Задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой электропечи

 

ЗАДАТЧИК МОЩНОСТИ РЕГУЛЯТОРА :ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ , содержавши первый и второй peгyлиpye a)e резисторы, измерительный .трансформатор тока, подключенный через первый согласуинщй трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания тока дуги, второй согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключена входная диагональ второго выпрямительного моста, выходная диагональ которого через второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги , отличающийся тем, что, с целью повьппения качества регулирования за счет автоматического обеспечения постоянства коэффициента передачи задатчика при изменении задания регулятору, первьш ре1улируеьн й резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания тока дуги, а второй регулируемый резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания напряжения дуги, причем движки перврго и второго регулируемых резисторов механически связаны соответственно с движками потенциометров задания тока и напряжения дуги. DO 9д э СА

1 113á330 Э

Изобретение относится к электро- возрастанию колебат термии и может быть использовано для са регулирования и регулирования и стабилизации мощности ком регулировании) дуговых сталеплавильных электропе- вости, вследствие в чей. купного коэффициен

Известен задатчик мощности регу- темы автоматическог лятора электрического режима. дуговой Цель изобретения электропечи, содержащий измерительный чества регулировани трансформатор тока, два согласующих тического обеспечен трансформатора, потенциометр задания 10 коэффициента переда напряжения дуги, потенциометр задания изменении задания р тока дуги и регулируемый резистор, Поставленная цел включенный во входную цепь блока ин- тем, что в задатчик тегрирования, причем движок регули- лятора электрическо руемого резистора механически связан 15 электропечи, содерж с движком потенциометра задания то- рой регулируемые ре ка j1) . тельный трансформат

Работа данного устройства основана ченный через первый на сравнении сигналов, пропорциональ- трансформатор к вхо ных напряжению и току электрической 20 первого выпрямитель дуги, Однако такой задатчик не обес- ходная диагональ ко печивает постоянства его коэффициента вый сглаживающий ф передачи при изменении задания авто- потенциометром зада матическому регулятору, поскольку в второй согласующий известном задатчике мощности с изме- 25 вторичной обмотке к нением задания но току (напряжению) на входная диагонал изменяется коэффициент передачи цепи мительного моста, в измерения тока. которого через втор

Наиболее близким к предлагаемому по техническому существу является задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой электропечи, содержащий первый и второй регулируемые резисторы, измерительный трансформатор тока, подключенный через 35 первый согласующий трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания тока дуги, второй согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключена входная диагональ второго выпрямительного моста, выходная диагональ которого через второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги (2 .

Недостатком этого устройства является то, что увеличение задания по току (напряжению) дуги (уменьшается коэффициент передачи измерительной цепи тока (напряжения) дуги) приводит к снижению точности регулирования, а уменьшение задания по току 55 (напряжению) дуги (увеличивается коэффициент передачи измерительной цепи тока (напряжения) дугин — к ельности процесдаже (при глубок потере устойчиозрастания совота усиления сисо регулирования. — повышение кая за счет автомаия постоянства чи задатчика при егулятору. ь достигается е мощности регуго режима дуговой ащем первый и втозисторы, измериор тока., подклюсогласующий дной диагонали ного моста, выторого через першьтр соединена с ния тока дуги, трансформатор, к оторого подключеь второго выпряыходная диагональ ой сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги, первый ðåгулируемый резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания тока дуги, а второй регулируемый резистор включен последовательно в выходную цепь потенциометра задания напряжения дуги„ причем движки первого и второго регулируемьж резисторов механически связаны соответственно с движками потенциометров ,задания тока и напряжения дуги .

На фиг.1 дана схема регулятора мощности дуговой электропечи с предлагаемым задатчиком; на фиг.2— структурная схема части системы регулирования мощности дуговой сталеплавильной печи.

