Способ управления источником питания трехэлектродной электропечи током низкой частоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„34З2867 (5l) 4 Н 05 В 7 144 с

ЗС " „, „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1З,:", ц

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

«», (21) 3708026/24-07 (22) 11.03.84 (46) 23.10,88. Бюл. Ф 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) В.Г.Машьянов, Г.Б.Фридман, В.Д.Белан, И.П.Бруковский, В.В,Фоменко, С.М.Нохамин, N.È.Ôðèø и С.А,Саньков (53) 621.365.22 (088.8) (56) Преобразовательная техника:

Межвузовский сборник научных трудов. Сборник НЭТИ, 1981 с. 27.

Патент Швейцарии Â 398773, кл. Н 02 М 5/27, 1966. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЭЛЕКТРО .

ПЕЧИ ТОКОМ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ, выполненным по схеме непосредственного трехфазного преобразователя частоты с естественной коммутацией тиристоров и содержащем три вентильных комплекта, каждый из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных групп, причем выходные выводы комплектов соединены в треугольник и связаны с электродами печи, при котором контролируют симметрию параметра электрического режима нагрузки1 в симметричном режиме работы печи включают три вентильных комплекта, для чего отпирают импульсами. вентили в каждой группе каждого вентильного комплекта на 1/3 периода выходной частоты, а выходные напряжения комплектов сдвигают друг относительно друга на 1/3 периода выходной частоты и регулируют ток нагрузки изменением фазы импульсов отпирания вентилей, а при несимметричном режиме нагрузки изменяют режим работы вентилей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности электропечи, указанное изменение режима работы ( вентилей осуществляют путем отключения одного комплекта, не связанно- Д го с электродом, параметры электрического режима которого уменьшаются, вентильные группы двух других вен- @he тильных комплектов отпирают на 1/2 фф периода низкой частоты, причем вы- фф ходные напряжения этих комплектов (р сдвигают на 1/2 периода выходной час-. ива тоты.

1432807

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электротермическим установкам, содержащим трехэлектродную электропечь, питание которой осуществляется от трехфазного преобразователя тока сетевой частоты в ток пониженной частоты.

Цель изобретения — повьппение про-, изводительности электропечи за счет 10 перераспределения мощности между электродами при несимметричных режимах нагрузки, На фиг.1 приведены временные диаграммы токов вентильных комплектов 15 и электродов печи при симметричной нагрузке на фиг.2 — временные диаграммы токов вентильных комплектов и электродов печи при несимметричной нагрузке в режиме перераспределения 20 мощности на фиг.З вЂ” электрическая схема устройства управления источником питания трехэлектродной электропечи низкой частоты..

При уменьшении тока в одном из электродов, например, за счет-увеличения по технологическим причинам сопротивления подэлектродного пространства уменьшается мощность, потребляемая печью. При этом необхо- 30 димо учесть, что мощность питающего трайсформатора ограничена и поддержать номинальное значение тока только с помощью регулятора тока невозможно (не хватает напряжения) . Для 3 выравнивания сопротивления подэлектродного пространства перераспределяI ют мощность между электродами переводом источника питания с трехфазного режима работы на двухфазный так, щ что большая часть мощности выделяется под этим электродом.

При достижении симметрии в нагрузке переводят источник питания в трех. 45 фазный режим рабоrb!.

Таким образом, сводят до минимума несимметричный режим работы электро-. печи и повышают тем самым ее производительность. Каждый комплект вентилей преобразователя с помощью соответствующего блока управления и трехфазного блока задания частоты тока формирует ток Ii!, I, I> (фиг.1) причем длительность тока одного направления равна 23/3, и между тока55 ми прямого и обратного направления имеется пауза величиной !!/3, токи

Т.1, Iq I g сдвинуты между собой на

2К время, равное -- . Ток в каждом элек" троде Т, I

I » Iy при симметричном режиме работы печи равны и ограничены параметрами питающего трансформатора.

Предположим, что при угле отпирания вентилей, равном нулю, что соответствует точке естественной коммутации вентилей, изменились параметры ванны печи таким образом, что уменьшился ток одного из электродов, например В, Так как восстановить прежнее значение тока с помощью изменения угла отпирания вентилей невозможно, то произойдет уменьшение мощности, потребляемой печью, а следовательно, и уменьшение ее производительности.

Для того, чтобы устранить несиммет ° ричный режим перераспределяют мощность в ванне печи так, чтобы в электроде фазы В она увеличилась за счет уменьшения ее в двух других электродах. Увеличение мощности в электроде фазы В достигают за счет увеличения длительности проводимости двух вентильных комплектов, формирующих ток в этом электроде от

2!! до !! а в третьем вентильном

3 комплекте запрещают импульсы отпирания вентилей.

Таким образом, мощность сети передается в нагрузку двумя фазами преобразователя через три электрода.

