механизм 10 передается на электрод
11, что приводит к установлению незатухающих колебаний всей системы на
50 собственной резонансной частоте
Для того, чтобы избежать возникновения подобного явления, необходимо при появлении колебаний с собственной резонансной частотой системы прекратить подачу сигнала на вход силового усилителя 9 (например, закоротить цепь обратной связи опера3 электрод 11, блок 12 определения частоты колебания сигнала рассогласования, блок обнуления 13, содержащий инверторы 14 и 15 и дифференцирующую цепочку, сооранную на элементах 16 и 17, блок счетчиков 18, генератор эталонных частот 19, блок дешифраторов 20, инвертор 21, элемент совпадения 22, блок триггера 23, содержащий PS-триггер 24, собранный на элементах 25 и 26, дмфференцирующую цепочку, собранную на элементах 27 и 28 и элемент времени 28, блок шунтирования 30, Блоки 18-.20 выполняются по обычным схемам на, двбично десятичных элементах, используемых в цифров и текнике для создания подобных устройств. Блок
12 определения частоты колебания сигнала рассогласования представ- 20 ляет собой компаратор с дифференцирующей цепочкой на выходе, формирующий однополярные прямоугольные импульсы, период повторения которых равен периоду колебания сигнала рас- 2g согласования. Блок шунтирования 30 может быть выполнен на любом контактном или бесконтактном релейном элементе, управляемом логическим сигна,лом. 30
748 4 ционного усилителя 8), что приведет к остановке электрода.
Устройство для автоматического управления электрическим режимом дуговой электропечи работает следующим образом.
Сигналы, снимаемые с датчика тока 2, датчика фазного напряжения 3, датчиков 4 и 5 первой производной тока дуги по времени двух других фаз поступают на входы блока 1 измерения управляющего напряжения дуги, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный напряжению дуги, который подается на один из входов блока сравнения 6, одновременно на другой вход блока сравнения 6 поступает сигнал задания от блока 7 опорного напряжения. Сигнал рассогласования между сигналом задания и упрувляющим напряжением дуги поступает с выхода блока 6 на операционный усилитель 8 и затем на силовой усилитель 9, где он последовательно усиливается до необходимой величины и подается на исполнительный механизм 10, -перемещающий электрод 11 в сторону устранения возмущения.
Одновременно сигнал с выхода блока сравнения 6 поступает на вход блока 12 определения частоты колебаний сигнала рассогласования, на входе которого получаются импульсы, период повторения которых Т равен периоду колебания сигнала рассогласования.
Длительность этих импульсов выбирается равной длительности импульсов генератора эталонных частот 19. Например, исходя из того, что частота собственных колебаний системы лежит в пределах О, 1-10 Гц, частота генератора эталонных частот 19 выбирается равной 1000 Гц, что обеспечивает измерение частоты с погрешностью не более 1Х, при этом длительность импульса я„= 0.5 мс. С выхопа блока 6 импульсы поступают на соответствующие входы блока обнуления 13. элемента сравнения 22 и блока триггера 23. В блоке 23 при помощи дифференцирующей цепочки 27 и 28 формируется нулевой строб цо переднему фронту импульса длительностью.