Регулятор мощности дуговой электропечи состоит из задатчика 1 мощности, реверсивного тиристорного усилителя 2, электродвигателя 3 механизма перемещения электрода 4. Задатчик мощности содержит измерительный трансформатор 5 тока, выход которого подключен к первичной обмотке первого согласующего трансформатора б с ВТо ричной обмоткой 7, второй согласующий трансформатор 8 с вторипной обмоткой

3 1136330 4

9, выпрямительный мост 10, входная величине перемещения движка. Однодиагональ которого подключена к вто- временно с изменением положения движричной обмотке 7 согласующего транс- ка потенциометра t4 (15) изменяется форматора 6, выпрямительный мост 1t, и положение движка регулируемого ревходная диагональ которого подключе- 5 зистора 16 (17), причем с уменьшена к вторичной обмотке 9 согласующего нием (увеличением) коэффициента детрансформатора 8, сглаживающий фильтр ления потенциометра 14 (15) умень12, подключенный к выходной диагонали шается (увеличивается) величина совыпрямительного моста 10, сглаживаю- противления между точками Б и 6 (а и щии фильтр 13, подключенный к выход- 10 g) регулируемого резистора 16 (17). ной диагонали выпрямительного моста Величины сопротивлений регулируемых

11, потенциометры 14 и 15 задания то- резисторов 16 и 17 подбирают таким ка и напряжения дуги, подключенные к образом, чтобы коэффициент передачи выходам сглаживающих фильтров 12 и задатчика 1 мощности в целом при

13, первый регулируемый резистор 16 15 изменении задания регулятору не издвижок которого механически связан менялся. с движком потенциометра 14 задания .I тока дуги и второй регулируемьй ре- При появлении напряжения на зистор 17, дв ок которого механич6с- входе РевеРсивного тиРистоРного Уси-, ки связан с дви ком потенциометра лителЯ 2 положительной (отрицатель20

15 задания напряжения дуги. ной) полярности электродвигатель 3

Задатчик работает сл ду щ м обра- РазгонЯетсЯ в направлении опУсканиЯ зом. (подъема) электрода 4. По мере опусСигнал, пропорциональный току ду- каниЯ (поДъема) электрода возРастает ги, с измерительного трансформатора (уменьшается) ток дуги и соответсти сигал, пропсрциональный на ря- венно напряжение на выходе потенциожению на дуге, подаются соответст- метра 14 (точки ж и ) ), одновременно венно на первичные обмотки соглас о- УменьшаетсЯ (возрастает) напРЯжение щ х трансформаторов 6 и 8. Переменное дУги и соответственно напРЯжение на напряжение с вторичных обмоток 7 и 9 выходе потенциометРа 15 (точки е и

30 поступает соответственно на выпрями- ), напряжение на входе реверсивного тельные мосты 10 и 11 и далее через тиристорного УсилителЯ 2 при этом сглаживающие фильтры 12 и 13 на поуменьшается. При достижении напря:тенциометры 14 и 15 задания тока и жения на выходе задатчика мощности напря ения дуги. При равенстве напря-, (точки 0 и 3 ) величины Равной нУлю жений, снимаемых с потенциометров 14, 35 электРодвигатель 3 останавливаетсЯ. и 15, сигнал на выходе задатчика Таким образом, в данном регулятомощности, отсутствует, напряжение на ре с предлагаемым задатчиком мощносвходе реверсивного тиристорного уси- 1 ти при изменении заданиЯ совокУпный лителя 2 равно нулю, электродвигатель коэффициент УсилениЯ системы остаетмеханизма перемещения электрода 4 ся постоЯннымэ что позволяет поны

40 заданного режима печи на выходе задатчика 1 системы регулирования и стабилиза; мощности появляется постоянное напря- ции мощности дуги. жение, величина и полярность которо- Изменение. задания регулятору в го зависят от величины и характера 4 существующих задатчиках мощности

45 возмущения. При этом электродвига- производится путем изменения коэфтель 3 разгоняется, перемещая элект- фициентов пеРедачи цепей измеРениЯ род 4 в направлении ко енса и рас- напРЯжениЯ н тока электРической дУсогласования. ги, за счет изменения коэффициентов

50 деления потенциометров задания наПри,увеличении (уменьшении) зада- пряжения и тока дуги. ния регулятору по току (напряжению) Для пояснения сущности предлагаедуги, путем перемещения вниз (вверх) мого технического решения рассмотрим движка потенциометра 14 (1Я, на фрагмент структурной схемы системы входе реверсивного тиристорного уси- 55 регулирования мощности дуговой сталелителя 2 появляется напряжение по- плавильной печи (фиг.2), где: ложительной (отрицательной) полярнос- L — длина электрической луги (пети, величина которого пропорциональна ремещение электрода};