Как видно,(фиг.2) среднее значение тока в электроде фазы В при восстановившемся симметричном режиме в нагрузке увеличится в 1,5 раза, а в электродах фаз А и С уменьшится в каждом на 1/4 часть.

Если необходимо увеличить мощность в электроде фазы А или С, действуют аналогичным образом, причем увеличивают проводимость вентильных групп тех комплектов, которые формируют ток в электроде, а в третьем вентильном комплекте запрещают импульсы от пирания вентилей. Сущность способа поясняется предлагаемым устройством.

Устройство (фиг.3) содержит питающий трансформатор 1, три вентильных з

143 комплекта 2-4, включенных на встречно-параллельной схеме. Выходными выводами комплекты вентилей включены между собой в треугольник к вершинам

А, В, С которого подключены электроды печи, соединенные по схеме звезда без нулевоro провода.

Каждый вентильный комплект управляется с помощью соответствующих блоков 5-7 управления. Каждый блок управления содержит соответствующее соединенные последовательно регуляторы 8-10 тока, фазосдвигающие устройства 11-13, логические блоки 1416 формирования импульсов. При этом входы регуляторов 8-10 тока предназначены для,подключения к соответствующим датчикам тока и узлу задания тока вентильного комплекта, а выходы логических блоков 14-16 формирования импульсов соединены с управляющим входами вентильных комплектов 2-4.

Устройство содержит также трехплатный на 4 положения переключатель 17 каждая плата 18-20 которого принадлежит одному из блоков 5-7 управления и содержит четыре неподвижных а, Ъ, с, d и один подвижный контакт.

Подвижный контакт каждой платы соединен с вторым входом своего логического блока 14-16 формирования импульсов. Устройство содержит, кроме то го, первый блок 21 задания частоты

:тока вентнльных комплектов с трехфазным выходом, выходы которого соединены с первым (а) неподвижными контактами плат 18-20 переключателя 17, а также второй блок 22 задания частоты тока вентильных комплектов с двухфазным выходом. Первый выход второго блока 22 задания частоты тока вентильных комплектов соединен с вторым (b) и четвертым (d) неподвижными контактами платы 18 и третьим (с) неподвижным контактом платы 20.

Второй выход блока 22 соединен с вторым (b) и третьим (с) неподвижными контактами платы t9 и четвертым (d) неподвижным контактом платы 20.

Свободные (с, d b) неподвижные кон. такты плат 18-20 соединены с выходом источника 23 запрещающего сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питающей сети через трансформатор 1 подается на входы вентильных комплектов 2-4, которые

2807 управляются с помощью соответствующих блоков 5-7 управления и общих блоков

21 и 22 задания частоты тока. При этом каждый блок 5-7.управления saдает прямоугольную форму тока группы вентильного комплекта 2-4 в соответствии с фиг.2 при симметричной нагрузке, которой соответствует положению а переключателя 17. В этом

10 режиме работы к входам блоков 5-7 управления подключаются выходы блоТретьему положению (с) переключателя соответствует несимметричный режим, когда мощность питающей сети передается в нагрузку вентильными комплектами 3 и 4 и запрещены импульсы отпирания вентилей комплекта 2 источником 23.

Четвертому положению (d) переключателя соответствует режим, когда

55 мощность питающей сети передается в нагрузку вентильными комплектами 2 и

4 и запрещены импульсы отпирания вентилей комплекта 3. ка 21 и мощности сети передаются в нагрузку тремя вентильными комплек15 тами 2-4. С помощью фазосдвигающих устройств 11-13 регулируют амплитуду тока изменением угла отпирания вентилей, а с помощью регулятора 8-10 тока поддерживают заданное значение

20 тока комплектов вентилей преобразова" теля. С помощью логических блоков

14-16 формирования импульсов формируют импульсы отпирания вентилей комплектов, фаза которых определяет25 ся фазосмещающим устройством 11-13, а частоты их задаются блоками 21 и 22 в зависимости от положения переключателя 17. Последним задают режим работы преобразователя при

gp симметричной и.при несимметричной нагрузке, когда мощность питающей сети передается в нагрузку. либо тремя вентильными комплектами, либо двумя. При этом первому положению (а) переключателя соответствует симмет" ричный режим работы, когда мощность сети передается в нагрузку тремя вентильными комплектами.

Второму положению (Ь), переключателя соответствует несимметричный режим работы, когда мощность питающей сети передается в нагрузку вентильными комплектами 2 и 3 и запрещены .импульсы отпирания вентилей комплекта 4 источника 23.

5 14Э 2807 ь

Предлагаемый способ позволяет эф- ки и тем самым повысить производительфективно устранять несимметрию в ность электропечи и улучшить технонагрузке электротермической ycTsHos- логичность процесса плавки.

1432807 (Риз.2

1432807

Составитель Е.Долбилин

Техред А.Кравчук

Редактор Н.Рогулич

КорректоР N.Âàñèëbåâ

Заказ 5467/56

Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета г по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4