1136330

U — ток и напряжение дуги;

U U — напряжения, пропорциод Р нальные току и напряжению дуги;

= U -U — разность сигналов, о 2 пропорциональных току и напряжению дуги, снимаемых с потенцнометров 14 и 15 (рассогласования);

Kl " коэффициент передачи дуговой электропечи по току дуги (входная величина — длина электрической дуги, 1О выходная величина — ток дуги);

К2 — коэффициент передачи цепи измерения тока дуги (входная величина — ток дуги, выходная величина— напряжение U< на выходе потенциомет- 15 ра 14 задания тока дуги) . Цепь измерения в данном случае включает измерительный трансформатор 5 тока, согласующий трансформатор 6, выпрямитель 10, фильтр 12 и потенциометр 20

14 задания тока дуги;

КЗ вЂ” коэффициент передачи дуговой электропечи по напряжению дуги (входная величина — длина электрическои дуги, выходная величина — напряжение 25 дуги) ь

К4 — коэффициент передачи цепи измерения напряжения дуги (входная величина - напряжение дуги, выходная величина - напряжение U< на выходе 3g потенциометра 15 задания напряжения дуги). Цепь измерения в данном случае включает согласующий трансформатор

8, выпрямитель 11„ фильтр 13 и потенц ометр 15 здания напряжения дуги 35

К5 — суммарный коэффициент передачи регулируемьи резисторов 16 и 17 (входная величина - напряжение рассогласования ;э, т.е. разность сигналов, пропорциональных току и напряжению дуги, выходная величина—

Е напряжение на входе реверсивного тиристорного усилителя 2;

К6 - коэффициент передачи (усиления) реверсивного тиристорного усилителя 2.

Изменение коэффициентов деления потенциометров 14 и 15 при изменении задания регулятору нриводит к изменению коэффициентов передачи К2 и К4. Изменение же коэффициентов К2 и К4 (при отсутствии дополнительных регулируемых резисторов 16 и 17 т.е. К5 1) приводит к изменению совокупного коэффициента передачи системы регулирования в целом. Так, в нашем случае (при К5 1) коэффициент передачи части системы, изображенной на фиг.2 определяется вы° У ражением К = (К1 > К2 — КЗ К4) ° 1 К6, т.е. любое изменение К2 или К4 приводит к изменению К . При этом сни% жение К снижает точность стабилизации мощности дуги, так как из теории автоматического регулирования известно., что точность стабилизации (статическая ошибка регулирования) .замкнутой системы автоматического регулирования прежде всего зависит от . совокупного коэффициента усиления разомкнутой системы и счижение его увеличивает ошибку регулирования. С другой стороны возрастание совокупного коэффициента приводит к колебательности процесса регулирования и даже потере устойчивости. При этом для сохранения устойчивости необходимо„ чтобы система имела большой заг;-ас .по амплитуде и фазе, что требует в свою очередь применения сложных стабилизирующих устройств.

Для исключения влияния изменения задания регулятору предложено последовательно в канал регулирования включить звено с коэффициентом передачи К5 Р 1 (регулируемые резисторы

16 и 17, движки которых механически. связаны соответственно с потенциометрами 14 и 15). Коэффициент передачи

К5 является функцией угла поворота потенциометров 14 и 15. Тогда коэффициент передачи части системы, изображенной на фиг.2, определяется выражением К = (К1 ° К2-К3 К4) К5 Кб, при этом с изменением К2 (либо К4} автоматически изменяется К5 таким (Ф образом, что величина К всегда остается постоянной, т.е. при изменении задания регулятору всегда сохраняется условие

К""= (Кl К2-КЗ К4) "K5 К6 = const.

Исходя из этого условия производится расчет и выбор величин сопротивлений регулируемых резисторов 16 и 17. Обеспечивая постоянство величины «r. тем самым сохраняется заданная . Ф точность и устойчивость системы регулирования, т.е. повышается качество регулирования.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения ориентировочно составляет 54,7 тыс.руб. в год.

Составитель Г. Тараканова Редактор Е. Папп Техред А.Кикемезей КарректорА.Обручар

Заказ 10304/45 Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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